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耐火钢的关键性能要求是其高温强度

作者:原创   发布时间: 2018/3/28 10:40:54

耐火钢喷涂、防火板、混凝土等防火保护措施工作费工费时,还增加了建筑结构的重量,延长了工期,提高了建造成本研制和应用耐火钢正是为了减薄或取消耐火涂层。耐火钢也不同于普通的耐热钢,耐热钢对钢的高温性能,如高温持久强度、蠕变强度、疲劳性能等有严格的要求;而耐火钢在性能上它不需要长时间的高温强度,只要在600C左右的高温下保持~3小时后其屈服强度值不低于室温数值的2/3,以保证结构的安全性,保证人员、重要物资等在结构坍塌前能安全地撤离火灾现场。

耐火钢的关键性能要求是其高温强度。耐火钢的合金元素含量比普通建筑用低合金结构钢的合金元素含量稍高一些。根据高合金耐热钢的研宄结果可知,铬、钼可提高钢的耐热性,但他们是贵重元素,钢中添加大量的这类元素将大幅度增加生产成本,这对使用量大而广的结构材料是不可行的。另外,铬、钼等合金元素增加钢的淬透性,提高碳当量,对焊接性不利。因此,建筑用耐火钢只能少量应用这类贵重合金元素。

近年来,微合金化技术取得了巨大进展。铌钒钛微合金元素的析出物具有良好的高温稳定性,对提高高温强度可能会产生有益的影响。研宄工作表明,通过使铌微合金元素在针状铁素体组织的高温析出,可显著提高钢的高温强度。钒钛的作用与铌相同,可提高钢的高温强度。铌-凡钛微合金化元素与少量耐热性高的铬、钼合金的复合使用,可达到最佳的高温强化效果耐火钢的概念是80年代日本提出的,日本研宄者通过在钢中添加微量的铬、钼、铌等合金元素开发出了耐火温度为600C的建筑用耐火钢,该钢在600C的高温屈服强度保持在室温的2/3以上欧洲的cresot-loire钢厂完成了能经受900~1000C火灾温度的含钼耐火钢的研宄,但由于成本过高而未能推广应用。目前,耐火钢在日本己获得了广泛使用,新日铁自1989年至今己生产耐火钢20万吨,其中包括耐火H型钢、板材、带钢、钢管等产品,目前年产量是4万吨左右。耐火钢的用途很广,可用于办公楼、商场、宾馆、厂房、体育馆、车站、高层钢结构大厦等的建造应用耐火钢后可缩短建造周期,减轻建筑物重量,增加建筑的安全性,降低建造成本,具有显著的经济和社会效益。

现在国外己开发出了390~490MPa的耐火钢、耐候耐火钢系列,其主要特点是:在600C高温下,其高温屈服强度为常温标准值的三分之二以上,常温下的各种性能与普通焊接结构钢相同,焊接性与普通钢相同。

我国耐火钢的应用尚落后,为适应我国现代建筑事业发展的需要,马钢、宝钢、鞍钢等单位都开始开展耐火钢的研宄马钢己进行了耐火H型钢产品工业试制并获得了成功。近期即将在上海某住宅工程中成批使用4.5大型空心型钢大型方、矩形空心型钢作为新型绿色建材,由于材质所具有的优良性能和独特的防火性,市场前景看好。

大型方、矩形空心结构型钢、又称方、矩形管,是一种新型高效建筑材料。传统上型钢主要用来满足承载要求,如H型钢、宽翼缘钢梁国际管状结构开发与研宄委员会认为,空心结构型钢不易于扭弯,增强了抗扭和抗多向轴向力的能力,也提高了材料强度与重量之比而且与相同用途的其它型材相比,空心型钢具有较小的表面,特别是使用防火涂料时,可大大降低成本,H型钢或工字钢的表面积相当于同比空心型材的两倍。空心型钢进行填充即可作为一种防火措施虽然钢结构由于其独特的性能被广泛应用于建筑场合,但是由于其固有的缺点,我们在应用中,要采取不同的方法手段来解决这个问题,关键是由场合、耐火极限要求、成本等因数综合考虑,可以单独采用一种方法,或采用几种方法配合来达到我们的设计要求