둥지는 어떤 강재를 쓰나요 ~ 그렇게 튼튼해요
28 년 올림픽 주경기장' 새 둥지' 구조 디자인이 특이하고 참신했고, 이번에 강철 구조물을 건설한 Q46 도 독특하다. 국내에서 건축 구조에 Q46 규격의 강재를 사용한 것은 이번이 처음이다. 이번에 사용된 강판의 두께는 11mm 에 달하며 이전에는 유일무이했다. 국가 표준에서는 Q46 의 최대 두께도 1mm 에 불과했다. < P > 그렇다면 Q46 은 도대체 어떤 강재일까? 왜 이전에 국내 건물을 사용하지 않았습니까? 다양한 강재 중에서' 새 둥지' 는 왜 강철 구조의 재료로만 선택합니까? 그것의 과학 연구 과정은 또 어떤가? 많은 문제를 안고 기자는' 새 둥지' 를 위해 Q46 을 개발한 하남 무양 철강회사에 와서 끝까지 탐구했다. < P > Q46
무양철강회사는 허난성 무강시에 위치해 있으며, 전림저수지는 큰 산을 등지고 있어 풍경이 쾌적하다. 사전에 모르면, 유명한' 새 둥지' 의 건축구조용 강철을 이런 산청수한 곳과 연결하기가 어렵다. < P > 무양철강회사 과학기술부 주임 공학사 웨이밍은 건축용 강철 방면에서 무양제철소가 국내에서 선두를 차지하며 업계 표준과 국가 표준을 초안했다고 소개했다. 올림픽 공사의 건설자들은 강철 국산화를 실현하고, 무강도 올림픽용 강철을 통해 제품의 등급과 품질 등급을 높이기를 희망하기 때문에 쌍방이 모두 손잡고 결국 이번 협력을 달성했다. < P > 무강과학기술부의 이옥겸엔지니어는 Q46 이 저합금 고강도 강철이라고 설명했다. Q 는 강재의 강도를 나타내고, 46 은 46 메가파, 조는 1 의 6 승, 파는 압력 단위 파스칼이다. Q46 은 강철의 힘 강도가 46 메가파스에 이를 때 가소성 변형이 발생한다는 것이다. 즉, 외부 힘이 빠져나간 후 강재는 힘의 모양만 유지하고 원형은 회복할 수 없다. 이 강도는 일반 강보다 크다. < P > 이번' 새 둥지' 에서 사용하는 Q46 은 두께가 11mm 에 달하며 이전에는 국내에서 한번도 본 적이 없어 생산이 매우 어렵다. 예전에 우리나라는 건설기계 방면에서 Q46 을 많이 사용했는데, 예를 들면 굴착기 제조 등, 건축구조용강에는 아직 Q46 이라는 등급의 강재를 사용한 적이 없다. 설계 시 강도가 낮은 강재 연신율이 높기 때문에 스프링처럼 강한 외력을 받을 때 변형을 통해 지진의 에너지를 흡수하고 균열을 방지하며 내진 성능을 높이는 데 도움이 되기 때문이다. 이왕이면' 새 둥지' 가 왜 Q46
를 선호하는지 양면성이 있다. < P > 이옥겸은 강재가 강도가 높은 동시에 저합금으로 제련하는 것도 중요하다고 말했다. 이는 주로 강재의 용접성을 고려하는 것이다. 고합금 강재는 강도가 크지만 용접성이 좋지 않으며 저온에서 압력에 대한 내성이 저합금강재보다 못하다. < P >' 새 둥지' 는 폭이 넓어 강도가 낮은 강재를 사용하면 강재의 단면이 커지고 힘이 복잡한 경우 일련의 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 11mm 두께의 고강도 강재는 저강도 강재로 바꾸면 두께가 최소 22mm 에 달하고 강판이 두꺼울수록 용접이 어려워집니다. 또한 강철은 용접 부위에 문제가 생기기 쉽다. 특히 횡단면이 커지면 용접 과정에서 결함이 생기기 쉽다. < P > 용접이 불편한 것 외에 강도가 낮은 강재 부피와 무게가 큰 것도 또 다른 단점이다. 웨이밍은 강철이 공장에서 직접 건물에 사용되는 것이 아니라 사각 기둥이나 직사각형 기둥으로 용접해야 한다고 소개했다. 강도가 낮은 강철을 사용하면 기둥을 크게 용접해야 하고, 큰 사이즈의 강철 구조는 가공제작에 불리하며, 고강도 강철을 사용하면 기둥을 작게 용접할 수 있고, 무게와 점유 면적이 모두 작아 가공이 더 편리하다고 소개했다. (윌리엄 셰익스피어, 템플린, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철, 강철) < P > 이런 상황을 감안해' 새 둥지' 건설자들은 결국 고강도 Q46 을 선택했다. 그렇다면 이전에는 기계 구조에서만 사용했던 Q46 이 건축 구조의 중책을 감당할 수 있을까? < P > 웨밍은 건축구조용강과 건설기계용 강철이 다르다고 밝혔다. 건축구조용 강철에는 몇 가지 특징이 있어야 한다. 우선 내진성이 좋아야 한다. 또한 강철 용접 후 한 층의 균열을 방지하는 성능도 필요합니다. 그리고 좋은 항저온성능이다. 강재는 저온에서 바삭하고, 온도가 낮을수록 강재가 부서지고, 부러지기 쉬우며, 항저온성이 좋은 강재는 쉽게 바삭해지지 않기 때문이다. "새 둥지" 의 강철 구조는 마지막에 용접해야 하기 때문에 강재는 납땜성이 좋아야 한다. < P > Q46 은 이러한 기능을 추가하고 강철 두께와 사용 범위가 전례 없는 수준이기 때문에' 새 둥지' 를 위한 맞춤형 강재의 연구 개발 과정에 대해 궁금하게 생각합니다.
Q46 은 어떻게 정련된 < P > 가' 새 둥지' 에' 몸에 맞는' Q46 을 제공하기 위해 24 년 9 월부터 무강 연구원들이 반년 넘게 공관길을 시작하면서 전후 3 차례 시험측이 성공했다. 이전에도 좋은 과학 연구 기초가 있었기 때문에 이옥겸은 이번 공관이 비교적 순조롭다고 생각했다.
24 년 9 월, 첫 시험 제작이 시작되었습니다. 첫 시험 제작 결과는 강도가 만족스럽지 못한 것을 제외하고는 모든 지표가 합격한 것이다. < P > 어떻게 강도를 높일 것인가가 과학연구원 앞에 놓인 관문이 되었다. < P > 연구원들은 공정 개선을 통해 저탄소 당량을 보장하는 기초 위에서 마이크로합금 원소의 함량을 적절히 증가시켰다. 좋은 용접 성능은 강철의 탄소 당량이 낮아야 하고, 미세 합금 원소의 증가는 강재 강도를 높이면서 강철의 탄소 당량도 증가시켜야 한다. 그러나 다행히 증가하는 탄소 당량은 매우 적기 때문에 강재의 용접성에 영향을 주지 않는다. < P > 공정 개선 후 25 년 3, 4 월 동안 연구원들은 2 차 시험 제작을 진행했다. 이번 시험 제작, 강도 및 기타 지표가 요구 사항을 충족했지만 충격 인성 실험의 결과는 만족스럽지 못했다. < P > 충격 인성 실험은 샘플 강판으로 작은 틈새를 열어 저온의 환경에 놓고 망치로 강판에 부딪쳐 얼마나 많은 에너지를 흡수할 수 있는지 알아보는 것이다. 이 실험을 하는 목적은 강재가 저온 환경에서 얼마나 많은 외력의 타격을 견딜 수 있는지를 시험하는 것이다. 강재가 저온의 환경에서 문제가 없다면 고온은 더욱 문제없을 것이다. 이번 실험인 Q46 은 영하 4 도의 환경에서 진행되는 충격 인성이 이상적이지 않다.
25 년 5 월 제 3 차 시험 실험이 시작되면서 주공격 방향은 저온 충격 인성 문제를 해결하는 것이다. 연구원들이 취한 방법은 공예를 개선하고 결정립을 다듬는 것이다. < P > 알갱이는 강철의 조직이나 성분으로, 알갱이가 가늘수록 강재의 인성이 좋다. 정련의 수단 중 하나는 압연 온도를 낮추는 것이고, 다른 하나는 압력을 증가시키는 것이다.
압연 온도를 낮추면 결정립 미세화에 매우 유용합니다. 예를 들어, 원래의 입자는 구형으로 압연되어 강판이 길어지고, 결정도 그에 따라 길어지고 표면적도 늘어나며, 적절한 온도 조건 하에서 결정립 표면이 재결정되어 많은 새로운 알갱이를 형성하여 결정도를 다듬습니다.
압력 강하를 늘리면 입자가 더 미세해질 수 있습니다. 압력량은 강철 가공물을 얇게 눌렀을 때 누르는 크기입니다. 예를 들어 강철 가공물의 시작 두께는 1mm 이고 기계로 8mm 까지 누르면 2mm 입니다. 압력량이라는 매개변수를 늘리면 다른 조건이 변하지 않을 경우 입자의 표면적을 더 크게 하여 더 많은 결정도를 형성하고 결정도를 더 다듬을 수 있습니다. < P > 프로세스 개선을 통해 Q46 은' 새 둥지' 사용 요구 사항을 충족합니다. 25 년 7 월,' 새 둥지' 를 위해 준비한 Q46 은 양산생산을 시작하여 올림픽 공사를 위해 서비스했다. < P > 현재' 새 둥지' 는 콘크리트 시공을 마치고 강철 구조공사를 시작했다. 수백 톤의 자주혁신, 지적재산권을 가진 국산 Q46 강재를 사용하여 자랑스러운 철골철근을 지탱할 것이다. 28 년 베이징올림픽이 열렸을 때,' 새 둥지' 가 전 세계에 전시한 것은 귀중한 올림픽 건축 유산일 뿐만 아니라 중국 국민의 혁신적인 성과이기도 하다.