企业班建筑材料教学课件7第七章.pptVIP

* 第七章 建筑钢材 概 论 钢的特性 优点 品质均匀致密,抗拉和抗压强度都很高 ? 具有良好的塑性和韧性,能经受冲击和振动荷载. 具有很好的加工性能 缺 点 易锈蚀 维修费用大 能耗大,成本高 钢的冶炼加工与分类 冶炼：就是将生铁在炼钢炉中，经高温氧化作用， 减少生铁中碳及硫、磷等有害杂质含量，以提高 钢的技术性质和质量 根据炼钢设备不同分为 转炉炼钢法 平炉炼钢法 电弧炉炼钢法 钢的加工 ? 铸锭 脱氧：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢 压力加工：热加工、冷加工. 钢的分类 按化学成分分：碳素钢 合金钢 按质量分：普通碳素钢 优质碳素钢 高合金钢 按用途分：结构钢 工具钢 特殊钢 金属的微观结构及钢材的化学组成 金属的微观结构 金属的晶体结构 金属键结合，无方向性和饱和性，是金属材料具强度和 延展性的根本原因。 三种类型：FCC、BCC、HCP 金属晶体结构中的缺陷 点缺陷 线缺陷 面缺陷 金属强化的微观机理 细晶强化 固熔强化 弥散强化 变形强化 钢材的化学组成 碳：(是决定性因素) 含碳量0.8%,随含碳量增加,钢的抗拉强度.硬度也增加. 含碳量1%,随含碳量增加,除硬度增加外,强度.塑性.韧 性下降,冷脆性增强,抵抗大气腐蚀性能下降 硅:(有益元素) 含量一般在1%以内,可提高强度,对塑性和韧性没有明显影响. 含量超过1%时,冷脆性增加,可焊性变差. 锰:(有益元素) 含量为0.8%~1%时,可显著提高强度和硬度 ? 含量大于1%时,塑性及韧性有所下降,可焊性变差; 磷：(有害元素) 产生冷脆性 硫：(有害元素) 产生热脆性 氧、氮(有害元素) 降低钢材的塑性和韧性,以及冷弯性能和可焊性能 铝、钛、钒、铌： 改善钢的组织,细化晶粒,显著提高强度和改善韧性 钢材的技术性质 拉伸性能 弹性阶段:OA阶段,荷载较小,应力与应变成正比, 当卸去外力,试件能恢复到原状.σp表示弹性极限 ? 屈服阶段:AB阶段,应力与应变不成正比例,应力 在很小范围内波动,应变仍继续上升,产生明显塑性变形. 屈强比小,安全性大;过小,则不够经济.屈强比应为0.60~0.75 强化阶段:BC阶段,内部组织重新建立了新的平衡, 又恢复了抵抗外力的能力,变形继续发展。σb 颈缩阶段:CD阶段,某一薄弱环节断面开始显著缩 小,应变迅速增大,应力随之下降,断裂. 断裂伸长率:δ=(L1-Lo)/LoX100% δ=15%~30% 低碳钢 δ2%~5% 塑性材料如铜.铁 伸长率与标距有关 δ5δ10 冲击韧性 抵抗冲击荷栽而不破坏的能力 金属夏比冲击试验方法求αk αk值低,脆性材料,破坏时无明显变形,断口平齐 αk值高,韧性材料,断口呈灰色纤维状 与钢材中磷.硫含量,组织,环境温度,解释冷脆性. 疲劳强度 钢材承受交变荷载的作用下,可以在远低于屈服强度时突然破坏 用疲劳强度表示,指试件在交变荷载作用下,不发生疲劳破坏的 最大应力.钢材承受1X107次交变荷载时不发生破坏所能承受 最大应力为疲劳强度 破坏原因 内部组织状态,成分偏析,夹杂物多少,其它各种缺陷 截面的变化,表面光洁度及内应力大小 应力较高点或缺陷点-------细微裂缝------裂缝, 尖缝应力集中-----发展破坏 硬 度 金属材料抵抗硬物压入表面的能力,即对局部塑性变形; 是热处理工件质量检查的一项重要指标 压入法测HB 冷弯性能 定义:钢材在常温下承受弯曲变形的能力. 指标以试件弯曲角度α及弯心直径d与钢材厚度a比值d/a 试验:弯曲处外表面无裂纹.裂缝或裂断现象 α值越大,d/a越小,冷弯性能要求越高 冷弯性能反映在静荷载下塑性指标,局部不均匀变形, 更不利条件下的塑性变形,更严格检验. 冷加工性能及其时效处理 冷加工:在常温下对钢材进行加工,如冷拉.冷拔.冷扭 使强度.硬度提高,冷作强化 冷拉:在常温下拉伸,使其产生塑性变形,增加钢材长度(4%~10%)节省钢材 采用控制冷拉率或控制应力或双控 冷拔:在常温下将钢材通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔, 由于模孔直径略小于钢筋直径,使钢筋不仅受拉,同时还 受周围挤压,强度大大提高 时效处理:钢材经冷加工后,在常温下搁置15~20天或加热 至100~200度保持2小时左右,钢的屈服强度.抗拉强度及 硬度进一步提高,塑.韧性降低 节约钢材,但对于受动力荷载作用或经常处于中温条件 下钢结构,应使用时效敏感性小的材料 钢材的热处理 目的、为了减