3. I.Khái niệm
Thép chất lượng cao có thể được định nghĩa là sự kết hợp tối
ưu giữa các tính năng của thép như cường độ, tính hàn, độ
dai, tính dễ uốn, khả năng chống ăn mòn và khả năng tạo
hình nhằm mang lại hiệu quả sử dụng lớn nhất cho kết cấu
đồng thời đảm bảo giá thành hợp lý
4. Đặc điểm
Sử dụng hàm
lượng carbon
thấp và có
tính hàn cao
Có thể hàn
được mà
không cần
gia nhiệt
trước
Không đòi
hỏi kĩ thuật
phức tạp
-Có độ dẻo
cao, khả năng
chống động
đất và tăng độ
tin cậy của kết
cấu công trình
-Chông ăn
mòn do thời
tiết và sử
dụng cho các
kết câu ở
trong môi
trường ăn
mòn khắc
nghiệt
5. II.Phân loại
Phân
loại
Thép hàn gia
nhiệt
Thép chịu
nhiệt
Thép ferrite kết
tinh nhóm Mn-Mo-
Nb
Thép chịu động
đất
Thép chịu thời tiết
6. 1.Thép hàn gia nhiệt
Với các công trình đặc biệt ở dưới nước và các kết cấu ở vùng
khí hậu lạnh cần dùng thép có cường độ và độ dai cao đồng
thời phải hàn được dễ dàng
Các nghiên cứu về kĩ thuật hàn và luyện kim đã đưa ra công
nghệ hàn gia nhiệt nhằm cải thiện vùng ảnh hưởng gia nhiệt
khi hàn. Áp dụng thành công cho việc hàn các tầm thép chất
lượng cao SM570 có chiều day 80mm với nguồn gia nhiệt lên
đến 880kJ/cm. Áp dụng trong nhiều tòa nhà cao tầng
7. 2.Thép chịu nhiệt
Nhiệt độ lớn nhất khi thiết kế chịu lửa cho các tòa nhà là khoẳng
600 độ C.Khi nhiệt độ tăng lên từ 700-800 độ C, cường độ chịu
kéo và uốn của kết cấu đều giảm, kết cấu bị phá hoại do sự
chảy dẻo của kết cấu.Do vậy cần có 1 lớp thép chịu lửa.
Thép chịu nhiệt thêm vào một vài nguyên tố kim loại như Mo,Nb
và Cr để kiểm soát chặt chẽ các quá trình ứng xử nhiệt.Các thép
chịu nhiệt của Nhật Bản đảm bảo ứng suất uốn không nhỏ hơn
2-3 lần ứng suất uốn ở nhiệt độ trong phòng đến 600 độ C.Các
thép chịu nhiệt của NHật vẫn giữ được cường độ chịu uốn trên
200 Mpa và môđun đàn hồi không nhỏ hơn 80% giá trị mô đun
đàn hồi cơ sở ( ở nhiệt độ phòng)
Cùng với sự ra đời của thép chịu nhiệt, các vật liệu hàn và bu
lông cường độ cao với tính năng chịu nhiệt cũng được nghiên
cứu phát triển phổ biến
8. 3.Thép ferrite kết tinh nhóm Mn-Mo-Nb
Để khai thác hiệu quả nguồn dầu mỏ và khí đốt ở vùng khí
hậu lạnh, áp lực khai thác và kích thước ống dẫn bằng thép
cần phải tăng lên đáng kể.Cần phải sử dụng các loại thép
cường độ cao và độ bền đồng thời phải đảm bảo tính năng
hàn
Thép ferrite đảm bảo các yêu cầu trên nhờ cấu trúc siêu mịn
do được thêm hệ hợp kim Mn-Mo-Nb
9.
10. 4.Thép chịu động đất
Khi thiết kế công trình có xét đến tải trọng động đất cần lưu
ý đến khả năng chịu uốn và chịu kéo của vật liệu.Để tăng
tính dễ uốn và giới hạn chịu kéo của thép cần cải tiến công
nghệ sản xuất thép.Các tính thể hình thành ở nhiệt độ thấp
như bainite và martesite là mấu chốt để gia tăng cường độ
chịu uốn và chịu kéo của thép.Để cân bằng giữa yêu cầu về
cường độ và tính hàn hàm lượng cacbon phải được kiểm soát
thông thường nhỏ hơn 0.25%.Ngoài ra có thể thêm 1 lượng
Nb và Mn và điểu chỉnh kích thước các phẩn tử hạt
Ở Mỹ, thép chịu động đất A992 được sử dụng phổ biến với
việc giới hạn tỉ số giữa cường độ chảy và cường độ chịu kéo
là 0.85
11. Ở Nhật Bản, các thép chịu động đất kí hiệu là SN (JIS
G3136), SN400A-SN490C với cường độ chảy từ 235-445 Mpa
và cường độ chịu kéo từ 400-610 MPa
12. 5.Thép chịu thời tiết
Thép bị ăn mòn khi tiếp xúc với môi trường, việc sơn và bảo
vệ kim loại mất nhiều thời gian và chi phí. Thép A588 là thép
hợp kim thấp cường độ cao có hiệu quả với những tác động
của môi trường, lớp rỉ đồng bảo vệ chống lại sự ẩm ướt hoặc
mài mòn và không khí không bao gồm nước muối hoặc làm
lượng các chất hóa học
Thép hợp kim chịu thời tiết trong tp có 1 lượng nhỏ Cu, Cr,
Ni, P. Thép thế hệ mới còn có khả năng chịu ăn mòn do muối.
Để cải thiện độ nhạy nứt của kim loại khi hàn hàm lượng
carbon của thép bền thời tiết giảm xuống còn 0,06%
14. Thành phần hóa học của thép thời tiết
Mã
Chiều
dày
(mm)
Các thí nghiệm kéo
Các thí nghiệm
va chạm CVN
Giới
hạn
chảy
(N/m
m2)
Cường
độ kéo
(N/m
m2)
Độ
giãn
dài
(%)
Nhiệt độ
(0C)
Năng
lượng
hấp thụ
(J)
SMA49
0W-
Mod
9 439 531 28 0 163
25 405 512 26 0 230
80 418 543 34 0 263
SMA57
0WQ-
Mod
12 510 618 37 -5 357
25 590 670 29 -5 279
40 599 666 29 -5 310
80 519 620 31 -5 285
15. Tính chất hàn của thép chịu thời tiết chống lại không
khí mặn
16. III. Ứng dụng
1.Khung tăng cường ổn định (BRBF)
Khung tăng cường ổn định sử dụng rất hiệu quả với công
trình chịu động đất mạnh
Khung tăng cường ổn định tạo thành bởi các lõi thép, các
thanh trực giao hoặc các tấm phẳng và được đưa vào ống
thép được lấp đầy bằng bê tông.Các lõi thép được thiết kế để
chịu các lực dọc trục với khả năng chịu kéo và chịu nén,cũng
như đảm bảo ổn định uốn cục bộ hoặc toàn bộ kết cấu
17. 2.Ứng dụng cho cầu đường bộ
Thép HPS 70W được khuyến cáo sử dụng rất hiệu quả trong
các ứng xử về biến dạng, ổn định cục bộ và ổn định toàn bộ
nhằm mang lại các lợi ích về tuổi thọ cũng như dễ dạng cho
việc sản xuất kết cấu.Thép HPS cho phép giảm chiều cao và
khối lượng dầm cầu và độ vòng có thể vượt quá L/800.Sự kết
hợp giữa thép HPS 70W và thép thường 50W trong các vùng
khác mang lại sự tổi ưu về tính kỹ thuật và kinh tế
