工程结构钢课件.ppt

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1、武汉理工大学材料学院SchoolofMaterialsScienceandEngineering,WUTChapter2工程结构钢热轧钢板2021/8/121本章要点工程结构钢基本要求(以船为例)低合金高强度结构钢的合金化铁素体-珠光体钢微珠光体低合金高强度钢针状铁素体钢低碳贝氏体和马氏体钢双相钢新一代钢铁材料低合金高强度钢发展趋势2021/8/122思路：1、在低碳范围内提高碳含量，以提高强度。2、添加合金元素提高强度。3、热处理改变组织提高强度。4、形变热处理细化组织提高强度。5、在提高强度时一定要注意焊接性能和韧脆转变温度。2021/8/123工程结构钢工程结构钢是指专门用来制

2、造工程结构件的一大类钢种。在钢总产量中，工程结构钢占90％左右。工程结构钢包括碳素钢和低合金高强度钢。低合金高强度钢是指在碳含量低于0.25%的普通碳素钢的基础上，通过添加一种或多种少量合金元素（低于3%），使钢的强度明显高于碳素钢的一类工程结构用钢，统称低合金高强度钢。按用途可分为结构钢、耐腐蚀钢、低温用钢、耐磨钢、钢筋钢、钢轨钢、桥梁钢、船体钢、容器钢及其他专业用钢等2021/8/124低合金高强度钢这是一类可焊接的低碳工程结构用钢。其含碳量通常小于0.25%，比普通碳素结构钢有较高的屈服强度，较好的冷热加工成型性，良好的焊接性，较低的冷脆倾向、缺口和时效敏感性，以及有较好的抗大

3、气、海水等腐蚀能力。其合金元素含量较低，一般在2.5%以下，在热轧状态或经简单的热处理（非调质状态）后使用。高强度是针对低碳结构钢而言，实际上其含碳量低，合金元素含量低所以其强度不能和后面要介绍的钢相比较。2021/8/125碳素结构钢现代化蔬菜棚耐候Z型钢用于体育馆2021/8/126热轧态或正火态使用的低C钢;组织组织为F+P;B或M。空冷为何会有B或M？C曲线的变化。问题：低合金高强度钢热轧态或正火态使用的低C钢组织为F+P;B或M。1、空冷为何会有B或M？2、若组织为F+P，当含碳量增加时会有什么变化，性能如何？2021/8/1272.1工程结构钢基本要求工程结构件长期受静载

4、；互相无相对运动受大气（海水）的侵蚀；有些构件受疲劳冲击；一般在-50~100℃范围内使用；如：桥梁、船舶等受到风力或海浪冲击.服役条件生产工艺焊接是构成金属结构的常用方法；一般都要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺技术要求1、足够的强度与韧度（特别是低温韧度）；2、良好的焊接性和成型工艺性；3、良好的耐腐蚀性；4、低的成本。2021/8/1282.2低合金高强度结构钢的合金化Me对HSLA力学性能影响C↑固溶强化效果和珠光体含量，低成本。↑C，↓塑、韧性，↓焊接性、冷成型。如0.1%C，TK为-50℃，0.3%C，TK为50℃一般均应限制在0.2%以下Si最常用且较经济的元素

5、。强化F较显著，1%Si，σs↑85MPa，↑TK，量多时可大为降低塑韧性，所以Si控制在<1.1%2021/8/1292.2低合金高强度结构钢的合金化Me对HSLA力学性能影响Mn固溶强化作用大，1%Mn，σs↑33MPa。约有3/4量溶入F中，弱的细晶作用，↓TK。同样量多时可大为降低塑韧性.所以Mn控制在<1.8%。Nb/VTi/Al形成稳定细小的K等，粒子2~10nm，既细晶又沉淀强化，↑σs，↑δ、AK，综合效果↓TK。改善焊接性。作用顺序:Ti＞Nb＞Al＞V。2021/8/12102.2低合金高强度结构钢的合金化Me对HSLA力学性能影响Re脱氧去硫吸氢作用，改善塑

6、韧性，↓TK所以，低合金高强度钢的基本成分应考虑低碳，稍高的锰含量，并适当用硅强化。2021/8/1211钢的韧－脆转折温度与碳含量的关系观看冲击试验视频2021/8/1212工程结构钢的强化固溶强化——C,Mn,Si细晶强化——Ti,Nb,V;沉淀强化——V,Ti,Nb珠光体含量——C如何选择还要看工艺性能。不是一味强调强化。文章：为“鸟巢”量身定做的Q4602021/8/1213鸟巢2021/8/1214为“鸟巢”量身定做的Q4602008年奥运会主体育场“鸟巢”结构设计奇特新颖，而这次搭建它钢结构的Q460也有很多独到之处：这是国内在建筑结构上首次使用Q460规格的钢材；而这次

7、使用的钢板厚度达到110毫米，是以前绝无仅有的。2021/8/1215在种类繁多的钢材中，“鸟巢”为什么单单选中它作钢结构的材料？它的科研过程又是怎样的？带着诸多问题，记者来到为“鸟巢”研发生产Q460的河南舞阳钢铁公司一探究竟。Q460是一种低合金高强度钢。Q300为界。钢材在要求强度大的同时，用低合金冶炼也很重要，这主要是考虑钢材的可焊性。高合金的钢材虽然强度大，但可焊性差。2021/8/1216为了给“鸟巢”提供“合身”的Q460，从2004年9月开