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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 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 ↑ α O A A C D B B上 B下 ↑ ↓ 4.断面收缩率 L1 d0 L0 L0=5d0或10d0 A0、 An前后的截面积 δ5与δ10谁大 中碳钢、高碳钢的应力-应变图 规定:产生残余变 形为原始标距的0.2% 时所对应的应力值, 作为硬钢的屈服强度, 称为条件屈服强度, 用σ0.2表示。 二、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。 定义 试件 钢的化学成分; 例:S、P↑冲击韧性↓ 冶炼及轧制质量 质量↑冲击韧性↑ 温度 温度↓,冲击韧性↓ ak 影响冲击韧性的因素 三、疲劳强度 设计承受交变荷载且须进行疲劳验算的结构时,应当了解所用钢材的疲劳强度。 四、钢材的硬度 硬度――是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能力。 方法:布氏法、洛氏法和维氏法,常用方法是布氏法和洛氏法。 定义 测定方法 讨论与分析 材料的硬度往往与材料的其它性能有一定的相关系,如:钢材的HB值与抗拉强度 之间有较好的相关关系。 五、钢材的冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力, 试件被 弯曲角度α、弯心直径与厚度的比值d/a 定义 指标 钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。 六 钢材的冷加工 (一) 钢材的冷加工及时效 钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化 钢筋冷拉后屈服强度可提高15%-20%,冷拔后屈服强度可提高40%-60%。 (二) 冷加工在工程中的应用 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。 七 钢的化学成分对钢材性能的影响 含碳量对热轧碳素钢性质的影响 σb—抗拉强度;αk—冲击韧性;HB—硬度; δ—伸长率;φ—面积缩减率 2.硅、锰 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 硫使钢材的热脆性增加,磷能使钢的强度、硬度提高,但显著降低钢材的塑性和韧性,使钢材的冷脆性增加。 4.氧、氮 降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢的热脆性增加,氮使冷脆性及时效敏感性增加。 5.铝、钛、钒、铌 是钢的强脱氧剂和合金元素。能改善钢的组织、细化晶粒、改善韧性,并显著提高强度。 第三节 建筑钢材的 常用钢种 普通碳素结构钢简称碳素结构钢,化学成分主要是铁,其次是碳,故也称铁-碳合金。其含碳量为0.02%-2.06%,此外尚含有少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。 一 碳素结构钢 碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧程度符号四部分按顺序组成。 (一) 碳素结构钢的牌号表示方法 (二) 碳素结构钢的技术要求 (三) 碳素结构钢的性能和应用 * * * * * * * * * * 建筑钢材 掌握:建筑钢材的主要性能。 熟悉:建筑钢材的常用钢种及应用。 了解:钢筋混凝土用钢材的品种及应用。 本章教学目标 本 章 内 容 第一节 概述 第二节 建筑钢材的主要技术性能 第三节 建筑钢材的常用钢种 第四节 钢筋混凝土用钢材 第一节 钢的冶炼和分类 平炉炼钢 氧气转炉炼钢 电炉炼钢 一 钢的冶炼 (1)沸腾钢 (2)镇静钢 (3)半镇静钢 根据脱氧程度分为: 二 钢的分类 第二节 建筑钢材的 主要技术性能 建筑钢材的技术性能 力学性能 工艺性能 化学性能 抗拉性能 冲击韧性 疲劳强度 硬 度 冷弯性能 1.应力 2.应变 3.弹性与弹性变形 4.塑性与塑性变形 F F A ΔL L0 L1 建筑钢材的抗拉性能 一、钢材的拉伸性能 钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例 L0 F1 F1 F2 F2 F3 F3 d0 L0=5d0或10d0 ΔL1 ΔL2 低碳钢的受拉过程分为四个阶段 建筑钢材的抗拉性能 O 弹性阶段OA 屈服阶段AB 强化阶段BC 颈缩阶段CD A B C D 低碳钢受拉的应力-应变图 建筑钢材的抗拉性能 一、弹性阶段OA 一条通过原点 的直线,应力与应变成正比。
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