建筑钢材ppt第七章建筑钢材.ppt

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1、第七章.建筑钢材一.定义—土木工程中使用的各种钢材及制品。钢结构用—型钢、钢板包括钢筋混凝土结构用—各种钢筋、钢丝和钢绞线围护结构和装修工程用—深加工钢板和复合板优点—强度高、塑性韧性好、能承受冲击和振动荷载、易于加工二.特点和装配缺点—易生锈、耐火性差、维护费用大第一节.钢的冶炼与分类一.钢和铁的定义—钢和铁主要是Fe—C合金，另有少量的杂质(Si,Mn,S,P,)含碳量大于2.06%的Fe—C合金，称为（生）铁；含碳量小于2.06%的Fe—C合金，称为钢；氧气转炉法—钢质好、冶炼速度快、成本低二

2、.钢的冶炼方法平炉法—钢质好、冶炼速度慢、成本低电炉法—钢质好、能耗高、成本高三.钢的分类按化学成分分类按有害杂质—普通钢、优质钢、高级优质钢等按用途—结构钢、工具钢、特殊钢等定义—脱氧不彻底(充分)，钢水浇入锭模时,会有大量的CO气沸腾钢F体从钢水中溢出,引起钢水呈沸腾状,故名沸腾钢.特性—组织不够致密，成分不太均匀，S、P等杂质偏析较严重，冲击韧性和可焊性差。但成本低、产量高。镇静钢Z定义—脱氧彻底(充分)，钢水浇入锭模时,平静的冷却凝固特性—钢质均匀密实，品质好，可用于冲击荷载的重要结构但

3、成本高。半镇静钢b—介于二者之间碳素钢—低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢—低合金钢、中合金钢、高合金钢沸腾钢F半镇静钢b镇静钢Z特殊镇静钢TZ按脱氧程度第二节.钢材的技术性能钢材性能软钢σ-ε曲线σbs0εσb0.20ε硬钢σ-ε曲线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.工艺性能一.力学性能(一).强度屈服强度(屈服点)s—结构设计中,钢材强度取值依据1.软钢抗拉强度b—钢材强度极限值屈强比s/b—能反映结构安全可靠程度及钢材利用率s/

4、b小—钢材利用率低，但结构安全可靠程度高；s/b大，则相反。2.硬钢条件(名义)屈服点0.2—产生0.2%l0残余(永久、塑性)变形时应力抗拉强度b(二).塑性1.指标—伸长率2.5、10表示l0=5d、10d时的伸长率5与10之间的关系为5(﹥、﹤、=)10(三).冲击韧性—钢材抵抗冲击荷载的能力指标—冲击韧性ak(四).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HB二.工艺性能(一).冷弯性能1.定义—钢材在常温下承受弯曲变形的能力2.指标—弯曲角

5、度()，弯心直径(d=na)3.合格标志—弯曲处无裂纹、断裂及起层现象4.冷弯性能—与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能但：伸长率—反映钢材在均匀变形下的塑性性能冷弯性能—反映钢材在不利变形条件下的塑性性能5.冷弯试验的作用①揭露钢材内在缺陷，②评定塑性好坏③评定焊接接头质量(二).焊接性能(可焊性）钢材在一定焊接工艺条件下，在焊接及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，焊接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。(三).冷加工处理1.冷加工强化①定义—钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，使其产

6、生塑性变形，提高屈服强度的过程。②作用—s明显提高，b不变；而塑性、韧性及弹性模量明显降低。2.(冷加工)时效处理(强化)①定义—将经过冷加工的钢筋，于常温下存放15–20d(自然时效)；或加热到100–200℃并保持一定时间(人工时效)，此过程称为时效处理(强化)。②作用—s进一步提高,b略有提高；塑性、韧性进一步降低；弹性模量得以恢复3.冷加工与时效处理的目的提高钢筋的屈服强度，节约钢材(四).热处理1.定义—将钢材在固态范围内进行加热、保温和冷却，从而改变其金相组织和显微结构组织，获得

7、需要性能的一种综合工艺。2.方法—退火、正火、淬火及回火等第三节.钢的组织与化学成分一.钢的晶体组织1.钢是以铁为主的Fe–C合金，其中Fe和C有以下三种结合形式①固溶体—铁(Fe)中固溶着微量的碳(C)②化合物—铁和碳结合成化合物Fe3C③机械混合物—固溶体和化合物的混合物。2.钢的组织—以上三种形式的Fe–C合金于一定条件下形成具有一定形态的聚合体钢的基本组织及性能二.钢的化学成分钢的化学成分对钢材性能的影响组织名称铁素体奥氏体渗碳体珠光体含碳量(%)≤0.020.86.670.8结构特征固溶体

8、固溶体化合物机械混合物性能强度、硬度低，塑性、韧性很好强度、硬度不高，塑性大抗拉强度低，硬脆，耐磨，塑性几乎为零强度高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体化学成分CSiMnSPONH影响随C,强度硬度,塑性韧性强度强度热脆性冷脆性强度塑性韧性备注有益元素有害元素第四节.建筑用钢材的品种一.碳素结构钢1.牌号—依据屈服强度划分为五牌号，即Q195、Q215、Q235、Q255、Q2752.质量等级—依据冲击韧性（即S、P含量）划分四级，即A、B、C、D3.脱