公路工程钢材试验.pdf

第七篇 公路工程钢材试验 第七篇　公路工程钢材试验 第一章　公路工程钢材试验概述 第一节　钢材的分类及特性 建筑钢材是现代桥梁工程主要的建筑材料。钢材具有很好的强度、塑性、韧性和可 焊性，不足的是易锈蚀、维修费用大等。 一、按用途划分 （1）结构钢。用于建筑结构、机械制造等； （2）工具钢。用于各种工具，如金属切削刀具等； （3）特殊钢。具有各种特殊物理、化学性能的钢材，如不锈钢等。 二、按质量划分 （1）普通钢。钢中磷含量不大于0．045％，硫含量不大于0．055％； （2）优质钢。所含杂元素较普通钢低，磷含量不大于0．035％～0．040％，硫含量不 大于0．040％。 三、按化学元素划分 （1）碳素钢。含碳量低于2．0％的铁碳合金，此外，还有锰、硅、磷、硫等杂质， 同时按含碳量的多少，又分为低碳钢、中碳钢、高碳钢三个类别； 2（）合金钢。在钢中加入某些合金元素 （如锰、硅、钒、钛等），使钢具有特殊力 学性能。并按合金元素的含量又分为低合金钢、中合金钢和高合金钢三类。 桥梁建筑用钢就其用途来说，均属于结构钢；按其质量分类来说，都属于普通钢； 就其化学元素分类来讲，主要是低碳钢和低合金钢。所以，桥梁建筑结构用钢主要是普 — 1301 — 第七篇　公路工程钢材试验 通碳素结构钢和低合金结构钢两大类。 1．普通碳素结构钢 普通碳素结构钢按其化学成分和力学性能分为Q195，Q215，Q235，Q255和Q275 等五个牌号，其牌号的表示方法共由4部分组成： （1）代表屈服点的 “屈”字汉语拼音首母 “Q”； （2）屈服点的数值以16mm厚的钢材为准，以MPa为单位； （3）按硫、磷杂质的含量分为A、B、C、D四个等级，其中A类最好，D类最差； 4（）按脱氧程度分为特殊镇静钢TZ、镇静钢Z、半镇静钢b和沸腾钢F等四种。 例如Q235CZ表示屈服点为235MPa的C级镇静钢。 2．低合金结构钢 在碳素结构钢的基础上，加入少量或微量的合金元素，从而大大改善钢的性能。合 金钢具有高强度、高韧度和良好的可焊性。其编号是用 “数字＋化学元素＋数字” 的方 法表示的。 （1）首位数字表示钢的平均含碳量，以万分数表示； （2） 中间化学元素表示所含合金元素，按主次排列； （3）元素后数字表示该元素在钢中的含量，若平均含量小于1．5％则元素后不标数 字，若平均含量等于或大于1．5％而小于2．5％，在元素后标数字2；等于或大于2．5％ 而小于3．5％时标数字3，依次类推。若有几个合金元素，则按其含量多少顺序标出。 4（）钢号尾部加 “b”表示半镇静钢，“空位”表示镇静钢。 例如：40Si2MnV表示含碳量为万分之40，主加元素Si含量为1．5％～2．5％，Mn、 V元素含量小于1．5％的镇静合金钢。 根据工程使用条件和特点，用于桥梁建筑的钢材应具备下列技术要求。 （1） 良好的综合力学性能。桥梁结构在使用中承受复杂的交通荷载，同时在无遮盖 的条件下经受大气条件的严酷考验，因此，必须具备良好的综合机械性能。除具有较高 的屈服点与抗拉强度外，还应具有良好的塑性、冷弯和冲击韧性。 （2） 良好的焊接性，即焊接的部分其强度和韧性应不低于或略低于焊件本身，以防 止产生硬化脆裂或内应力过大等不良现象。 （3） 良好的抗蚀性，即桥梁用钢应具有良好的抵抗大气因素腐蚀的性能。 — 1302 — 第七篇　公路工程钢材试验 第二节　钢材的技术性质及检测方法 一、强度和塑性 钢的强度是用拉伸试验测定的，拉伸试验不仅能测强度，而且还能检测钢的塑性。 1．主要仪器设备 （1）试验机 1）各种类型试验机均可使用，试验机误差应符合JJG139 《拉力、压力和万能材料 试验机测定规程》或JJG157 《小负荷材料试验机检定规程》 的1级试验机要求。