Hoe beïnvloedt de materiaalwetenschap van ankerbouten van koolstofstaal hun treksterkte en duurzaamheid?

Op het gebied van bouwtechniek en zware machines, Koolstofstaalstaking anker is een belangrijke verbinding en bevestigingscomponent, en de prestaties ervan bepalen direct de levensduur van de veiligheid en de services van de structuur. Koolstofstaal is het kernmateriaal en de synergie van zijn chemische samenstelling, microstructuur en verwerkingstechnologie vormt de mechanische eigenschappen en duurzaamheid van de ankerbout.
1. Chemische samenstelling: de "genmap" van treksterkte
De treksterkte van koolstofstaal is niet -lineair positief gecorreleerd met het koolstofgehalte (C%). Volgens de ASTM A36-standaard wordt het koolstofgehalte van een typische koolstofstaalbout geregeld in het bereik van 0,25%-0,29%, en deze verhouding vindt een evenwicht tussen sterkte en ductiliteit. Wanneer het koolstofgehalte groter is dan 0,3%, neemt de materiaalhardheid toe, maar de brosheid neemt aanzienlijk toe, waardoor de ankerbout een brosse breuk onder dynamische belasting kan veroorzaken. Tegelijkertijd kan de toevoeging van mangaan (MN) -element (0,6%-1,2%) de korrelgrensverbinding door vaste oplossingversterking met koolstof verbeteren en de treksterkte met 15%-20%verhogen.
Case Verificatie: een industriële fabriek gebruikt koolstofstaalankers met een C -gehalte van 0,27% en een MN -gehalte van 0,9%. De ultieme treksterkte bereikt 580 MPa, wat 34% hoger is dan die van gewone koolstofarme stalen ankers, die met succes de hoogfrequente trillingsbelasting van de hefapparatuur weerstaat.
2. Microstructuur: het "onzichtbare schild" van duurzaamheid
De duurzaamheid van koolstofstaal hangt af van de weerstand van zijn microstructuur tegen corrosie en vermoeidheid. Door het gecontroleerde rollende en gecontroleerde koelproces (TMCP) kan de verhouding van ferriet tot pearliet worden geoptimaliseerd om een ​​fijnkorrelige structuur te vormen (korrelgrootte bereikt ASTM graad 8 of hoger). Fijne korrels verbeteren niet alleen de taaiheid van het materiaal, maar verminderen ook de accumulatie van dislocaties bij de korrelgrenzen en vertragen de initiatie van scheuren. Bovendien kan het toevoegen van sporen van koper (Cu, 0,2%-0,5%) en chroom (CR, 0,3%-0,6%) een dichte oxidefilm vormen, waardoor het corrosiepercentage minder dan 0,02 mm/jaar wordt verminderd.
Experimentele gegevens: na vergelijking met de zoutspray -test (ASTM B117 -standaard) is het roestoppervlak van koolstofstaal ankerbouten die Cr/Cu bevatten na 720 uur slechts 1/5 van die van gewoon koolstofstaal, en de levensduur in het mariene milieu wordt uitgebreid tot meer dan 30 jaar.
V. Toekomstige richting: doorbraken in intelligente materiële wetenschap
Met de ontwikkeling van de Material Genome Project en Computational Materials Science, gaan nieuwe hoogwaardig en taaie koolstofstaal (zoals nano-bainiet staal en medium mangaanstaal) de technische verificatiefase binnen. Door precies de koolstofverdeling en het faseveranderspad te regelen, wordt verwacht dat de treksterkte van de nieuwe generatie ankerbouten groter is dan 800 MPa met behoud van uitstekende corrosieweerstand.