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    钢板桩的七种应用

    2018-11-29   来源:   点击数:9次 选择视力保护色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)   合适字体大小:
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       中国钢管信息港发回的报道:感应加热是对钢棒进行穿透式加热淬冷,并随之进行感应加热透热高温回火,可在连续作业生产线上完成的调质工艺,已经被越来越多的应用到各行各业。这种工艺方法对各类中碳钢(包括低合金钢)的中小截面尺寸的棒材、管材、轴类零件均适用,具有生产效率高,能耗低,无脱碳氧化,不污染,生产过程极易自动化等特点,特别适于批量生产。为此,我公司引进新型连续式感应加热调质线以满足产品结构调整需求,扩大产品覆盖范围。由于前期没有相关的感应加热调质工艺数据,本文通过对42CrMoS4棒材的调质工艺试验及组织性能分析确定了热轧棒材的感应加热调质工艺。
      
      1.感应加热调质设备
      
      东北特钢大连基地引进ELOTHERM公司小棒材感应加热调质线,可处理规格Φ20~Φ160mm。整条线共有五组线圈,分别由五个完全独立调节的变频模块进行多区控制。每个区的最后一组都是作为一个保温区,以获得更好的奥氏体化效果。钢材冷却系统采用水冷,由5个淬火水环及一个直线性切断喷头组成。钢材淬火、回火全过程由连续式斜面辊道进行单只连续传输,钢材自旋转式前进,可以保证钢材加热、冷却的均匀性,得到更好的平直度。
      
      2.试验工艺
      
      本节介绍的试验钢种为东北特钢大连基地生产的42CrMoS4热轧棒材,分别选用Ф32mm、Ф65mm两个规格。生产工艺流程为:连铸坯→加热→轧制→矫直→感应加热调质→检验→探伤→成品。钢材成分见表1。
      
      42CrMoS4化学成分(质量分数).jpg
      
      中国钢管信息港发回的报道:钢材调质前状态为热轧态,42CrMoS4为亚共析钢,42CrMoS4钢Ac3温度约为780℃,常规热处理选取淬火温度一般为850~860℃。但在感应加热中加热速度非常快,其临界点Ac3随加热速度的增大而升高,而且我们要考虑奥氏体化的充分性,应适当提高加热温度。根据钢材标准的力学性能要求,既要有一定的强度、硬度,又要有良好的塑性及冲击韧度,确定钢材回火温度应为高温回火,希望得到更多的回火索氏体。所以我们试验设定感应加热调质工艺见表2,我们在已调质的钢材上取样检测纵向力学性能,截取位置为距表面12.5mm处,取样两支,检验结果及标准性能指标要求见表3。
      
      42CrMoS4感应加热调质工艺
      
      42CrMoS4感应加热调质工艺.jpg
      
      力学性能指标及检验结果
      
      力学性能指标及检验结果.jpg
      
      3.组织性能分析
      
      从试验结果来看,力学性能符合标准要求,Ф35mm由于规格较小,在淬火过程中全截面都可以达到很快的冷却速度,我们取其调质后半径1/2位置的金相组织(如图1所示),我们可以得到较为均匀的回火索氏体组织,未见贝氏体组织及块状铁素体出现。对于Ф65mm规格我们取样分别观察钢材横截面上不同位置的金相组织,靠近表面位置为比较均匀的回火索氏体(距表面距离≤15mm以内),如图2所示。
      
      随着距表面距离的增加逐渐有贝氏体出现,图3为距表面16mm处组织,回火索氏体+少量贝氏体组织,图4为距表面25mm处组织,回火索氏体+贝氏体+少量铁素体。由于钢材在淬水冷却过程中随着钢材横截面深度的增加,冷却强度逐渐下降,越往心部冷却速度越慢,当小于马氏体转变临界冷却速度就会析出贝氏体。
      
      42CrMo钢奥氏体连续冷却转变曲线可以看出,过冷奥氏体转变同时存在珠光体区和贝氏体区,但贝氏体区超前于珠光体转变区。在设备现有冷却条件下,小直径棒材连续冷却过程中心部不会有先共析铁素体析出,因此图4中的铁素体相是由于加热过程中心部位置加热保温不足造成的,从铁素体分布情况也可以做出明确判断。但总体来说不论从力学性能检测情况及金相组织情况来看,均可以满足性能要求。
      
      4.结语
      
      (1)对于感应加热淬火+回火连续热处理线,由于其加热的物理特性均可以达到很快的加热速度,我们需应采用比传统加热方式更高的淬火及回火温度,当采用不同的加热速度时也应做出相应的调整。
      
      (2)对于试验的Φ65mm规格热轧材,从表面到心部逐渐出现贝氏体,少量块状铁素体,是因为冷却强度不够及加热保温不足造成的,但钢材调质性能完全满足标准要求,当材料提出更高的力学性能要求,我们可通过适当提高冷却强度或适当降低钢材通过速度来延长钢材保温时间以获得更好的金相组织及综合力学性能。
      
      (3)我们目前制定的感应加热调质工艺完全可以满足产品的力学性能要求。
      
      表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面间的有效接触面积越小,压强越大,磨损就越快。
      
      表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说,表面越粗糙,就越易磨损,使工作过程中间隙逐渐增大;对过盈配合来说,由于装配时将微观凸峰挤平,减小了实际有效过盈,降低了联结强度。
      
      中国钢管信息港发回的报道:表面粗糙度影响零件的疲劳强度。粗糙零件的表面存在较大的波谷,它们像尖角缺口和裂纹一样,对应力集中很敏感,从而影响零件的疲劳强度。
      
      表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面,易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层,造成表面腐蚀。
      
      表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合,气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
      
      表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下,抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
      
      影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度,尤其是在精密测量时。
      
      临时浅挖基础作业和马路项目。通常带有锁扣的3号和4号钢板桩能使挖掘工作保持干燥,环境不受影响。钢板桩的长度从6米到15米不等,常采用挖掘机装振动锤来打。每当您看到附近有挖掘机在工作,就必然能看到有钢板桩在被使用!
      
      河里的防水围堰
      
      河里的防水围堰。通常选用更宽点的6号桩。锁口钢板桩的长度在15到24米之间,由416L型液压振动锤驱打。更复杂的可能含有砾石的土壤,可以选择中等大小的锤,如815C。围堰能为混凝土基础的修建提供干燥的码头。桥塔建成之后,钢板桩会被取出重新利用。
      
      避免使用泥浆和隔水墙
      
      需要避免使用泥浆和隔水墙的深基础。有时候钢板桩会与护筒桩配合使用,以获得更大的侧向承载力。这些应用需要AZ型钢板桩,长度为24-36米。对于挖掘深度达到20米的情况,这些宽的钢板桩很经济,能提供很大的侧向承载力。中等大小的815C或更大的1412C常被选来完成这些环保建设项目。
      
      AZ型钢板桩港湾墙
      
      AZ型钢板桩还常用作永久的港湾墙。这些恶劣工作条件需要选择防锈的高等级钢材。可以给受到海水和风腐蚀最厉害的钢板桩做特别涂层。由于做这类墙的钢板桩的长度和重量比较大,建议选用大的振动锤,如82NF或1412C,常常还需配备NL型冲击锤来完成最后几米的沉桩。
      
      修建地下城市综合管廊
      
      修建地下城市综合管廊时的挖掘工作由钢板桩墙来保护。免共振液压锤允许您在现有建筑旁施工,不会因噪声而扰民,亦不会因低频振动破坏建筑。
      
      永久荷载支撑结构
      
      AZ型钢板桩也可用于铁路、高速路立交桥和车库的永久荷载支撑结构。能获得好的土壤保持和好的承载力两大功能。中等的815C和更大的1412C锤常常被选用做这些建设项目。
      
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      混凝土板桩!
      
      7
      
      混凝土板桩!在河和航道岸边,混凝土板桩成本较低、养眼。标准强度的混凝土桩可以用液压振动锤来打,较薄的混凝土板桩很容易因共振而受损,必须采用免共振液压锤。中国钢管信息港发回的报道
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