材料学各论8-钢材.pptVIP

材料学各论8 金属材料 北京建筑工程学院 建筑与城市规划学院 房志勇 * 金属材料 建筑钢材 金属学的一般概念 金属材料 建筑钢材 建筑钢材 1、基本概念 1）钢材的重要性 在各种金属材料中，钢材是最重要的建筑材料之一，主要用于钢筋混凝土结构和钢结构 建筑钢材 1、基本概念 2）建筑钢材 所谓建筑钢材，是指用于钢筋混凝土结构的钢筋、钢丝和用于钢结构的各种型钢，以及用于围护结构和装修工程的各种深加工钢板、复合板材 建筑钢材 1、基本概念 3）铁与钢的概念 均为铁碳合金，仅仅是含碳量不同（一般以含碳量2.06作为铁与钢的分界） 建筑钢材 1、基本概念 4）钢材的化学组成 主要组成：铁、碳、合金元素 其他组成：硅、锰、磷、硫、氧、氮等等 建筑钢材 1、基本概念 4）钢材的金相组成 铁素体：碳溶于α-Fe晶格形成的固溶体 渗碳体：铁与碳的化合物，Fe3C 珠光体：铁素体与渗碳体的机械混合物 建筑钢材 2、钢材的分类 1）按照杂质含量分类 2）按照主要化学成分分类 3）按照主要用途分类 4）按照脱氧程度分类 5）按照冶炼方式分类 钢材按杂质含量分类 钢材按化学成分分类 钢材按主要用途分类 钢材按脱氧程度分类 钢材按冶炼方式分类 建筑钢材 3、钢材的技术性质 1）抗拉性能 是建筑钢材最重要的性能之一 屈服点、抗拉强度、伸长率，是钢材抗拉性能的主要技术指标 钢材抗拉应力应变图 钢材抗拉性能和应用分析 建筑钢材 3、钢材的技术性质 2）冲击韧性 是建筑钢材抵抗冲击荷载的性能 冲击韧性通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定 建筑钢材 3、钢材的技术性质 2）冲击韧性 建筑钢材 3、钢材的技术性质 3）硬度 定义： 建筑钢材 3、钢材的技术性质 3）硬度 表示方法： 布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等，以布氏硬度（HB）为主 建筑钢材 3、钢材的技术性质 3）硬度 应用： HB值与钢材的强度之间保持一定的正比例关系，可以根据HB值推测钢材的强度，但是不能用于成品检验 HB值与钢材强度之间的关系 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 定义： 钢材在常温下承受弯曲变形的能力 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 试验方法： 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 1）冷弯性能 影响因素 ： 弯曲角度、弯心直径与钢材直径（或：厚度）的比值 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 2）冷加工强化现象 概念： 钢材在常温下进行机械加工后，其性能发生变化的一种现象 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 2）冷加工强化现象 性能变化规律 ： 强度增加、硬度提高、塑性降低、韧性降低 冷加工时的应力应变图 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 概念： 钢材在常温下，未进行任何机械加工，其性能也会发生变化的一种现象 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 性能变化规律 ： 强度增加、塑性降低、韧性降低 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 3）时效作用 时效敏感性 ： 随着时间的延长，钢材的冲击韧性降低和其他性能变化的程度 建筑钢材 4、建筑钢材的工艺性质 4）冷脆性 概念 ： 钢材在环境温度低于一定数值时，钢材的冲击韧性大幅度下降，钢材出现脆性断裂的性质 冲击韧性值变化示意图 建筑钢材 5、影响建筑钢材性能的因素 1）冷却速度的影响 急冷：（要求同学自己分析） 缓冷：（要求同学自己分析） 建筑钢材 5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要杂质 ： 磷、硫 建筑钢材 5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 低共融现象 ： 低共融现象 建筑钢材 5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要影响 ： 磷：含量增加时：强度增加、耐磨性增加、耐腐蚀性增加、塑性降低、韧性降低；是增加钢材冷脆性的主要因素 建筑钢材 5、影响建筑钢材性能的因素 2）杂质的影响 主要影响 ： 硫：含量增加时：所有机械性能都降低、尤其是：耐磨性、耐腐蚀性、韧性；是增加钢材热脆性的主要因素 建筑钢材 5、影响建