不锈钢管采购无忧

准确的材料滞回本构模型是保证弹塑性地震反应预测准确性的基本前提，如果本构模型选取不当，会对计算结果产生较大影响。为此该文提出了奥氏体不锈钢管考虑循环强化作用的单轴滞回本构模型，包括骨架准则及滞回准则。建立数学模型描述奥氏体不锈钢管在循环荷载作用下的受力性能。根据提出的理论模型并利用ABAQUS用户材料子程序UMAT，采用Fortran语言二次开发了能够进行循环荷载下奥氏体不锈钢管计算分析的程序。通过与试验结果进行对比，表明提出的模型能够准确描述奥氏体不锈钢管的滞回行为，兼顾计算精度和效率，为奥氏体不锈钢管结构体系强震分析提供有力工具。不锈钢管具有良好的耐腐蚀性、耐久性、较高的延性、优良的抗火性能以及冲击韧性，并兼具美观环保等特点，是一种高性能钢材，能够很好地适应严苛的外部环境，因此，越来越被广泛应用于建筑及桥梁结构中。基于目前强烈地震频发的现状，结构的抗震性能是研究的热点。在强震作用下，结构主要依靠材料自身的弹塑性滞回行为来抵御外荷载，表现为超低周疲劳特征，为此，一些学者进行了不锈钢管弹塑性疲劳试验研究，探讨不锈钢管材的循环受力特征。由于结构在强烈地震作用下的动力响应过程十分复杂，考察结构在罕遇地震作用下的真实状态时，常用的方法包括振动台动力试验或弹塑性动力时程分析。由于振动台试验费用高且加载工况有限，因此目前多采用弹塑性时程模拟方法来预测结构在强烈地震作用下的动力响应。在数值模拟中，准确的材料滞回本构模型是保证弹塑性地震反应预测准确性的基本前提，如图1所示，如果本构模型选取不当，会对计算结果产生较大影响。普通钢材已经具有较成熟的滞回本构模型，但不锈钢管的本构模型与普通钢材有明显的不同。普通钢材的材料单调加载曲线具有明显的屈服点和屈服平台，而不锈钢管则表现出强烈的非线性特征，如图2(a)和图2(b)所示。此外，不锈钢管的循环强化特征以及再加载软化行为也与普通钢材有较大区别，如图2(c)和图2(d)所示。不锈钢管性能的特殊性必然会导致整体结构的滞回行为与普通钢结构有明显不同，因此，需要根据不锈钢管的受力特征，提出适用于此种材料的准确滞回本构模型。

  镍对性能的影响镍对奥氏体不锈钢特别是对铬镍奥氏体不锈钢力学性能的影响，主要是由镍对奥氏体稳定性的影响来决定，在不锈钢管中可能发生马氏体转变的镍含量范围内，随着镍含量的增加，钢的强度降低而塑性提高，具有稳定奥氏体组织的铬镍奥氏体不锈钢韧性（包括极低温韧性）非常优良，因而可作为低温钢使用，这是众所周知的，对于具有稳定奥氏体组织的铬锰奥氏体不锈钢，镍的加入可进一步改善其韧性。镍还可显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向，这主要是由于奥氏体稳定性增大，减少以至了冷加工过程中的马氏体转变，同时对奥氏体本身的冷加工硬化作用不太明显，不锈钢冷加工硬化倾向的影响，镍降低奥氏体不锈钢冷加工硬化速率，与降低钢的室温及低温强度，提高塑性的作用，决定了镍含量的提高有利于奥氏体不锈的冷加工成形性能，提高镍含量还可减少以至型铬镍奥氏体不锈钢中的δ铁素体，从而提高其热加工性能，但是，δ铁素体的减少对这些钢种的可焊接性不利会增大焊接热裂纹丝倾向，此外，镍还可显著提高铬锰氮（铬锰镍氮）奥氏体不锈钢的热加工性能，从而显著提高钢的成材率，在奥氏体不锈钢中，镍的加入以及随着镍含量的提高，导致钢的热力学稳定性增加，因此奥氏体不锈钢具有更好的不锈性和耐氧化性介质的性能，且随着镍含量增加，耐还原性介质的性能进一步得到改善.值得指出，镍还是提高奥氏体不锈耐许多介质穿晶型应力腐蚀的 重要元素，在各种酸介质中镍对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响，需要指出，在高温高压水中的一些条件下，镍含量的提高导致钢和合金的晶间型应力腐蚀敏感性增加，但是这种不利作用会由于钢及合金中铬含量的提高而获得减轻或受到抑制.随磁卡奥氏体不锈钢中镍含量的提高，其产生晶间腐蚀的临界碳含量降低，即钢的晶间腐蚀敏感性增加，至于对奥氏体不锈钢耐点腐蚀及缝隙腐蚀的性能，镍的作用并不显著，此外，镍还提高奥氏体不锈钢的高温抗氧化性能，这主要与镍改善了铬的氧化膜的成分，结构和性能降低，并且镍含量越高越有害，这主要是由于钢中晶界处低熔点硫化镍所致。