建材6-建筑钢材2014PPT.pptx

土木工程材料建 筑 钢 材湖南大学土木工程学院建材室金属材料有色金属铜、铝、铅、锌、锡等金属及其合金黑色金属：铁金属钢：含碳量及杂质含量少铁：含碳量高湖南大学土木工程学院建材室各类钢材湖南大学土木工程学院建材室湖南大学土木工程学院建材室?湖南大学土木工程学院建材室本章学习内容1 钢的生产及分类2 钢材的微观结构及化学成分3 钢材的主要技术性质4 常用建筑钢材5 钢材的选用及防护湖南大学土木工程学院建材室钢材的分类——按化学成分碳素钢合金钢低碳钢（含C量0.25％）中碳钢（含C量0.25％～0.60%）高碳钢（含C量0.60%）低合金钢（合金元素总量5%）中合金钢（合金元素总量5～10％）高合金钢（合金元素总量10%）湖南大学土木工程学院建材室钢的分类——按质量分普通钢磷含量不大于0.045％；硫含量不大于0.050%。优质钢磷含量不大于0.035%；硫含量不大于0.035%。高级优质钢磷含量不大于0.025%；硫含量不大于0.015%。湖南大学土木工程学院建材室钢的分类——按用途分结构钢中低碳钢，建筑结构、机械制造等工具钢高碳钢，各种工具如量具、刃具等特殊钢特殊物化性质，如不锈钢、耐热钢、耐磨钢等湖南大学土木工程学院建材室钢的生产工艺流程炼钢的原理将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到一定限度，同时把其它杂质的含量也降低到容许的范围内。工艺流程1 炼铁→2 炼钢→ 3 脱氧→ 4 铸锭→ 5 压力加工→ 6 热处理湖南大学土木工程学院建材室高炉炼铁湖南大学土木工程学院建材室主要炼钢方法空气转炉炼钢法氧气转炉炼钢法平炉炼钢法电炉炼钢法湖南大学土木工程学院建材室依据脱氧程度沸腾钢（代号为“Ｆ“）脱氧不完全，组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。但其成本低、产量高，用于一般建筑工程。镇静钢（代号为“Ｚ”）脱氧完全，且同时能起去硫作用。成本较高，组织致密，成分均匀，性能稳定，故质量好。用于预应力混凝土等重要的结构工程。半镇静钢（代号为“ｂ”）特殊镇静钢（代号为“TZ”）湖南大学土木工程学院建材室铸件组织铸锭缺陷组织不均匀微观偏析宏观偏析夹杂与气孔缩孔和疏松湖南大学土木工程学院建材室钢材的压力加工目的通过压力加工，去除铸锭过程中所出现的偏析、气泡、晶粒粗大、组织不致密等缺陷。湖南大学土木工程学院建材室5万吨水压机压力加工湖南大学土木工程学院建材室热加工将钢锭加热至呈塑性状态，再施加压力改变其形状，并使钢锭内部气泡焊合、疏松组织密实。钢锭——型钢、钢筋湖南大学土木工程学院建材室热轧湖南大学土木工程学院建材室热锻湖南大学土木工程学院建材室冷加工在常温下进行的压力加工。如冷拉、冷拔、冷扭、冷扎、冲压和挤压等。湖南大学土木工程学院建材室热处理通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢的组织结构发生变化，以获得所需性能的一种加工工艺。湖南大学土木工程学院建材室2 钢材的微观结构及化学成分湖南大学土木工程学院建材室金属晶体三种常见结构体心立方（BCC）面心立方（FCC）密排六方（HCP）晶胞原子数 2 ； 4 ；6湖南大学土木工程学院建材室体心立方湖南大学土木工程学院建材室面心立方堆积方式：ABCABCABC…湖南大学土木工程学院建材室密排六方堆积方式：ABABAB…湖南大学土木工程学院建材室晶体材料的各向异性滑移常沿晶体中原子密度最大的晶面和晶向发生湖南大学土木工程学院建材室多晶体材料受力时滑移一般单晶体材料具有各向异性；多晶体宏观上表现为各向同性湖南大学土木工程学院建材室金属材料的理论强度湖南大学土木工程学院建材室晶体结构的不完整性晶体缺陷实际晶体中与理想点阵结构发生偏差的区域。原子的不规则排列产生晶体缺陷。在组织控制（如扩散、相变）和性能控制（如材料强化）中具有重要作用。晶体缺陷的种类点缺陷、线缺陷、面缺陷湖南大学土木工程学院建材室点缺陷在三维空间各方向上尺寸都很小的缺陷。如空位、间隙原子、异类原子等。线缺陷在两个方向上尺寸很小，而另一个方向上尺寸较大的缺陷。主要是位错。线缺陷——刃型位错线缺陷线缺陷——螺型位错面缺陷在一个方向上尺寸很小，在另外两个方向上尺寸较大的缺陷。如晶界、相界、表面等。位错的运动示意位错的运动示意金属强度与位错密度的关系金属晶体的强化固溶强化第二相强化(弥散强化)细晶强化变形（冷加工）强化湖南大学土木工程学院建材室固溶强化固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降的现象。强化机制晶格畸变，阻碍位错运动如形成合金湖南大学土木工程学院建材室第二相强化(弥散强化)软基体＋硬第二相位错绕过第二相粒子(粒子、位错环阻碍位错运动)湖南大学土木工程学院建材室碳碳素钢中三种基本组织：铁素体(固溶体)、渗碳体(化合物Fe3C)、珠光体(两者的机械混合物)湖南大学土木工程学院建材室铁碳合金组织的性能纯铁