탄소강 앵커 볼트의 재료 과학은 인장 강도와 내구성에 어떤 영향을 미칩니 까?

건설 엔지니어링 및 중장비 분야에서 카본 스틸 스트라이크 앵커 주요 연결 및 고정 구성 요소이며, 성능은 구조의 안전 및 서비스 수명을 직접 결정합니다. Carbon Steel은 핵심 재료이며 화학 조성, 미세 구조 및 처리 기술의 시너지 효과는 앵커 볼트의 기계적 특성 및 내구성을 형성합니다.
1. 화학 성분 : 인장 강도의 "유전자 맵"
탄소강의 인장 강도는 탄소 함량 (C%)과 비선형으로 양의 상관 관계가 있습니다. ASTM A36 표준에 따르면, 전형적인 탄소강 앵커 볼트의 탄소 함량은 0.25%-0.29%의 범위로 제어되며,이 비율은 강도와 ​​연성 사이의 균형에 영향을 미칩니다. 탄소 함량이 0.3%를 초과하면, 재료 경도는 증가하지만 Brittleness는 상당히 증가하여 앵커 볼트가 동적 하중 하에서 부서지기 쉽다. 동시에, 망간 (MN) 요소 (0.6%-1.2%)의 첨가는 탄소로 고체 용액 강화를 통해 입자 경계 결합을 개선하고 인장 강도를 15%-20%증가시킬 수있다.
사례 검증 : 산업 공장은 C 함량이 0.27%이고 MN 함량이 0.9% 인 탄소강 앵커를 사용합니다. 궁극적 인 인장 강도는 580mpa에 도달하며, 이는 일반 저탄소 강철 앵커보다 34% 높아 리프팅 장비의 고주파 진동 하중을 성공적으로 저항합니다.
2. 미세 구조 : 내구성의 "보이지 않는 방패"
탄소강의 내구성은 부식과 피로에 미세 구조의 저항에 의존합니다. 제어 된 롤링 및 제어 냉각 공정 (TMCP)을 통해, 페라이트 대 펄라이트의 비율은 세밀한 구조를 형성하도록 최적화 될 수있다 (입자 크기는 ASTM 등급 8 이상). 미세 곡물은 물질의 인성을 향상시킬뿐만 아니라 입자 경계에서의 탈구 축적을 줄이고 균열의 시작을 지연시킵니다. 또한, 미량의 구리 (Cu, 0.2%-0.5%) 및 크롬 (CR, 0.3%-0.6%)을 첨가하면 조밀 한 산화물 필름을 형성하여 부식 속도를 0.02mm/년 미만으로 감소시킬 수 있습니다.
실험 데이터 : 소금 스프레이 테스트 (ASTM B117 표준)와 비교 한 후, 720 시간 후 CR/Cu를 함유하는 탄소강 앵커 볼트의 녹 영역은 일반 탄소강의 1/5에 불과하며 해양 환경의 서비스 수명은 30 년 이상 연장됩니다.
V. 미래 방향 : 지능형 재료 과학의 획기적인
재료 게놈 프로젝트 및 전산 재료 과학의 개발로 인해 새로운 고강도 및 거친 탄소강 (예 : 나노 베이니트 강 및 중간 망간 강철)이 엔지니어링 검증 단계에 들어가고 있습니다. 탄소 분포 및 위상 변화 경로를 정확하게 제어함으로써, 새로운 세대의 앵커 볼트의 인장 강도는 800mpa를 초과 할 것으로 예상됩니다.