冷加工和时效.PPT

第七章 §7.4 建筑钢材的冷加工与时效 冷加工与时效的定义 冷加工与时效强化原理 冷加工与时效强化的意义 冷加工 指在常温下对钢材进行冷拉、冷拔和冷轧处理 冷加工强化 钢材经冷加工后强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象 时效 经冷拉钢材随时间延长强度提高,塑性、韧性下降的现象叫做时效 可分为两类：分为自然时效和人工时效 时效 自然时效处理 经冷拉的钢材在常温下存放15-20天 其强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象 人工时效处理 经冷拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段时间 这将使时效加速 时效敏感性 因时效而导致性能改变的程度大，导致塑性、韧性降低。 故动荷载重要结构，敏感性好。 说明 有些钢材即使没有经过冷加工处理，长时间过后也会出现时效，但不如冷加工后表现明显。 冷加工时效强化的原理 由于钢材在加工时产生塑性变形所至，当晶体在外力作用下，在弹性阶段金属原子偏离平衡位置产生的变形，在外里去除后可以恢复---弹性变形； 当外力继续增大，使晶格的歪曲程度超过弹性变形之后，晶格产生滑移，造成永久性变形。由于晶粒表面的畸变及滑动平面的细小碎屑，使晶体在该平面上继续滑动产生困难，抵抗变形的能力增大，因而屈服极限及硬度提高。 由于塑性变形后钢材可能产生滑移的区域几乎均已滑动，因此塑性降低。 时效强化的原理 在高温下固溶在α-Fe中的氮和氧的原子，在温度降低后溶解度下降，但未完全析出，在存放过程中逐渐析出并扩散到晶粒缺陷处，形成固体微粒，阻碍晶粒发生滑移，而提高了对塑性变形的抵抗能力。 建筑钢材的冷加工与时效 可提高强度，冷拉后屈服强度可提高20-30%，时效处理后还可使抗拉强度提高。 可节约钢材20-30%。 对于受动荷载或经常处于中温条件工作的钢结构，如桥梁、钢轨、锅炉等，为避免过大脆性，出现突然断裂，要求采用时效敏感小的钢材。 * * 建筑钢材 σ ε O O1 B D1 C D C1 K1 K 未冷拉 屈服点 B 冷拉 屈服点: σs 变大 塑性和韧性降低 时效 σs, σν 变大 塑性和韧性降低 图7.4.1 　冷加工和时效强化示意图