大型體育場館上部建筑中,，節(jié)點(diǎn)件是關(guān)鍵件，是上部各部件連接中樞,，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(diǎn)用材料進(jìn)行分析,，為節(jié)點(diǎn)件的制造提供較為明確關(guān)注點(diǎn)。

在當(dāng)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(diǎn)。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(diǎn),，不可能用機(jī)加工,、焊接、軋制,、鍛造等手段獲得,，只能用鑄造方法。節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品就屬于只能用鑄造方法加工的產(chǎn)品,。
鑄鋼節(jié)點(diǎn)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(qiáng)度 >300Mpa，抗拉強(qiáng)度 =480-620MPa,，伸長率A≥22%,，沖擊功（J/-40℃）>27。本文從節(jié)點(diǎn)材料的熱處理性能及鑄造性能入手論證節(jié)點(diǎn)選材的可行性,。

2.實(shí)際應(yīng)用舉例

以國家體育場體育場節(jié)點(diǎn)為例：**先,，節(jié)點(diǎn)外型復(fù)雜，節(jié)點(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)度、屈服強(qiáng)度,、延伸率,、抗沖擊性能等綜合性能要有嚴(yán)格要求，從而對化學(xué)成分也有嚴(yán)格規(guī)定,。


深圳機(jī)場鑄鋼節(jié)點(diǎn)

3.1 G20Mn5QT的熱處理性能

本件含碳量在0.2%左右,，在熱處理中達(dá)到正火溫度后，也就是使組織達(dá)到γ相區(qū),，此時(shí)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(kuò)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(dāng)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(kuò)大γ相區(qū)的作用,，并都有提高強(qiáng)度的作用,。鐵素體、奧氏體自身的強(qiáng)度都比較低,，都不超過400MPa,，但是由于有Mn,、Ni、Si的存在,，使機(jī)械性能得到改善,，強(qiáng)度提高，綜合性能滿足要求,。

3.2 G20Mn5QT的鑄造性能

合金元素對鑄造性能具有影響,，**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(diǎn),，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(dāng)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(jì)鑄造工藝，嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求,，就能生產(chǎn)出性能合格,、外觀的節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品,。

3.3 采用鑄造合金鋼的優(yōu)點(diǎn)

鑄鋼件不論其重量大小，批量多少,，均易于按設(shè)計(jì)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(shí),，可用木模具或聚苯乙烯氣化模具，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期短,，生產(chǎn)成本低,。批量生產(chǎn)時(shí)，可用塑料或金屬模具,，并用適當(dāng)?shù)脑煨凸に?，是鑄件具有符合要求的尺寸精度和表面質(zhì)量。這些優(yōu)點(diǎn)是用其他方法制作難以達(dá)到的,。

4.結(jié)論

節(jié)點(diǎn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,，要求嚴(yán)格，是因?yàn)樗闹匾?。對于如此重要的產(chǎn)品要了解每一個細(xì)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(jì)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(jì)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(shí)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(xì)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(diǎn)材料，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚砟軌蜻_(dá)到節(jié)點(diǎn)的機(jī)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(diǎn)鑄件,。