建筑钢材课件.ppt

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1、第6章建筑钢材（1）掌握钢材主要性质及其实用意义；（2）了解钢中元素对钢性的影响；（3）熟悉钢的分类；（4）掌握钢材的技术标准及选用。本章目的要求：建筑钢材特性：强度高、塑性韧性好，可以承受冲击和振动荷载，能够切割、焊接、铆接，便于装配。钢结构安全可靠，构件自重小，因此被广泛用于工业与民用建筑结构中。钢铁区别：生铁—C>2%的铁碳合金，杂质多，硬脆钢—0.06%

2、含量不同，也可分为低合金钢、中合金钢、高合金钢。2、按含有害杂质（硫、磷等）：普通钢、优质钢、高级优质钢。3、根据冶炼时脱氧程度：沸腾钢(冲击韧性和可焊性差)、镇静钢、半镇静钢。4、按冶炼方法：平炉钢、氧气转炉钢和电炉钢。5、按用途：结构钢、工具钢和特殊钢（如不锈钢、耐热钢、等）。1.2钢的冶炼生铁钢水+钢渣原理—将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降到一定限度，同时把其它杂质的含量也降到一定限度。脱氧：精炼后的钢液中还留有一定的氧化铁，使钢的质量降低，需加入脱氧剂以消除其影响。常用的脱氧剂有锰铁、硅铁和铝锭。常用的炼钢方法：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法和电

3、炉法。第2节建筑钢材的性能钢材性能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2.1力学性能进行拉伸试验，可以绘出下图所示的应力—应变关系曲线：B’（1）强度1、弹性阶段（OB阶段）：应力σ与应变ε成正比，此时，卸去外力后，试件能恢复原来的长度，对应B的应力叫弹性极限。2、屈服阶段（BB’阶段）：当应力超过弹性极限后，此时应力不增加，但应变却迅速增长，说明钢材暂时失去抵抗变形的能力，这种现象称为屈服。此时材料已产生塑性变形。对应C下点的应力，称为屈服极限，也叫屈服强度或屈服点（σS）。3、强化阶段（B’C阶

4、段）：试件过屈服点后，钢材内部组织重新建立了新的平衡，又恢复了抵抗外力的能力，此时曲线又向上升，直至最高点C。对应C点的应力叫强度极限，又叫抗拉强度（σb）。4、颈缩阶段（CD阶段）：当外力达到顶点D之后，在试件的某一部位断面开始显著缩小，称为颈缩现象。拉伸性能指标主要有：屈服点、抗拉强度和伸长率等。（1）、屈服强度（屈服点）s——结构设计中，钢材强度取值依据。*软钢：上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力；下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点Fs——屈服阶段最小应力(首次回针所对应的力)，N；Ao——钢材的截面积，mm2。*硬钢条件(名义)

5、屈服点0.2——产生0.2%l0残余(永久、塑性)变形时的应力。记为σ0.2l0——原始标距长度（2）抗拉强度：受拉时所能承受的最大应力值。抗拉强度/屈服强度=强屈比。强屈比越大表示可靠性越大，安全性越高，但不能太大，强屈比一般不低于1.2，抗震结构一般不低于1.25一般大于1.2通常情况下，屈强比在0.60～0.75范围是比较合适的。（3）伸长率:δ=l1－l0×100%l０塑性指标式中l0——试件原始标距长度（mm）l1——试件拉断后将其拼合所量出的拉后标距长度（mm）值越大，表示钢材塑性好，可避免结构过早破坏；加工性增强，安全性增强。**δ值有两

6、种表示方法：5、105、10表示l0=5d0、10d0时的伸长率；d0——钢材直径；对于同种钢材：5与10之间的关系为：5(＞、＜、＝)10（2）冲击性能1.钢材抵抗冲击荷载破坏的能力，称为冲击韧性。表示：冲击韧性值αk(J/cm2)测定：冲击韧性指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定的。对经常承受较大冲击荷载的结构，应选择αk值较高的钢材。2.冲击韧性的影响因素：钢材的化学成分、组织状态、环境温度、时效（3）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——布氏硬度值，以HB表示钢材的冷脆性温度对冲击韧性有重大影响，当温

7、度降到一定程度时，冲击韧性大幅度下降而使钢材呈脆性，这一现象称为冷脆性，这一温度范围称为脆性转变温度或脆性临界温度。时效——随着时间的延长，钢材机械强度提高，而塑性和韧性降低的现象称为时效。2.2工艺性能（1）冷弯性能冷弯性能系指钢材在常温条件下承受弯曲变形的能力，是钢材重要的工艺性能。表示：弯曲角度（α）以及弯心直径（d）对钢材厚度或直径（a）的比值测定：冷弯性能指标通过冷弯试验而确定，冷弯也是检验钢材塑性的一种方法，但对钢材塑性的评定更加严格，也更敏感。评价：用于揭示钢材内部是否存在组织的不均匀、内应力、夹杂物、未溶物和微裂缝等缺陷。因此，冷弯性能可

8、反映钢材的冶金质量和焊接质量。（2）焊接性能（可焊性）1、可焊性定