7建筑钢材ppt-第七章建筑钢材gea.pptx
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1、第七章.建筑钢材一.定义 土木工程中使用的各种钢材及制品。钢结构用型钢、钢板 包括 钢筋混凝土结构用各种钢筋、钢丝和钢绞线 围护结构和装修工程用深加工钢板和复合板 优点强度高、塑性韧性好、能承受冲击和振动荷载、易于加工二.特点 和装配 缺点易生锈、耐火性差、维护费用大 第一节.钢的冶炼与分类一.钢和铁的定义 钢和铁主要是Fe C合金,另有少量的杂质(Si,Mn,S,P,)含碳量大于2.06%的Fe C合金,称为(生)铁;含碳量小于2.06%的Fe C合金,称为钢;氧气转炉法钢质好、冶炼速度快、成本低二.钢的冶炼方法 平炉法钢质好、冶炼速度慢、成本低 电炉法钢质好、能耗高、成本高三.钢的分类 按
2、化学成分 分类 按有害杂质 普通钢、优质钢、高级优质钢等 按用途 结构钢、工具钢、特殊钢等 定义脱氧不彻底(充分),钢水浇入锭模时,会有大量的CO气 沸腾钢 F 体从钢水中溢出,引起钢水呈沸腾状,故名沸腾钢.特性组织不够致密,成分不太均匀,S、P等杂质偏析较严 重,冲击韧性和可焊性差。但成本低、产量高。镇静钢Z 定义脱氧彻底(充分),钢水浇入锭模时,平静的冷却凝固 特性钢质均匀密实,品质好,可用于冲击荷载的重要 结构但成本高。半镇静钢 b 介于二者之间碳素钢 低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢 低合金钢、中合金钢、高合金钢沸腾钢 F半镇静钢 b镇静钢Z特殊镇静钢TZ按脱氧程度第二节.钢材的技术性能钢
3、材性能 软钢-曲线bs 0b0.2 0 硬钢-曲线强度塑性冲击韧性硬度冷弯性能焊接性能(可焊性)冷加工热处理一.力学性能(机械性能)二.工艺性能一.力学性能(一).强度 屈服强度(屈服点)s 结构设计中,钢材强度取值依据1.软钢 抗拉强度 b 钢材强度极限值 屈强比 s/b 能反映结构安全可靠程度及钢材利用率 s/b小钢材利用率低,但结构安全可靠程度高;s/b大,则相反。2.硬钢 条件(名义)屈服点0.2产生0.2%l0残余(永久、塑性)变形时应力 抗拉强度 b(二).塑性 1.指标 伸长率 2.5、10表示 l0=5d、10d 时的伸长率 5 与 10之间的关系为5(、=)10(三).冲击韧
4、性 钢材抵抗冲击荷载的能力 指标冲击韧性 ak(四).硬度钢材表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力 指标布氏硬度 HB 二.工艺性能(一).冷弯性能 1.定义钢材在常温下承受弯曲变形的能力 2.指标弯曲角度(),弯心直径(d=na)3.合格标志弯曲处无裂纹、断裂及起层现象 4.冷弯性能与伸长率一样,也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能 但:伸长率反映钢材在均匀变形下的塑性性能 冷弯性能反映钢材在不利变形条件下的塑性性能 5.冷弯试验的作用 揭露钢材内在缺陷,评定塑性好坏 评定焊接接头质量(二).焊接性能(可焊性)钢材在一定焊接工艺条件下,在焊接及其附近过热区是否产生裂缝及脆 硬倾向,焊
5、接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。(三).冷加工处理1.冷加工强化 定义钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧,使其产生塑性变形,提高屈服强度的过程。作用s明显提高,b不变;而塑性、韧性 及弹性模量明显降低。2.(冷加工)时效处理(强化)定义 将经过冷加工的钢筋,于常温下存放1520d(自然时效);或加热到 100 200并保持一定时间(人工时效),此过程称为时效处理(强化)。作用s进一步提高,b略有提高;塑性、韧性进一步降低;弹性模量得以恢复3.冷加工与时效处理的目的 提高钢筋的屈服强度,节约钢材(四).热处理1.定义将钢材在固态范围内进行加热、保温和冷却,从而改变其金相组织和显微结 构组织,获得
6、需要性能的一种综合工艺。2.方法退火、正火、淬火及回火等第三节.钢的组织与化学成分一.钢的晶体组织 1.钢是以铁为主的Fe C合金,其中Fe和C有以下三种结合形式 固溶体铁(Fe)中固溶着微量的碳(C)化合物铁和碳结合成化合物Fe3C 机械混合物固溶体和化合物的混合物。2.钢的组织 以上三种形式的Fe C合金于一定条件下形成具有一定形态的聚合体 钢的基本组织及性能二.钢的化学成分 钢的化学成分对钢材性能的影响组织名称 铁素体 奥氏体 渗碳体 珠光体含碳量(%)0.02 0.8 6.67 0.8结构特征 固溶体 固溶体 化合物 机械混合物 性能强度、硬度低,塑性、韧性很好强度、硬度不高,塑性大抗
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