04建筑钢材PPT.ppt

试件单位截面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲击韧性ak（Ｊ/cm2）表示。 ak值愈大，冲击韧性愈好。 ak值低的钢材在断裂前没有显著塑性变形，属脆性材料，不宜用作承担冲击荷载的构件，如桥梁轨道等。 钢材的冲击韧性越大，钢材抵抗冲击荷载的能力越强。 3. 耐疲劳性 在反复荷载作用下的结构构件，钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏。 在一定条件下，钢材疲劳破坏的应力值随应力循环次数的增加而降低。 疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指钢材在无数次交变荷载作用下而不至于引起断裂的最大循环应力值。 一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，受交变荷载反复作用时，钢材首先在局部开始形成细小裂纹，随后由于微裂纹尖端的应力集中而使其逐渐扩大，直至突然发生瞬时疲劳断裂。疲劳破坏时在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾害性事故。 钢材的疲劳极限与很多因素有关，如组织结构、表面状态、合金成分、夹杂物和应力集中等集中情况，一般来说，钢材的抗拉强度高，其疲劳极限也较高。。 4. 硬度 钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 布氏法的测定原理是利用直径为Ｄ（ｍｍ）的淬火钢球，以P（Ｎ）的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径为ｄ（ｍｍ）的压痕，以压痕表面积Ｆ（ｍｍ）除荷载Ｐ，所得的应力值即为试件的布氏硬度值ＨＢ，以数字表示，不带单位。 洛氏法根据压头压入试件的深度的大小来表示硬度值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。 布氏法测定结果准确性较高，但压痕较大，不宜用作测定已成构件，洛氏法测定时压痕微小，测后不影响构件的使用。 硬度值往往与其他性能有一定的相关性。 钢材的硬度值HB与其抗拉强度有较好的相关关系， 对于碳素钢，当HB＜ 175时, σb=3.6HB;当HB＜ 175时, σb=3.5HB。 因此就可以不破坏钢结构本身，根据测出的钢材的HB值，估算出该钢材的抗拉强度σb 二、工艺性能 冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。 泠弯试验：条形钢材试件在压力机支座上受压力作用下，围绕一半圆形弯心弯转。试验时要求试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层现象。 泠弯性能指标用试件在常温下所能承受的弯曲程度来表示。 弯曲程度则是通过试件被弯曲的角度和弯心直径 ｄ对试件厚度（或直径）a的比值（ｄ/a）来区分的。 试验中，弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度(或直径)的比值越小，说明对冷弯性能越好。 泠弯试验是通过对弯曲处的不均匀塑性变形来实现的，泠弯性能能表明钢材在静压下的塑性，能反映钢材内部是否存在内部组织的不均匀、内应力、夹杂物、未溶合和微裂纹等缺陷。 第四节. 钢材的冷加工和热处理 1. 钢材的冷加工 将钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使产生塑性变形，从而提高屈服强度，这个过程称为钢材的冷加工强化。 冷加工强化的原理是：钢材在塑性变形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格严重畸变，对晶格的进一步滑移将起到阻碍作用，故钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生内应力，故钢材的弹性模量Ｅ降低。 工地或预制厂钢筋混凝土施工中常利用这一原理，对钢筋或低碳钢盘条按一定制度进行冷拉或冷拔加工，以提高屈服强度。 将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20ｄ，或加热到100～200°Ｃ并保持一段时间，这个过程称为时效处理。前者称为自然时效，后者称为人工时效。 冷拉以后再经过时效处理的钢筋，其屈服点进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性继续有所降低。由于时效过程中应力的消减，故弹性模量可基本恢复。 钢材产生时效的主要原因是，溶于α一Fe中的碳、氮原子，向晶格缺陷处移动和集中的速度大为加快，这将使滑移面缺陷处碳、氮原子富集，使晶格畸变加剧，造成其滑移、变形更为困难，因而强度进一步提高，塑性和韧性则进一步降低，而弹性模量则基本恢复。 钢材时效敏感性可用应变时效敏感系数C表示，C越大则时效敏感性越大。 问题：处理后的冲击吸收功大还是处理前的大？为什么？ 2. 钢材的热处理 按照一定的制度，将钢材加热到一定的温度，在此温度下保持一定的时间，再以一定的速度和方式进行冷却，以使钢材内部晶体组织和显微结构按要求进行改变，或者消除钢中的内应力，从而获得人们所需求的机械力学性能，这一过程就称为钢材的热处理。 钢材的热处理通常有以下几种基本方法： (１) 淬火。将钢材加热至723℃（相变温度）以上某一温度，并保持一定时间后，迅速置于水中或机