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鑄鋼節(jié)點是在建筑結(jié)構(gòu)中，將鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部件或板件連接成整體的鑄鋼件,多桿件連接的節(jié)點以及建筑上有特殊外形要求時可采用鑄鋼節(jié)點
G20Mn5是一種廣泛使用的低碳低合金鑄鋼，具有可焊性好、裂紋傾向小、綜合力學(xué)性能優(yōu)異等特點。該材質(zhì)鑄件的力學(xué)性能與化學(xué)成分選擇、熱處理工藝和鑄造工藝密切相關(guān)。
熱處理工藝
歐標中建議G20M5的奧氏體均勻化溫度900℃-980℃,冷卻介質(zhì)為空氣或液體（可選）,回火溫度為610℃-660℃。由于鑄件本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜且壁厚不均，為了減小鑄件在熱處理過程中的變形和表面微裂紋形成，淬火溫度不宜過高，實際采用的熱處理工藝為920℃保溫3h+620℃回火3h。確保鑄件均勻升溫，實際操作先加熱至680℃保溫2h再升溫至920℃。冷卻介質(zhì)首先選擇冷卻速度相對較低的淬火油，以降低淬火過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用油淬的屈服強度有一個位置不達標。為了繼續(xù)提高鑄件的強度，又采用德捷力P6100慢速水基淬火液進行淬火，該淬火液的冷卻速度高于油但低于水，在保持回火溫度不變的情況下，屈服強度稍有提高，但富余量仍然不足，批量生產(chǎn)中仍可能存在問題。隨后采用了水淬的方式，并將回火溫度提高了30℃，結(jié)果顯示屈服強度比油淬增加了20-30MPa,同時延伸率也滿足技術(shù)要求
大型體育場館上部建筑中，節(jié)點件是關(guān)鍵件，是上部各部件連接，是使整個穹頂聯(lián)接天衣無縫、美觀、自然的關(guān)鍵，本文著重對節(jié)點用材料進行分析，為節(jié)點件的制造提供較為明確關(guān)注點。
在當今的大型體育場館、劇院、展覽館等大跨度頂部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜鏈接中大多采用鑄鋼節(jié)點。鑄鋼是鋼品種中很重要組成部分，鑄鋼件既有液態(tài)成型的一切長處，又可保有各種鋼所特有的優(yōu)異性能。鑄鋼按化學(xué)成分主要分為鑄造碳鋼和鑄造合金鋼，其中有些鋼種，有些零件本身性能特點，不可能用機加工、焊接、軋制、鍛造等手段獲得，只能用鑄造方法。節(jié)點產(chǎn)品就屬于只能用鑄造方法加工的產(chǎn)品。
鑄鋼節(jié)點用鋼要求低硫磷含量，高純凈度和高的低溫沖擊性能，屈服強度 >300Mpa，抗拉強度 =480-620MPa，伸長率A≥22%，沖擊功（J/-40℃）>27。本文從節(jié)點材料的熱處理性能及鑄造性能入手論證節(jié)點選材的可行性。
以國家體育場體育場節(jié)點為例：首先，節(jié)點外型復(fù)雜，節(jié)點材料屬于結(jié)構(gòu)碳鋼，此材料使用鑄造工藝可提高效率、節(jié)約成本。節(jié)點產(chǎn)品使用環(huán)境特殊，要求使用壽命長、不易更換、安全系數(shù)高、抗震。所以材料抗拉強度、屈服強度、延伸率、抗沖擊性能等綜合性能要有嚴格要求，從而對化學(xué)成分也有嚴格規(guī)定。
G20Mn5QT的熱處理性能
本件含碳量在0.2%左右，在熱處理中達到正火溫度后，也就是使組織達到γ相區(qū)，此時基本組織為γ相或者說奧氏體，隨著溫度降低，組織向α相轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變?yōu)棣凌F，但是Mn和Ni都有擴大γ相區(qū)的作用，能使在常溫下獲得奧氏體組織，所以含碳0.2%的鋼通過正火、回火處理后，組織存在相當數(shù)量的奧氏體和鐵素體，所以材料具有很好的延伸率和沖擊韌性。Mn、Ni不僅有擴大γ相區(qū)的作用，并都有提高強度的作用。鐵素體、奧氏體自身的強度都比較低，都不超過400MPa，但是由于有Mn、Ni、Si的存在，使機械性能得到改善，強度提高，綜合性能滿足要求。
G20Mn5QT的鑄造性能
合金元素對鑄造性能具有影響，首先是C，C有利于改善鋼水的流動性，但本產(chǎn)品C含量低，只有0.2%，所以對鋼水的流動性不利。Si能降低熔點，改善流動性，本產(chǎn)品含硅量為0.6%，含量不高，Si有良好的脫氧作用，鋼水流動性會有所改善，Mn有縮小結(jié)晶范圍，提高流動性的作用，但Mn增加體收縮和線收縮，增加冷、熱裂傾向。P能改善流動性，但也增大冷、熱裂傾向，S降低流動性，增大冷熱裂傾向，本產(chǎn)品P、S含量很低，影響自然比較小。但綜合上述影響比較大的當屬C、Si、Mn，綜合比較，鑄造性能不屬于很不好，只要合理設(shè)計鑄造工藝，嚴格執(zhí)行工藝要求，就能生產(chǎn)出性能合格、外觀完美的節(jié)點產(chǎn)品。
采用鑄造合金鋼的優(yōu)點
鑄鋼件不論其重量大小，批量多少，均易于按設(shè)計者的構(gòu)思制成具有合理外形和內(nèi)部輪廓、剛度高、形狀復(fù)雜且應(yīng)力集中不顯著的零件。單件或小量生產(chǎn)時，可用木模模具，生產(chǎn)準備周期短，生產(chǎn)成本低。批量生產(chǎn)時，可用塑料或金屬模具，并用適當?shù)脑煨凸に嚕氰T件具有符合要求的尺寸精度和表面質(zhì)量。這些優(yōu)點是用其他方法制作難以達到的。
節(jié)點產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，要求嚴格，是因為它的重要。對于如此重要的產(chǎn)品要了解每一個細節(jié)，對元素的含量及作用要了解，對它的性能要了解，對它的使用及環(huán)境要了解，總之，對所有應(yīng)了解的東西都了解后，才能設(shè)計合理的鑄造工藝，和合理的澆注系統(tǒng)。每個產(chǎn)品都可以設(shè)計出多種工藝方案，每一種方案都能生產(chǎn)出合格鑄件，但哪種方案成品率高，節(jié)約工時材料，降低成本，提高效率，區(qū)別可能是很大的，所以我們要分析產(chǎn)品，從產(chǎn)品的每一個細節(jié)著手，包括材料，外形，精度要求等等，根據(jù)各廠條件制定出一套完整、可行、好的工藝。綜上所述采用G20Mn5QT作為節(jié)點材料，經(jīng)過適當?shù)臒崽幚硗耆軌蜻_到節(jié)點的機械性能要求，通過合理的鑄造工藝也能生產(chǎn)出高品質(zhì)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜節(jié)點鑄件。
G20Mn5大噸位空間分叉鑄鋼節(jié)點
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