Hvordan påvirker materialvitenskapen om karbonstål ankerbolter deres strekkfasthet og holdbarhet?

Innen konstruksjonsteknikk og tunge maskiner, Karbonstål streik anker er en nøkkelforbindelse og fikseringskomponent, og ytelsen bestemmer direkte sikkerhets- og levetid for strukturen. Karbonstål er kjernematerialet, og synergien av dets kjemiske sammensetning, mikrostruktur og prosesseringsteknologi former de mekaniske egenskapene og holdbarheten til ankerbolten.
1. Kjemisk sammensetning: "Genkartet" med strekkfasthet
Strekkfastheten til karbonstål er ikke -lineært positivt korrelert med karboninnholdet (C%). I henhold til ASTM A36-standarden styres karboninnholdet i en typisk karbonstål ankerbolt i området 0,25%-0,29%, og dette forholdet treffer en balanse mellom styrke og duktilitet. Når karboninnholdet overstiger 0,3%, øker den materielle hardheten, men sprøheten øker betydelig, noe som kan føre til at ankerbolten er sprø brudd under dynamisk belastning. Samtidig kan tilsetningen av mangan (MN) element (0,6%-1,2%) forbedre korngrensebindingen gjennom fast løsningsstyrke med karbon, og øke strekkfastheten med 15%-20%.
Sakbekreftelse: En industrianlegg bruker karbonstålanker med et C -innhold på 0,27% og et Mn -innhold på 0,9%. Den ultimate strekkfastheten når 580MPa, som er 34% høyere enn for vanlige stålforankringer med lavt karbon, og motstår med suksess vibrasjonsbelastningen på løfteutstyret.
2.
Holdbarheten til karbonstål avhenger av motstanden til mikrostrukturen til korrosjon og tretthet. Gjennom den kontrollerte rullende og kontrollerte kjøleprosessen (TMCP) kan forholdet mellom ferritt og perlitt optimaliseres for å danne en finkornet struktur (kornstørrelse når ASTM-grad 8 eller over). Fine korn forbedrer ikke bare seigheten av materialet, men reduserer også akkumulering av dislokasjoner ved korngrensene og forsinker igangsettingen av sprekker. I tillegg kan tilsetning av spormengder kobber (Cu, 0,2%-0,5%) og krom (CR, 0,3%-0,6%) danne en tett oksydfilm, og redusere korrosjonshastigheten til under 0,02 mm/år.
Eksperimentelle data: Etter sammenligning med salt spray -testen (ASTM B117 -standard), er rustområdet med karbonstål ankerbolter som inneholder CR/Cu etter 720 timer bare 1/5 av vanlig karbonstål, og levetiden i det marine miljøet utvides til mer enn 30 år.
V. Fremtidig retning: Gjennombrudd i intelligent materialvitenskap
Med utviklingen av det materielle genomprosjektet og beregningsmaterialvitenskapen, kommer nye høye styrke og tøffe karbonstål (for eksempel nano-bainittstål og middels manganstål) inn i ingeniørbekreftelsesstadiet. Ved å kontrollere karbonfordelingen og faseendringsveien nøyaktig, forventes strekkfastheten til den nye generasjonen av ankerbolter å overstige 800MPa mens du opprettholder utmerket korrosjonsmotstand.