第八章钢材详解.ppt

第八章 建筑钢材;掌握：建筑钢材的主要性能。 ;本 章 内 容;第一节　钢的冶炼和分类;一、建筑钢材的类型;二、建筑钢材的应用;三、建筑钢材的特点;钢结构厂房;北京2008年奥运会“鸟巢”工程;钢筋;武汉长江大桥;铁路钢轨;巴黎艾菲尔铁塔 ;建筑钢材 钢的生产与分类;生铁矿;建筑钢材 钢的生产与分类;二 钢的分类;(1)沸腾钢 (2)镇静钢 (3)半镇静钢　　;;;第二节　建筑钢材的 主要技术性能; 建筑钢材的技术性能;1.应力 2.应变 3.弹性与弹性变形 4.塑性与塑性变形 ; ;一、钢材的拉伸性能;低碳钢的受拉过程分为四个阶段;建筑钢材的抗拉性能;建筑钢材的抗拉性能;三、强化阶段BC 一段上升的曲线。 抵抗塑性变形的能力又重新 提高—— 抗拉强度 ;四、颈缩阶段CD 一段下降的曲线。 变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小—— ，直到断裂。 伸长率δ： ;三个重要的指标 1.屈服强度σs 结构设计中钢材强度取值的依据 2.抗拉强度σb 钢材所能承受的最大应力 屈强比 屈强比 ，利用率 ，安全可靠程度 。 合理的屈强比为0.65~ 0.75.。 3.伸长率δ 衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好。; 4．断面收缩率 ;中碳钢、高碳钢的应力－应变图;二、冲击韧性;;讨论与分析;;三、疲劳强度;四、钢材的硬度;讨论与分析;五、钢材的冷弯性能;在更苛刻的条件下检验钢材的塑性； 以试验时的弯曲角度和弯心直径作为指标来表示； 弯曲角度愈大，弯心直径愈小，表示对冷弯性能要求愈高； 冷弯性能合格：弯曲处无裂纹、断裂及起层等现象。;弯曲角度α ↑, d/a ，表示对冷弯性能要求越高。;钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。;1、冷拉：常温下对钢材进行拉长，这时屈服点提高了，长度增加了，抗拉强度基本不变，塑性和韧性有所下降。;冷拉：屈服强度提高、 抗拉强度不变、 延伸率降低。;钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化 ;2、冷拔：将钢筋通过比原来直径小的拔丝摸拔出，钢筋受挤压后更密实、均匀。 效果：屈服强度和抗拉强度提高； 塑性、韧性下降 ，脆性升高。 在常受冲击荷载作用、低温的环境中，不宜采用冷拔钢筋。;（四）钢的热处理;对淬火处理的钢，再进行加热，冷却的过程称为回火，回火的温度低于723°。其目的是、消除淬火钢件的内应力，适当降低淬火钢件的硬度并提高其韧性。;将钢加热经保温停留后，在空气中冷却处理的过程叫正火。 与退火相比，经正火的钢材强度和硬度更高，而塑性减小。;(二)焊接性能 ;某烧结矿仓库运输廊道于1965年1月发生倒塌。事故发生时室外气温为36℃左右。经现场调查及取样试验可知所用的沸腾钢含碳0.23％～0.25％，含硫0.06％，焊接质量差。请分析事故原因。 ;分析：;1.碳是决定钢材性能的主要元素。 　　随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。但当含碳量大于1.0%时，由于钢材变脆，强度反而下降。　　;? 碳 碳是钢材中最重要的合金元素，故钢材也被称为铁-碳合金。钢材中碳原子与铁原子的结合有三种基本方式：固溶体、化合物和机械混合物。与此相对应，碳素钢在常温下形成的基本组织也有三种：铁素体、渗碳体和珠光体。;铁素体:钢材中的铁素体系碳在α-Fe中的固溶体，由于α-Fe体心立方晶格的原子间的空隙小，溶碳能力较差，故铁素体含碳量很少，由缺陷对钢材性能的影响可知其塑性、韧性好；但强度、硬度低。 渗碳体:渗碳体为铁和碳的化合物Fe3C，其含碳量高达6.67％，晶体结构复杂，塑性差，性硬脆，抗拉强度低。 珠光体:珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量较低(0.8％)，层状结构，性能介于铁素体与渗碳体之间。;钢的组织及其对钢性能的影响 ; 碳素钢基本组织含量与含碳量的关系;含碳量对热轧碳素钢性质的影响 ;土木工程材料;2.硅、锰 　硅和锰是两种重要的合金元素，通常在炼钢后期作为脱氧剂加入。可提高钢材的强度，而且对塑性和韧性的影响不明显。 　加入硅和锰可以与钢中有害成分FeO和FeS分别形成SiO2、MnO和MnS而进入钢渣排出，起到脱氧、降硫的作用。 ;3.硫、磷 　　硫