材料学各论钢材优秀PPT.ppt

材料学各论钢材你现在浏览的是第一页，共75页金属材料建筑钢材金属学的一般概念你现在浏览的是第二页，共75页金属材料建筑钢材你现在浏览的是第三页，共75页建筑钢材1、基本概念 1）钢材的重要性 在各种金属材料中，钢材是最重要的建筑材料之一，主要用于钢筋混凝土结构和钢结构你现在浏览的是第四页，共75页建筑钢材1、基本概念 2）建筑钢材 所谓建筑钢材，是指用于钢筋混凝土结构的钢筋、钢丝和用于钢结构的各种型钢，以及用于围护结构和装修工程的各种深加工钢板、复合板材你现在浏览的是第五页，共75页建筑钢材1、基本概念 3）铁与钢的概念 均为铁碳合金，仅仅是含碳量不同（一般以含碳量2.06作为铁与钢的分界）你现在浏览的是第六页，共75页建筑钢材1、基本概念 4）钢材的化学组成主要组成：铁、碳、合金元素其他组成：硅、锰、磷、硫、氧、氮等等你现在浏览的是第七页，共75页建筑钢材1、基本概念 4）钢材的金相组成铁素体：碳溶于-Fe晶格形成的固溶体渗碳体：铁与碳的化合物，Fe3C珠光体：铁素体与渗碳体的机械混合物你现在浏览的是第八页，共75页建筑钢材2、钢材的分类 1）按照杂质含量分类 2）按照主要化学成分分类 3）按照主要用途分类 4）按照脱氧程度分类 5）按照冶炼方式分类 你现在浏览的是第九页，共75页钢材按杂质含量分类 钢材普通钢优质钢高级优质钢你现在浏览的是第十页，共75页钢材按化学成分分类 金属碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢 中合金钢 高合金钢你现在浏览的是第十一页，共75页钢材按主要用途分类 钢材结构钢工具钢特殊钢你现在浏览的是第十二页，共75页钢材按脱氧程度分类 钢材沸腾钢镇静钢半镇静钢你现在浏览的是第十三页，共75页钢材按冶炼方式分类 钢材平炉钢转炉钢电炉钢空气转炉钢氧气转炉钢你现在浏览的是第十四页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 1）抗拉性能 是建筑钢材最重要的性能之一屈服点、抗拉强度、伸长率，是钢材抗拉性能的主要技术指标你现在浏览的是第十五页，共75页钢材抗拉应力应变图你现在浏览的是第十六页，共75页钢材抗拉性能和应用分析 弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段材料形变弹性变形塑性变形塑性变形快速变形直至断裂应力极限比例极限p屈服极限s强度极限b应用形式屈强比：应用范围在受力状态下计算结构变形的指标确定钢材许用应力的标准反映钢材的利用率和可靠性反映钢材的塑性大小你现在浏览的是第十七页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 2）冲击韧性 是建筑钢材抵抗冲击荷载的性能冲击韧性通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定你现在浏览的是第十八页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 2）冲击韧性 你现在浏览的是第十九页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 3）硬度 定义：钢材表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力你现在浏览的是第二十页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 3）硬度 表示方法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等，以布氏硬度（HB）为主 你现在浏览的是第二十一页，共75页建筑钢材3、钢材的技术性质 3）硬度 应用：HB值与钢材的强度之间保持一定的正比例关系，可以根据HB值推测钢材的强度，但是不能用于成品检验 你现在浏览的是第二十二页，共75页HB值与钢材强度之间的关系 HB值强度计算值175R=0.35HB值175R=0.36HB值你现在浏览的是第二十三页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 定义：钢材在常温下承受弯曲变形的能力 你现在浏览的是第二十四页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 试验方法：你现在浏览的是第二十五页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 影响因素：弯曲角度、弯心直径与钢材直径（或：厚度）的比值 你现在浏览的是第二十六页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 2）冷加工强化现象 概念：钢材在常温下进行机械加工后，其性能发生变化的一种现象 你现在浏览的是第二十七页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 2）冷加工强化现象 性能变化规律：强度增加、硬度提高、塑性降低、韧性降低 你现在浏览的是第二十八页，共75页冷加工时的应力应变图你现在浏览的是第二十九页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 概念：钢材在常温下，未进行任何机械加工，其性能也会发生变化的一种现象 你现在浏览的是第三十页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 性能变化规律：强度增加、塑性降低、韧性降低 你现在浏览的是第三十一页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 时效敏感性：随着时间的延长，钢材的冲击韧性降低和其他性能变化的程度 你现在浏览的是第三十二页，共75页建筑钢材4、建筑钢材的工艺性质 4）冷脆性 概念：钢材在环境温度低于一定数值时，钢材的冲击韧性大幅度下降，钢材出现脆性断裂的性质 你现在浏览的是第三十三页，共75页冲击韧性值变化示意图 你现在浏览的是第三十四页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 1）冷却速度的影响 急冷：（要求同学自己分析）缓冷：（要求同学自己分析）你现在浏览的是第三十五页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要杂质：磷、硫 你现在浏览的是第三十六页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 低共融现象：你现在浏览的是第三十七页，共75页低共融现象 T1T201001000T3你现在浏览的是第三十八页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要影响：a)磷：含量增加时：强度增加、耐磨性增加、耐腐蚀性增加、塑性降低、韧性降低；是增加钢材冷脆性的主要因素 你现在浏览的是第三十九页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要影响：b)硫：含量增加时：所有机械性能都降低、尤其是：耐磨性、耐腐蚀性、韧性；是增加钢材热脆性的主要因素 你现在浏览的是第四十页，共75页建筑钢材5、影响建筑钢材性能的因素 3）金相组成的影响 铁素体珠光体渗碳体0含碳量，%2.00.8各组分相对含量，%你现在浏览的是第四十一页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 1）碳素钢 牌号组成方法：屈服点代号屈服点代号+屈服点值屈服点值+质量等级质量等级+脱氧方法符号脱氧方法符号你现在浏览的是第四十二页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 1）碳素钢 组成说明：见下页你现在浏览的是第四十三页，共75页钢材牌号组成说明屈服点代号屈服点代号+屈服点值屈服点值+质量等级质量等级+脱氧方法符号脱氧方法符号Q195215235255275ABCD多少F沸腾钢b半镇静钢Z镇静钢TZ特殊钢空位空位镇静钢或 特殊镇静钢你现在浏览的是第四十四页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 2）合金钢 涉及范围：低合金高强度结构钢你现在浏览的是第四十五页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 2）合金钢 牌号组成方法：屈服点代号屈服点代号+屈服点值屈服点值+质量等级符号质量等级符号你现在浏览的是第四十六页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 3）示例 牌号：a)a)Q235A.FQ235A.Fb)b)Q215BQ215B你现在浏览的是第四十七页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 3）示例 问题：a)哪一种是碳素钢？哪一种是合金钢？b)在这两种钢材中，哪一种钢材的P、S含量高？你现在浏览的是第四十八页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 3）示例 提示1：a)无法判断碳素钢还是合金钢b)合金钢屈服点标准值：295、345、390、420、460你现在浏览的是第四十九页，共75页建筑钢材6、建筑钢材的技术标准 3）示例 提示2：a)无法准确判断钢材的P、S绝对含量高低b)只能判断钢材的总体杂质相对含量高低你现在浏览的是第五十页，共75页建筑钢材7、建筑钢材的选用 1）碳素钢 塑性较好化学性能稳定适宜于各种加工在适当超载情况下不会突然破坏你现在浏览的是第五十一页，共75页建筑钢材7、建筑钢材的选用 2）合金钢 具有良好的塑性、韧性、强度焊接性能好适用于：大跨度结构、承受动荷载结构、承受冲击荷载结构你现在浏览的是第五十二页，共75页建筑钢材7、建筑钢材的选用 3）一条选用钢材的重要规定 对于承受动荷载和冲击荷载的结构，一般不得选用脆性临界转变温度范围高和时效敏感性强的钢材你现在浏览的是第五十三页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 低碳钢热轧圆盘条a)主要用途 中、小型钢筋混凝土结构的受力钢筋或者箍筋。也可用作冷加工原料你现在浏览的是第五十四页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 低碳钢热轧圆盘条b)常用牌号Q215、Q235 你现在浏览的是第五十五页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 热轧带肋钢筋a)主要用途 具有较高的强度，塑性，可焊性也比较好，与混凝土之间的握裹力较好，可用于钢筋混凝土结构的受力钢筋，以及预应力钢筋你现在浏览的是第五十六页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 热轧带肋钢筋b)常用牌号HRB335、HRB400、HRB500 注：HRB是Hot rolled ribbed steel bar的缩写 你现在浏览的是第五十七页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 冷轧带肋钢筋a)主要用途 适用于中、小型预应力混凝土结构构件，以及普通钢筋混凝土结构构件你现在浏览的是第五十八页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 1）钢筋 冷轧带肋钢筋b)常用牌号CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1270 注：CRB是Cold rolling steel wires and bar的缩写 你现在浏览的是第五十九页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 热轧型钢a)主要用途可用于大跨度、承受动荷载的钢结构中你现在浏览的是第六十页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 热轧型钢b)主要形式 角钢（等边或者不等边）、I字钢、槽钢、T形钢、H形钢、Z形钢等你现在浏览的是第六十一页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 热轧型钢c)常用牌号 Q235-A、Q345、Q390你现在浏览的是第六十二页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 冷弯薄壁型钢a)主要用途 一般用于轻钢结构b)壁厚：26mmc)常见形式：分：开口和空心两类你现在浏览的是第六十三页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 钢板a)分类I.按照生产温度分为：热轧和冷轧两类钢板你现在浏览的是第六十四页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 钢板a)分类II.按照成分分为：碳素钢板和合金钢钢板两类你现在浏览的是第六十五页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 钢板a)分类III.按照厚度分为：厚板（厚度4mm）和薄板（厚度=0.354mm）两类你现在浏览的是第六十六页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 钢板b)选用I.合金钢板一般用于重型结构、大跨度结构II.厚板可用于钢结构的承力构件你现在浏览的是第六十七页，共75页建筑钢材8、常用建筑钢材 2）型钢 钢板b)压型钢板I.薄钢板经辊压、冷弯形成的V形、U形等截面II.板面可通过镀锌、刷涂层等方法形成保护层你现在浏览的是第六十八页，共75页金属材料金属学的一般概念你现在浏览的是第六十九页，共75页金属的分类金属黑色金属有色金属你现在浏览的是第七十页，共75页金属的分类2金属钢材难熔金属贵金属稀有金属复合金属材料 金属纤维材料及其制品 你现在浏览的是第七十一页，共75页金属爆炸复合技术金属爆炸复合技术(现场)你现在浏览的是第七十二页，共75页金属爆炸复合技术金属爆炸复合技术(结构)你现在浏览的是第七十三页，共75页课堂讨论题1、如何区分铁与钢？2、简述铁素体、渗碳体、珠光体的性能3、为什么说屈强比反映了可靠性和利用率？4、设计中，钢材强度应该以哪一个为准？5、对于承受动荷载和冲击荷载的结构，在选用钢材时，应该注意什么？你现在浏览的是第七十四页，共75页课堂讨论题6、简述碳素钢钢号的组成方法7、简述合金钢钢号的组成方法8、简述磷对于钢材性能的影响9、简述硫对于钢材性能的影响10、简述冷加工对于钢材性能的影响11、简述时效作用对于钢材性能的影响你现在浏览的是第七十五页，共75页