情境七 建筑钢材检测

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1、情境七建筑钢材的性能与检测扬州工业职业技术学院建筑材料教研室§7－1建筑钢材（一）概述一、钢及其特性Ì钢Ø理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。Ø含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，称为工业纯铁。Ì钢的特点Ø具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。二、建筑钢材的主要品种1.型钢Ø简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；Ø复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。2.线材如钢筋、钢丝等。3.管材无缝钢管、焊接钢管等。4.板材光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板

2、等。压型彩钢板三、钢的冶炼方法简介熔融白口铁液态生铁吹入空气或氧气脱氧钢浇注成钢锭Ì按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：1.空气转炉炼钢法一般炼制普通碳素钢。2.氧气转炉炼钢法炼制优质碳素钢和合金钢。3.平炉炼钢法用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。4.电炉炼钢法四、钢的分类1.按冶炼方法分平炉钢按炉衬材料分按冶炼方法分转炉钢为酸性钢和碱性钢电炉钢钢沸腾钢半镇静钢按脱氧程度分镇静钢特殊镇静钢2.按质量分按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。四、钢的分类3.按化学成分分低碳钢C＜0.25%碳素钢中碳钢C=0.25%

3、～0.60％高碳钢C＞0.60％钢低合金钢合金总含量＜5%合金钢中合金钢5%～10％高合金钢＞10％4.按用途分分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。（二）钢材的性质一、拉伸性能1.低碳钢的拉伸性能•标准试件按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。工作段d0A0l0头部l头部•非标准试件不经过加工，直接在线材上切取的试件。（1）拉伸试验过程σDOB—弹性阶段上屈服点C上BC—屈服阶段BCCECCD—强化阶段A下下屈服点DE—颈缩阶段0Fε以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。钢材拉伸过程的σ-ε图σ弹

4、性阶段σσp—比例极限，MPa。BBσpAσB—弹性极限，MPa。0ε注：由于A、B两点相距较近，一般认为σp=σB。钢材拉伸弹性阶段示意图σ屈服阶段C上C上C放大后BCBCAC下下0ε钢材拉伸屈服阶段示意图σDσbC上强化阶段BCCAC下σb——抗拉强度或强度极限。0ε钢材拉伸强化阶段示意图σDDE——颈缩阶段C上BCEAC下0ε钢材拉伸颈缩阶段示意图（2）拉伸过程的参数Ì强度指标FsØ屈服强度：sA0FbØ抗拉强度：bA0Ì塑性指标ll10Ø伸长率：100%l02.硬钢（高碳钢）的拉伸性能σÌ硬钢强度高，塑性差，拉伸过

5、程无明显屈服阶段，A无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度σ0.2来代替屈服强度。Ì条件屈服点σ0.2：使硬钢0baε产生0.2%塑性变形时的0.2%应力。见左图。oa——总变形。ba——弹性变形99.8%。ob——塑性变形0.2%。二、冲击韧性Ì定义及指标Ø指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用冲击韧性值αk表示。αk越大，则冲击韧性越好。Øαk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（J/cm2）。Ì影响因素Ø硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。Ø对于承受冲击荷载和振动荷载部

6、位的钢材，必须考虑冲击韧性。冲击韧性试验示意图55冲击1010试件40(b)(a)图冲击韧性试验(a)试件装置（b）V型C缺on口s试tru件ctionMaterials三、耐疲强度Ì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。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳试验中，试件在交变应力作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。Ì一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，因此，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。由于疲劳裂纹是在应力集中

7、处形成和发展的，故钢材的疲劳极限不仅与其内部组织有关，也和表面质量有关四、硬度Ì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。Ì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。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。五、工艺性能1

8、.冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度（90°或180°）；试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。通过冷弯试验，更有