河南鋼達貿易有限公司，舞鋼高強板Q460E-Z35的詳細描述
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Q460托起"鳥巢"鋼鐵脊梁
國內建筑結構首次使用 Q460托起"鳥巢"鋼鐵脊梁
說起“Q460”鋼材，大多數人可能都不了解。但就是這種不為人知的鋼材，成為北京奧運會主體育場“鳥巢”鋼結構的主要用材。為“鳥巢”量身定做的Q460，在國內從未生產，更沒有應用在建筑結構上。我國科研人員經過攻關，終于研制出Q460來。 2008年奧運會主體育場“鳥巢”結構設計奇特新穎，而這次搭建它鋼結構的Q460也有很多獨到之處：這是國內在建筑結構上首次使用Q460規格的鋼材;而這次使用的鋼板厚度達到110毫米，是以前絕無僅有的，在國家標準中，Q460的最大厚度也只是100毫米…… 那么，Q460到底是一種怎樣的鋼材？為什么以前國內建筑沒有使用過？在種類繁多的鋼材中，“鳥巢”為什么單單選中它作鋼結構的材料？它的科研過程又怎樣的？帶著諸多問題，記者來到為“鳥巢”研發生產Q460的河南舞陽鋼鐵公司一探究竟。
什么是Q460 舞陽鋼鐵公司位于河南省舞鋼市，前臨水庫，背靠大山，風景宜人。如果事前不了解的話，很難把大名鼎鼎的“鳥巢”的建筑結構用鋼和這樣一個山清水秀的地方聯系在一起。
舞陽鋼鐵公司科技部主任工程師韋明介紹說，在建筑用鋼方面，舞陽鋼鐵廠在國內處于領先地位,起草過行業標準和國家標準。奧運工程的建設者希望能實現用鋼國產化，舞鋼也希望通過奧運用鋼來提高產品的檔次和質量等級，所以雙方都有攜手的意愿，并最終達成了這次合作。 舞鋼科技部的李玉謙工程師解釋說，Q460是一種低合金高強度鋼。Q代表鋼材的強度，460代表460兆帕，兆是10的6次方，帕是壓強單位帕斯卡。Q460就是鋼材受力強度達到460兆帕時才會發生塑性變形，也就是當外力泄掉后，鋼材只能保持受力的形狀而無法回復原形，這個強度要比一般鋼材大。
這次“鳥巢”使用的Q460厚達110毫米，以前在國內從來沒有過，生產難度很大。以前我國在工程機械方面使用Q460的比較多，比如制造挖掘機等，而在建筑結構用鋼上還沒有使用過Q460這個級別的鋼材。這是因為，在設計時主要考慮到強度比較低的鋼材延伸率高，能像彈簧一樣在受到強大外力比如地震時，通過變形吸收地震的能量、防止斷裂，更有利于提高抗震性能。
既然如此，那么 “鳥巢”為何青睞Q460 任何事情都有兩面性。 李玉謙說，鋼材在要求強度大的同時，用低合金冶煉也很重要，這主要是考慮鋼材的可焊性。高合金的鋼材雖然強度大，但可焊性差，并且在低溫下對壓力的承受力不如低合金鋼材。 “鳥巢”的跨度很大，如果使用低強度的鋼材，將使鋼材的斷面增大，在受力比較復雜的情況下，會帶來一系列的問題。比如，110毫米厚的高強度鋼材，如果換成低強度鋼材，厚度至少要達到220毫米，而鋼板越厚，焊接越難。而且，鋼材在焊接的部位很容易出現問題，尤其是斷面增大之后，在焊接過程中容易產生缺陷。
除了焊接不便，低強度鋼材體積和負重大是另外一個不足之處。韋明介紹說，鋼材出廠后并不是直接使用到建筑上，而是要焊成方形柱或矩形柱來使用，如果用低強度的鋼，需要把柱子焊的很大，大尺寸的鋼結構不利于加工制作，如果用高強度鋼，柱子就可以焊得很小，重量和占地面積都要小，更加方便加工制作。鑒于這些情況，“鳥巢”的建設者們最終選擇了高強度的Q460。那么以前只在機械結構上使用過的Q460，能否承擔建筑結構的重任？ 韋明說，建筑結構用鋼和工程機械用鋼不盡相同。建筑結構用鋼應該具有幾個特點：首先它要具有良好的抗震性；另外還要求具有防止鋼材焊接后一層層裂開的性能；還有就是好的抗低溫性能，因為鋼材在低溫情況下會變脆，溫度越低、鋼材越碎，越容易斷裂，具有很好的抗低溫性的鋼材就不容易發生脆化；因為“鳥巢”的鋼結構最后要進行焊接，所以還要求鋼材具有良好的可焊性。 既然Q460增添了這些功能，而且鋼材厚度和使用范圍都是前所未有的，人們不禁想了解這專為“鳥巢”定制的鋼材的研發過程。
Q460是怎樣煉成的 為了給“鳥巢”提供“合身”的Q460，從2004年9月開始，舞鋼的科研人員開始了長達半年多的攻關之路，前后3次試制方獲成功。由于以前就有很好科研基礎，所以李玉謙認為，這次攻關比較順利。 2004年9月，第一次試制開始進行。首次試制的結果是除了強度不盡如人意外，其他各項指標全都合格。
如何提高強度，成了擺在科研人員面前的一道關。 科研人員通過改進工藝，在保證低碳當量的基礎上，適當的增加了微合金元素的含量。良好的焊接性能要求鋼材碳當量低，而微合金元素的增加在增加鋼材強度的同時，也會增加鋼材的碳當量。但好在增加的碳當量很少，所以不會影響鋼材的可焊性。 改進工藝后，2005年的3、4月間，科研人員進行了第二次試制。這次試制，強度和其他指標達到了要求，但沖擊韌性實驗的結果卻不能令人滿意。 沖擊韌性實驗是用一塊樣品鋼板，打開一個小缺口，放置在低溫的環境下，用擺錘撞擊鋼板，看它能夠吸收多少能量。做這個實驗的目的是試驗鋼材在低溫的環境能夠承受多大外力的打擊。如果鋼材在低溫的環境下沒有問題，高溫就更沒問題。這次實驗Q460，是在零下40攝氏度的環境下進行的沖擊韌性并不理想。 2005年的5月份，第三次試制實驗開始，主攻方向是解決低溫沖擊韌性的問題。研究人員采取的辦法是改進工藝、細化晶粒。
晶粒是鋼材的組織或者成分，晶粒越細，鋼材的韌性越好。細化的手段一個是降低軋制溫度，另一個是增加壓下量。 降低軋制溫度對細化晶粒非常有益。比如，原先晶粒是一個球狀，經過軋制，鋼板變長，晶粒也會隨之相應變長并且表面積增大，在適宜的溫度條件下，晶粒表面會再結晶，形成許多新的晶粒，這樣就將晶粒細化了。 而增加壓下量可以使晶粒進一步細化。壓下量就是將鋼坯壓薄時壓下的尺寸，比如鋼坯開始的厚度是100毫米，用機器將它壓到80毫米，那壓下量就是20毫米。通過增加壓下量這個參數，在其他條件不變的情況下，可以使晶粒的表面積更大，這樣可以形成更多的結晶，使晶粒更加細化。 通過改進工藝，終于使Q460達到了“鳥巢”的使用要求。2005年7月，為“鳥巢”準備的Q460開始批量生產，為奧運工程服務。 現在，“鳥巢”已經完成混凝土施工，開始進行鋼結構施工。它使用的幾百噸自主創新、具有知識產權的國產Q460鋼材，將為它撐起驕傲的鐵骨鋼筋。當2008年北京奧運會(北京奧運會新聞,北京奧運會說吧)舉辦時，“鳥巢”向全世界展示的不僅是寶貴的奧運建筑遺產，還有中國人民的創新成果。
公司目前擁有HEC-G4m*14m數控切割機2臺、HEC-G6m*14m數控切機2臺、600噸液壓機1臺、熱處理爐1臺、KH-500焊機20臺，可以根據用戶指定的產品進行各種規格、不同幾何形狀的鋼材切割件加工。現可提供切割工件直線度每m=0.5mm，垂直度每100m厚=3mm，外形尺寸=1mm，規格精確，質量穩定可靠，可直接按技術尺寸安裝使用，從而減少加工工序和加工成本。
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