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    鋼板樁的七種應用

    2018-11-29   來源:   點擊數:9次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港發回的報道:感應加熱是對鋼棒進行穿透式加熱淬冷,并隨之進行感應加熱透熱高溫回火,可在連續作業生產線上完成的調質工藝,已經被越來越多的應用到各行各業。這種工藝方法對各類中碳鋼(包括低合金鋼)的中小截面尺寸的棒材、管材、軸類零件均適用,具有生產效率高,能耗低,無脫碳氧化,不污染,生產過程極易自動化等特點,特別適于批量生產。為此,我公司引進新型連續式感應加熱調質線以滿足產品結構調整需求,擴大產品覆蓋范圍。由于前期沒有相關的感應加熱調質工藝數據,本文通過對42CrMoS4棒材的調質工藝試驗及組織性能分析確定了熱軋棒材的感應加熱調質工藝。
      
      1.感應加熱調質設備
      
      東北特鋼大連基地引進ELOTHERM公司小棒材感應加熱調質線,可處理規格Φ20~Φ160mm。整條線共有五組線圈,分別由五個完全獨立調節的變頻模塊進行多區控制。每個區的最后一組都是作為一個保溫區,以獲得更好的奧氏體化效果。鋼材冷卻系統采用水冷,由5個淬火水環及一個直線性切斷噴頭組成。鋼材淬火、回火全過程由連續式斜面輥道進行單只連續傳輸,鋼材自旋轉式前進,可以保證鋼材加熱、冷卻的均勻性,得到更好的平直度。
      
      2.試驗工藝
      
      本節介紹的試驗鋼種為東北特鋼大連基地生產的42CrMoS4熱軋棒材,分別選用Ф32mm、Ф65mm兩個規格。生產工藝流程為:連鑄坯→加熱→軋制→矯直→感應加熱調質→檢驗→探傷→成品。鋼材成分見表1。
      
      42CrMoS4化學成分(質量分數).jpg
      
      中國鋼管信息港發回的報道:鋼材調質前狀態為熱軋態,42CrMoS4為亞共析鋼,42CrMoS4鋼Ac3溫度約為780℃,常規熱處理選取淬火溫度一般為850~860℃。但在感應加熱中加熱速度非常快,其臨界點Ac3隨加熱速度的增大而升高,而且我們要考慮奧氏體化的充分性,應適當提高加熱溫度。根據鋼材標準的力學性能要求,既要有一定的強度、硬度,又要有良好的塑性及沖擊韌度,確定鋼材回火溫度應為高溫回火,希望得到更多的回火索氏體。所以我們試驗設定感應加熱調質工藝見表2,我們在已調質的鋼材上取樣檢測縱向力學性能,截取位置為距表面12.5mm處,取樣兩支,檢驗結果及標準性能指標要求見表3。
      
      42CrMoS4感應加熱調質工藝
      
      42CrMoS4感應加熱調質工藝.jpg
      
      力學性能指標及檢驗結果
      
      力學性能指標及檢驗結果.jpg
      
      3.組織性能分析
      
      從試驗結果來看,力學性能符合標準要求,Ф35mm由于規格較小,在淬火過程中全截面都可以達到很快的冷卻速度,我們取其調質后半徑1/2位置的金相組織(如圖1所示),我們可以得到較為均勻的回火索氏體組織,未見貝氏體組織及塊狀鐵素體出現。對于Ф65mm規格我們取樣分別觀察鋼材橫截面上不同位置的金相組織,靠近表面位置為比較均勻的回火索氏體(距表面距離≤15mm以內),如圖2所示。
      
      隨著距表面距離的增加逐漸有貝氏體出現,圖3為距表面16mm處組織,回火索氏體+少量貝氏體組織,圖4為距表面25mm處組織,回火索氏體+貝氏體+少量鐵素體。由于鋼材在淬水冷卻過程中隨著鋼材橫截面深度的增加,冷卻強度逐漸下降,越往心部冷卻速度越慢,當小于馬氏體轉變臨界冷卻速度就會析出貝氏體。
      
      42CrMo鋼奧氏體連續冷卻轉變曲線可以看出,過冷奧氏體轉變同時存在珠光體區和貝氏體區,但貝氏體區超前于珠光體轉變區。在設備現有冷卻條件下,小直徑棒材連續冷卻過程中心部不會有先共析鐵素體析出,因此圖4中的鐵素體相是由于加熱過程中心部位置加熱保溫不足造成的,從鐵素體分布情況也可以做出明確判斷。但總體來說不論從力學性能檢測情況及金相組織情況來看,均可以滿足性能要求。
      
      4.結語
      
      (1)對于感應加熱淬火+回火連續熱處理線,由于其加熱的物理特性均可以達到很快的加熱速度,我們需應采用比傳統加熱方式更高的淬火及回火溫度,當采用不同的加熱速度時也應做出相應的調整。
      
      (2)對于試驗的Φ65mm規格熱軋材,從表面到心部逐漸出現貝氏體,少量塊狀鐵素體,是因為冷卻強度不夠及加熱保溫不足造成的,但鋼材調質性能完全滿足標準要求,當材料提出更高的力學性能要求,我們可通過適當提高冷卻強度或適當降低鋼材通過速度來延長鋼材保溫時間以獲得更好的金相組織及綜合力學性能。
      
      (3)我們目前制定的感應加熱調質工藝完全可以滿足產品的力學性能要求。
      
      表面粗糙度影響零件的耐磨性。表面越粗糙,配合表面間的有效接觸面積越小,壓強越大,磨損就越快。
      
      表面粗糙度影響配合性質的穩定性。對間隙配合來說,表面越粗糙,就越易磨損,使工作過程中間隙逐漸增大;對過盈配合來說,由于裝配時將微觀凸峰擠平,減小了實際有效過盈,降低了聯結強度。
      
      中國鋼管信息港發回的報道:表面粗糙度影響零件的疲勞強度。粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對應力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強度。
      
      表面粗糙度影響零件的抗腐蝕性。粗糙的表面,易使腐蝕性氣體或液體通過表面的微觀凹谷滲入到金屬內層,造成表面腐蝕。
      
      表面粗糙度影響零件的密封性。粗糙的表面之間無法嚴密地貼合,氣體或液體通過接觸面間的縫隙滲漏。
      
      表面粗糙度影響零件的接觸剛度。接觸剛度是零件結合面在外力作用下,抵抗接觸變形的能力。機器的剛度在很大程度上取決于各零件之間的接觸剛度。
      
      影響零件的測量精度。零件被測表面和測量工具測量面的表面粗糙度都會直接影響測量的精度,尤其是在精密測量時。
      
      臨時淺挖基礎作業和馬路項目。通常帶有鎖扣的3號和4號鋼板樁能使挖掘工作保持干燥,環境不受影響。鋼板樁的長度從6米到15米不等,常采用挖掘機裝振動錘來打。每當您看到附近有挖掘機在工作,就必然能看到有鋼板樁在被使用!
      
      河里的防水圍堰
      
      河里的防水圍堰。通常選用更寬點的6號樁。鎖口鋼板樁的長度在15到24米之間,由416L型液壓振動錘驅打。更復雜的可能含有礫石的土壤,可以選擇中等大小的錘,如815C。圍堰能為混凝土基礎的修建提供干燥的碼頭。橋塔建成之后,鋼板樁會被取出重新利用。
      
      避免使用泥漿和隔水墻
      
      需要避免使用泥漿和隔水墻的深基礎。有時候鋼板樁會與護筒樁配合使用,以獲得更大的側向承載力。這些應用需要AZ型鋼板樁,長度為24-36米。對于挖掘深度達到20米的情況,這些寬的鋼板樁很經濟,能提供很大的側向承載力。中等大小的815C或更大的1412C常被選來完成這些環保建設項目。
      
      AZ型鋼板樁港灣墻
      
      AZ型鋼板樁還常用作永久的港灣墻。這些惡劣工作條件需要選擇防銹的高等級鋼材。可以給受到海水和風腐蝕最厲害的鋼板樁做特別涂層。由于做這類墻的鋼板樁的長度和重量比較大,建議選用大的振動錘,如82NF或1412C,常常還需配備NL型沖擊錘來完成最后幾米的沉樁。
      
      修建地下城市綜合管廊
      
      修建地下城市綜合管廊時的挖掘工作由鋼板樁墻來保護。免共振液壓錘允許您在現有建筑旁施工,不會因噪聲而擾民,亦不會因低頻振動破壞建筑。
      
      永久荷載支撐結構
      
      AZ型鋼板樁也可用于鐵路、高速路立交橋和車庫的永久荷載支撐結構。能獲得好的土壤保持和好的承載力兩大功能。中等的815C和更大的1412C錘常常被選用做這些建設項目。
      
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      混凝土板樁!
      
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      混凝土板樁!在河和航道岸邊,混凝土板樁成本較低、養眼。標準強度的混凝土樁可以用液壓振動錘來打,較薄的混凝土板樁很容易因共振而受損,必須采用免共振液壓錘。中國鋼管信息港發回的報道
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