建筑材料钢材铝合金.ppt

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1、第八章金属材料主要授课内容：建筑钢材铝合金2012年9月科园教育第七章金属材料第一节建筑钢材第一节建筑钢材钢材是指用于土木工程中的各种型钢、钢板、钢筋、钢丝等。采用各种型钢和钢板制作的钢结构，具有强度高、自重轻等特点，适用于大跨度结构、多层及高层结构、受动力荷载的结构和重型工业厂房结构等。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材一、钢材的分类钢的分类方法很多，通常有以下几种分类方法。1按冶炼时脱氧程度分类2按化学成分分类3按有害杂质含量分类4按用途分类2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材1按冶炼时脱氧程度分类⑴沸腾钢组织不够致密，

2、成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。但因其成本低、产量高，故被广泛用于一般工程。⑵镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量较少，性能稳定，故质量好。适用于预应力混凝土等重要结构工程。⑶半镇静钢是质量较好的钢。⑷特殊镇静钢的质量最好，适用于特别重要的结构工程。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材返回2按化学成分分类2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材⑴碳素钢化学成分主要是铁、碳，故也称碳钢或铁碳合金，含碳量为0.02%～2.06%，还含有极少量硅、锰和微量硫、磷等元素。a低碳钢：含碳量小于0.25%；b中碳

3、钢：含碳量为0.25%～0.60%；c高碳钢：含碳量大于0.6%。低碳钢在土木工程中应用最广泛。⑵合金钢炼钢过程中，为改善钢材的性能，特意加入某些合金元素而制得。常用合金元素：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。a低合金钢：合金元素总含量小于5%；b中合金钢：合金元素总含量为5%～10%；c高合金钢：合金元素总含量大于10%。低合金钢为土木工程中常用的主要钢种。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材返回3按有害杂质（P、S）含量分类(1)普通钢：磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%；(2)优质钢：磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.

4、035%；(3)高级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.025%；(4)特级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材返回4按用途分类（1）结构钢：主要用于工程结构及机械零件的钢，一般为低、中碳钢。（2）工具钢：主要用于各种刀具、量具及模具的钢，一般为高碳钢。（3）特殊钢：具有特殊的物理、化学及机械性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、磁性钢等。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材二、钢材的技术性能1力学性能⑴抗拉性能⑵冲击韧性⑶硬度⑷耐疲劳性2012年

5、9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材⑴抗拉性能抗拉性能是钢材最重要的技术性质。根据低碳钢受拉时的应力－应变曲线（如下图8-1-1），可了解到抗拉性能的下列特征指标。屈服强度抗拉强度伸长率2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材图8-1-12012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材(a)屈服强度屈服强度是钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限。屈服上限与试验过程中的许多因素有关。屈服下限比较稳定，容易测试，所以规范规

6、定以屈服下限的应力值作为钢材的屈服强度，用表示。中碳钢和高碳钢没有明显的屈服现象，规范规定以0.2%残余变形所对应的应力值作为名义屈服强度，用　　表示。屈服强度对钢材使用意义重大:当构件的实际应力超过屈服强度时，将产生不可恢复的永久变形；当应力超过屈服强度时，受力较高部位的应力不再提高，而自动将荷载重新分配给某些应力较低部位。(b)抗拉强度（强度极限）抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力，即当拉应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。抗拉强度用表示。抗拉强度虽然不能直接作为计算依据，但屈服强度与抗拉强度的比值，即“屈强比”。对工程应用有较

7、大意义。屈强比愈小，反映钢材在应力超过屈服强度工作时的可靠性愈大。但屈强比过小时，钢材强度的有效利用率低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58～0.63，合金钢的屈强比为0.65～0.75。2012年9月科园教育第八章金属材料第一节建筑钢材(c)伸长率伸长率反映钢材拉伸断裂时所能承受的塑性变形能力，是衡量钢材塑性的重要技术指标。伸长率是以试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的百分率来表示。伸长率按式计算：2012年9月科园教育钢材拉伸时塑性变形在试件标距内的分布不均匀，颈缩处的伸长较大，故试件原始标距（L0）与直径（d0）之比愈大。颈缩处的伸长值在

8、总伸长值中所占比例愈小，计算所得伸长率也愈小。通常钢材拉伸试件取L0=5d，或L