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* 2.1 概述 Chap.2 建筑钢材 2.2 建筑钢材的机械性能 2.3 影响钢材性能的主要因素 2.4 钢材的种类及选择 §2.1 概述 第二章 建筑钢材 2.1 建筑钢材的基本要求 一、建筑钢材的基本要求 1. 较高的抗拉强度fu和屈服强度fy； 2. 较高的塑性和韧性； 3. 良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和可焊性等）； 4. 较强的抗锈蚀能力。 二、钢材的破坏形式 ——破坏前有显著的变形，并吸收很大能量，从变形发生到最后破坏要持续较长的时间。 1. 塑性破坏 2. 脆性破坏 ——破坏前没有显著的变形，吸收能量很少，破坏突然发生。 第二章 建筑钢材 2.1 建筑钢材的基本要求 断口呈纤维状，色泽发暗。 断口平直并呈有光泽的晶粒状。 §2.2 建筑钢材的机械性能 第二章 建筑钢材 2.2 建筑钢材的机械性能 包括：强度、塑性、韧性、冷弯试验及可焊性。 一、强度和塑性 s e fu fy f e fe fp b c a o d e oa—弹性阶段 bc—屈服阶段 cd—硬化阶段 de—颈缩阶段 a—弹性极限fp c—屈服强度fy d—极限强度fu 残余变形 弹性变形 屈服点fy、抗拉强度fu和伸长率δ是钢材机械性能的主要指标。 有明显屈服点（软钢） f y e y Es 常温静载下单向拉伸试验演示 第二章 建筑钢材 2.2 建筑钢材的机械性能 ——冷弯角a 二、冷弯试验 衡量钢材的冷加工性能，材质均匀性 ，塑性变形能力 。 1. 冷弯性能取决与钢材质量，并与d和a有关； 2. 冷弯角 a =180?，试件无裂纹或分层等现象发生。 第二章 建筑钢材 2.2 建筑钢材的机械性能 三、韧性 ——冲击试验—冲击功Akv 衡量钢材的抗脆断、抗动载能力。 冲击试验的试件主要有： a.夏比试件(V形槽口)?Akv(J) 。 b.梅氏试件(U形槽口)?akv(J/mm2)； 第二章 建筑钢材 2.2 建筑钢材的机械性能 四、其它 ——可焊性、耐磨性、耐火性、耐腐蚀性等。 可焊性： 钢材经过焊接后保持原有机械性能的能力。 要求钢材具有可焊性，即钢材经过焊接后，仍能具有必需的塑性和韧性，同时强度一般不会降低。 钢材的锈蚀、时效、以及疲劳均属耐久性问题。 耐久性： 保持钢材各项性能持久性的能力。 【小结】 1.钢材的破坏形式？ 2.钢材的机械性能有哪些？都是由哪些指标来衡量的？ 【选作】 查阅有关我国近期钢材生产、研究情况的资料，汇总成读书报告。 【回顾】 1.钢材的破坏形式？ 延性破坏： 2.钢材的机械性能有哪些？由哪些指标来衡量的？ 包括：强度、塑性、韧性、冷弯试验及可焊性。 脆性破坏： 破坏前有显著的变形，并吸收很大能量，从变形发生到最后破坏要持续较长的时间。 破坏前没有显著的变形，吸收能量很少，破坏突然发生。 强度指标有屈服强度fy，极限强度fu 塑性指标有伸长率δ ，面缩率ψ §2.3 影响钢材性能的主要因素 第二章 建筑钢材 2.3 影响钢材性能的主要因素 一、化学成分 钢 有利元素 有害元素 —Fe+C+有利元素+有害元素； —Mn、Si、V等?合金元素(低合金钢)； —S、P、O、N、H等； S?强度↑塑性、韧性、性能冷弯、可焊性↓；高温时使钢材变脆－热脆现象。 P?低温时使钢材变脆－冷脆现象；其它同S。 O?类似S；N?类似P； H?氢脆。 C?强度↑塑性、韧性、可焊性↓ Si?强度↑； Mn?降低S、O热脆影响，改善热加工性能 二、生产过程 第二章 建筑钢材 2.3 影响钢材性能的主要因素 冶炼 脱氧程度 轧制 热处理 残余应力 ——平炉，转炉，电炉； ——沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，特殊镇静钢； ——薄板，均匀，强度高； ——淬火，提高强度、降低韧性； 回火，控制降温过程?调质钢； ——表面不均匀冷却，热轧残余应力。 三、加工过程 第二章 建筑钢材 2.3 影响钢材性能的主要因素 1. 冷加工(冷作硬化) 2. 热加工(焊、割等) ——冲、钻、剪、弯、折，局部硬化。 ——局部升温，热影响区；不均匀冷却，焊接残余应力。 3. 时效硬化 冷拉后的钢筋没有明显的屈服阶段，如B图。 冷拉卸载后经过一段时间的停滞（时效），再对其张拉，会重新恢复屈服阶段而呈现出屈服强度提高的应力应变图形；这种现象被称为冷作硬化现象； 冷拉仅提高钢筋的抗拉强度，不提高其抗压强度； 冷拉工艺不改变钢筋的强度级别 。 0 σ ε A B 冷拉 第二章 建筑钢材 2.3 影响钢材性能的主要因素 冷拔是指将光圆钢筋以强力拉拽使其通过小直径的硬质合金模具，使其截面减小而长度增长； 冷拔后的钢筋的强度会大大提高； 冷拔后钢筋的塑性会降低； 冷拔后的钢筋与之前的钢筋不属于同一种钢筋。 0