“新型的方矩管可以解决以前的方矩管残余应力、角部裂纹等等问题，可以成为钢结构建筑和装配式住宅的主要构件——梁构建，梁构建在建筑里面的权重占50%以上，所以这个新开发的冷热复合型尖角方矩管，不管是对钢铁行业来讲还是钢结构建筑来讲，都是非常重要的， 这个问题的解决会对整个建筑行业的发展以及钢铁行业向高精技术的发展提供一个很好的机会。”
—— 中国钢结构协会冷弯型钢分理事长 韩静涛
一、冷热弯复合成形技术的最近进展
1.冷弯型钢企业属战略性新兴产业中的新材料行业
冷弯型钢作为环保、节能的新型结构材料已被人们所广泛接受，也是扁平类钢材 产品深加工的主要方式。
2.金属塑性加工的技术核心
影响金属塑性加工产品的质量
1）尺寸精度
2）组织性能
3）裂纹
4）表面
3.基本关联
1） 组织（晶粒与析出）使用性能
2） 裂纹（含缺陷与夹杂）--使用寿命
4.工艺控制方法的基本手段
1）3度：变形程度、变形速度、变形温度
2）3图：相图、CCT曲线、高温塑性曲线
5.尖角方矩管
传统冷弯成型方矩管可生产的壁厚被限制在≤6mm范围内，且方矩管四角壁厚会发生减薄；而冷热复合成形技术可生产的方矩管最高可达60mm，同时方矩管四角壁厚会有不同程度的增加，且角部半径显著减少，角部接近90度。
二、从以下三个方面来说冷热复合成形方矩管的优势：
1、外形尺寸
冷弯成形技术得到的方矩管角部的轮廓很大，且在接下来的焊接过程中会造成很大的困难，同时其可生产的规格及厚度范围较小。热成形技术得到的尖角方矩管具有紧致的角部几何结构，其角部轮廓较小，可生产的规格范围小，厚度范围较大；通过冷热复合成型技术得到的方矩管角部轮廓致密，且可生产的规格及厚度范围都很广。
2、截面特性
冷热复合成形方矩管截面性能相比国家标准GBT 6728-2017<结构用冷弯空心型钢>
实际上冷弯方矩管相比国家标准GBT 6728-2017《结构用冷弯空心型钢》截面性能降低的数值折线如下图所示。
横坐标代表减薄
3.力学特性
（1）晶粒度及硬度
冷弯圆角方矩管晶粒结构不均匀，角部存在硬度峰值；
尖角方矩管晶粒结构基本均匀致，各处硬度值变化较小。
（2）塑性能力
下图是冷弯圆角和冷热复合尖角方矩管角部区域的拉伸和抗压曲线图，可以看出尖角方矩管（a）相比圆角方矩管（c）无论是拉伸能力，还是抗压能力都有显著的提升。
（3）残余应力
冷弯圆角方矩管各处都存在残余应力，且在四角残余应力最大；尖角方矩管各处基本没有残余应力存在。
三、高性能建筑用方矩管技术及发展
尺寸：
小规格（≤60mm方管） 大规格（~120mm方管）
等径冷弯型钢 变径（3D）冷弯型钢
直线 弯曲加工
性能：
残余应力 完全消除
局部减薄 局部增厚
变形部位性能劣化 变形部位性能增强
裂纹：
高强钢成形技术
微裂纹的修复与消除
表面状态：
无酸除鳞技术
冷弯型钢在线涂层技术
开发背景：方矩钢管在成形过程中，由于角部变形（一般R≥3t）的影响，易造成明显的局部减薄，同时由于消耗了过多的材料塑性储备（延伸率 降低38%~55%）,易发生角部开裂、角部裂纹、角部残余应力过大等问题。随着钢板厚度的增加，钢材强度的提高，情况越趋严重。目前，最简单的缓解办法就是加大角部半径，使得大型方矩管趋于圆管化，带来了结构设计、节点制作、建筑施工、后期维护等一系列的实际问题，严重地制约了大型、厚壁、高强钢材在各个领域的应用。与当前国家大力发展钢结构建筑，大力推广高强钢材使用，实现结构设计与施工轻量化的大势格格不入。
上图中的角部可增厚方矩管在塑性指标，形状规则等方面都是易被下游用户行业接受的方矩形管。
方矩管研发和生产的技术创新与突破：
国外方案：
日本：采用添加合金、细化晶粒等工艺措施，在一定程度上可缓解其影响，但大幅度提高了钢材价格，仍无法根本解决高强方矩管钢管的大圆角等问题，难于在日本以外应用。
欧美：以塔塔钢铁公司为代表的欧美钢铁行业，则要求对经冷弯或折弯等变形方法生产的各类方矩形钢管或冷弯型材进行全场退火，造成钢管力学性能退化，氧化烧损严重，也无法克服方矩形钢管的大圆角问题，钢材热处理成本增加至少RMB300元/吨，仅仅解决了残余应力问题。
中国方案：
ATA（Acute and Thickening）方矩形钢管，韩静涛教授提出了“角部线加热+缩颈二次成形”工艺，从根本上解决了上述问题，仅需在原产线基础上添加专用模块，对原工艺轧制进行局部改进，即可生产出角部增厚、具有钢材初始强度和塑性指标，形状规则，易被下游用户行业接受的方矩形管。
技术创新与突破-工艺试验
以金龙、宇通汽车用1500MPa钢级UHSS主管为例，将R=10mm、断面42X42X2mm的预成形方管，由前部道次送入特制感应加热系统，仅对方管四个弯角部位进行局部线加热，随后送入热辊压成形道次，仅仅发生角部金属的流动和边长的减少，方管外角趋于尖锐 化，内部因金属流动而在内角堆积，从而获得断面良好的小圆角壁厚方矩管。
方矩形钢管是各种钢结构梁柱材料的最佳选择
现行各种钢结构承重梁柱材，主要三种截面：方矩管、H型钢与圆钢管。其中，H型钢二个方向受力不同，垂直方向搞弯力很强，水平方向抗弯力极差，属于单向受力性能，适合做横梁材料。而方、圆管是对称受力，适合做力柱材料。方管断面 性能参数比圆管更优越。从钢构节点看，方矩管是直线相惯，圆管是曲线相惯复杂的多，所以方矩形管是钢结构的最佳梁柱材料。钢结构中，最主要和最大量的受力构件。