Mechanische Eigenschaften von ultrahochfesten Stahlrohren (Grade 1200) in der Abkühlphase eines Brandes: Eine experimentelle Untersuchung
In letzter Zeit gibt es einen wachsenden Trend zur Verwendung von ultrahochfestem Stahl (UHSS) in vielen technischen Anwendungen. Allerdings haben sich nur wenige Untersuchungen auf die mechanischen Eigenschaften dieser Art von Stahl bei erhöhten Temperaturen konzentriert. In dieser Studie werden die mechanischen Eigenschaften von UHSS bei für Feuer charakteristischen Temperaturen und nach dem Abkühlen von den Feuertemperaturen experimentell untersucht. Die aus UHSS-Rohren entnommenen Proben wurden Brandtemperaturen von bis zu 600 °C ausgesetzt, und es wurden Zugversuche sowohl bei erhöhten Temperaturen als auch nach Abkühlung der Proben auf Raumtemperatur durchgeführt. Wie erwartet nimmt die Festigkeit der UHSS-Proben deutlich ab, wenn sie bei Brandtemperaturen von 450 °C und 600 °C geprüft werden. Die Festigkeit der UHSS-Proben nimmt jedoch auch nach dem Abkühlen von hohen Brandtemperaturen auf Raumtemperatur erheblich ab. Die Spannungs-Dehnungskurven, die Festigkeit und die Duktilität der UHSSchlauchproben werden diskutiert. Darüber hinaus werden für eine Vergleichsstudie die Spannungs-Dehnungs-Kurven für drei verschiedene Stahlrohrsorten, darunter UHSS, hochfester Stahl (HSS) und Baustahl (MS), dargestellt und verglichen. Es zeigt sich, dass die Verringerung der Festigkeit von UHSS nach Abkühlung von Brandtemperaturen bis zu 600 °C bei HSS- und MS-Stählen nicht in gleichem Maße auftritt. Die Auswirkung der Abkühlgeschwindigkeit nach der Einwirkung von Brandtemperaturen auf die mechanischen Eigenschaften von UHSS-Rohrproben wird ebenfalls untersucht. Die Mikrostrukturuntersuchung wird mittels optischer und Rasterelektronenmikroskopie (REM) durchgeführt, und die Verringerung der Festigkeit von UHSS bei Raumtemperatur nach der Einwirkung der Brandtemperaturen wird im Hinblick auf die Auswirkungen auf die Stahlmikrostruktur diskutiert. Es wird empfohlen, Studien über die Auswirkungen simulierter Brandtemperaturen auf die Restfestigkeit von Stahl in zwei Klassen (niedrige und hohe Temperaturen) zu unterteilen, je nachdem, ob eine kritische Maximaltemperatur (die von der Legierungszusammensetzung abhängt) überschritten wird, und die dieser Empfehlung zugrunde liegende Wissenschaft wird erörtert.