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第二章 钢结构的材料Chapter 2 Structural Steels 第一节 钢结构对材料的要求 （1）较高的强度 （2）足够的变形能(较好的塑性、韧性) （3）良好的加工性能(冷、热加工,可焊性) （4）其它(耐腐蚀、耐疲劳、耐低温等) 适用品种：Q235、Q345、Q390、Q420 第二节 材性指标与材性试验 2.1 塑性破坏与脆性破坏 2.2 拉伸试验 2.3 冷弯性能试验 2.4 冲击性能试验 2.5可焊性指标（碳当量） （简述） 第三节 影响钢材性能的因素 化学成分 Fe, C； Mn, Si； V, Nb,Ti； S, P, O, N 熔炼、浇注及轧制 熔炼：平炉与氧气顶吹转炉（化学成分、金相结构） 浇注：镇静、沸腾、半镇静钢（脱氧） 轧制：性能改善（厚薄、分层） 热处理（正火、回火、淬火） 提高强度、塑性、韧性 温度影响 热脆hot-shortness（ 250oC兰脆） 冷脆cold-shortness (转变温度) 应力集中(stress concentration) 重复荷载（疲劳） 第四节 钢材的疲劳(fatigue) 4.1 疲劳断裂的概念 重复荷载作用、低应力、脆性破坏 影响因素：应力集中、残余应力 4.2 应力幅-致损循环次数 关系 试验为基础 疲劳寿命与疲劳强度 4.3 疲劳验算 第五节 脆性断裂(brittle fracture) 5.1脆性断裂的概念与影响因素 概念：低应力、脆性破坏，裂纹扩展 影响因素：应力状态、低温、材料缺陷 5.2防止脆性断裂的方法 低温韧性、缺陷（材料与加工）、残余应力 第六节 钢种、钢号与钢材的选用 6.1我国常用钢种与钢号 碳素结构钢 structural carbon steel（Q235） 低合金高强度结构钢structural alloy steel Q345(16Mn), Q390(15MnV),Q420; A-E五个等级 优质(high-quality)碳素结构钢 用于高强螺栓、优质钢丝绳，冷拔而成 6.2 国外常用钢种与钢号 6.3 钢结构的选材 第七节 钢材规格 钢板：－12?800 ?2100 角钢：∟100?80 ?8（等边与不等边） 槽钢：［30a 工字钢：I30a 钢管：Φ400 ?7 H型钢：HW、HM、HN，高度?宽度?腹板厚?翼缘厚 T型钢：TW、TM、TN，高度?宽度 * * 冷加工硬化（应变硬化) strain hardening 强度提高、塑性和韧性降低 时效硬化（age hardening）与应变时效 几个基本参量定义： 限定疲劳寿命，一般 要求： 应力幅计算：重复荷载标准值，无动力系数 的确定 双对数关系 屈服强度ksi A 美国 日本 德国 英国 ISO 国家 抗拉强度N/mm2 SS,SMSNSMA 屈服强度ksi St 屈服强度ksi 无 抗拉强度N/mm2 Fe 质量等级 强度等级 代号 考虑：结构类型与重要性、荷载性质、连接方法、使用温度等