水工金属结构质检员培训资料

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1、1、水工金属结构介绍第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页第64页共64页2、主要金属材料特性制造水工金属结构的钢材主要是低碳钢、低碳钢的性能可从图2.1看出。（图2.1）钢材拉伸试验曲线图当结构受到拉伸后，第一个阶段是弹性变形，即在卸载后变形能完全恢复从o到a是直线、构件受力与应变是直线关系与a点相对应的应力值称为第64页共64页比例极限。如常用的A3钢现规范名为Q235

2、，其比例极限为200Mpa。结构受力的第二阶段，在拉伸曲线上出现平直段，且有微量抖动，此时试件的应力不增加，但应变却迅速增长，这种现象称为屈服阶段。A3钢的屈服极限为240Mpa如此时卸除荷载，不能恢复到原来长度，而存在残余变形，其变形曲线按tgα＝σ/ε=E的斜率与比例极限拉伸范围的直线平行下滑。工程中绝大多数构件当它们发生较大塑性变形时，就不能正常工作，因此设计中对低碳钢一类的塑性材料取屈服强度作为材料的强度指标。结构受力第三阶段为颈缩及断裂阶段。超过屈服阶段后，材料又恢复了对变形的抵抗能力，要使它继续变形必须增加拉力，

3、这种现象称为材料的强化。这时变形曲线上升，直到曲线最高点d，相应的拉力值最大，对A3（Ｑ２３５）钢约为400-420Mpa，称为强度极限σp，构件开始断裂。试件拉断后，其标距由原长L变为L1，L1-L是残余伸长，它与L之比的百分率是延伸率，用δ表示δ=（L1-L）/L*100%(或ψ=（F-Fα）/F断面收缩率)它是考核材料力学的重要指标。在工程上通常把δ≥5%为塑性材料、对A3号钢δ约为20～30%、δ≤5%为脆性材料。受过冷作的钢材，虽然比例极限提高了，由于钢材具有时效特性，使钢材在一定程度上降低了塑性，如果重要构件经过

4、冷作变形，应进行退火消除应力。水工结构的常用钢材为碳素结构钢、低合金高强度钢（含压力容器钢、桥梁钢及船板）。第64页共64页其中：(1)碳素结构钢是最普通的结构钢，加工成形与焊接比较容易、含碳量≤0.2%，一般是热轧后使用。(2)普通低合金钢，其中300Mpa～400Mpa用得最多，其中也包括压力容器钢、桥梁钢、船舶用的钢板都是这一系列的钢材。这种钢材工艺性能良好，是我国工业用的主要钢材。(3)低合金高强度调质钢：低合金结构钢冶金方法是在普通碳素钢中加入锰和硅等元素使钢材强度得以提高，钢厂用轧制状态的正火热处理加工工艺生产出

5、我国目前用途最广的Q345(16mn)或Q345q和Q345R。当抗拉强度超过600Mpa，如在冶金过程中再增加合金元素含量，钢材的焊接性能就变差，因此采用（淬火+回火）即调质的冶炼方法，使淬火后强度较高而塑性较低的淬火马氏体经回火加温将其转变为回火马氏体、回火索氏体和下贝氏体的综合组织使钢材强度提高，且缺口韧性和焊接性能良好的调质高强钢。600Mpa调质高强钢化学成分和力学性能详见表1及表2（表1）600Mpa调质高强钢化学成分（%）CSiMnPSCrNiMoVCuNbPcm0.090.15~0.401.00~1.600.

6、025Max0.010Max0.30Max0.60Max0.30Max0.06Max0.30Max0.03Max0.20Max（表2）600Mpa调质高强钢力学性能拉伸试验抗拉强度N/mm2610～730拉伸试验屈服强度N/mm2490拉伸试验伸长率δ5%17（Min）冷弯试验B=2t冷弯角180°冲击试验试验温度（0、-10、-20、-40）冲击吸收功Akv不小于47J制造闸门、压力钢管和各种启闭机第64页共64页所用钢材必须符合图纸规定，其力学性能和化学成分必须符合现行的国家标准或部颁标准，制作钢闸门常用的碳素结构钢、低

7、合金高强度钢、压力容器用钢及不锈钢应分别符合GB/T700、GB/T1591、GB6654及GB/T4237国家标准。使用钢板应具有出厂合格证，并出具材质化验单及力学试验检验单。有出厂合格证但符号不清，数据不全，或对数据有疑问者，应每件进行试验，试验合格并取得监理工程师的同意才能使用。闸门制造过程应对钢材进行编号跟踪检验，钢闸门总装验收时应交付材质编号跟踪图。钢板表面存在的缺陷超过GB3274的有关规定时，不得用于制造闸门的承重构件。如发现钢板有分层倾向，应按GB/T2970进行超声波探伤或进行Z向拉伸试验检验。闸门制造如需

8、修改材料应有设计正式的修改通知书，经监理同意后才能使用。闸门使用的焊条也应具备焊条质量证明书和焊条说明书。手工焊条的化学成分，力学性能和扩散氢含量等各项指标应符合GB/T5117，GB/T5118或GB983的规定；埋弧焊焊丝和焊剂应符合GB/T5293、GB/T12470或GB/T178