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* 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。 * 问题：直接承受动荷载作用的焊接钢结构是否能使用经冷加工的钢材吗？为什么？ 答：不能。 因为冷加工后钢材的塑性和韧性大大降低，可焊性变差，增加了焊接后的硬脆倾向，为了防止钢结构发生突然的脆性断裂，所以不能采用。 * （二） 可焊性 1、定义：钢材在焊接后，焊头联结的牢固程度和硬脆倾向大小的性能； 2、测量：将焊接的钢材试件进行拉伸试验，要求断裂处不在焊接点上。 3、影响因素： 化学成分（含碳量、S、P和气体杂质）； 冶炼质量（镇静钢）； 冷加工等。 * 合格 不合格 钢材的可焊性试验 焊接点 断裂点 断裂点 * 7.4 钢的晶体组织、化学成分及其对性能的影响 * 一、钢的晶体组织 （一）金属的晶体结构 1、金属材料都是晶体结构，金属原子按几何形状排列，形成体心立方、面心立方和密排六方等三种晶格； 2、晶格节点上的金属原子互相以金属键相结合，所有的价电子为自由电子； 3、钢材内部结构是由很多晶粒组成的多晶体，各晶粒之间存在晶界。 * 金属晶体 体心立方结构 面心立方结构 密排六方结构 * 晶粒的细化 晶粒愈细，晶界面愈大，强度和硬度愈高，塑性和韧性愈好——细晶强化。 * 金属晶体结构与性能的关系 金属晶体中所有价电子呈自由电子在各离子间穿梭运动，使金属材料有良好的导电和导热性，较高的强度和良好的塑性； 金属晶体的多晶体结构的晶界能阻碍晶体的滑移，提高了抵抗塑性变形的能力； 金属材料中晶粒愈细，晶界面愈大，强度和硬度愈高，塑性和韧性愈好——细晶强化。 * （二）钢中的晶体组织与性能 同素异晶间的转变： 液态铁 ? ?－Fe ? ?－Fe ? ?－Fe 体心立方 面心立方 体心立方 合金的基本概念 固溶体：一种金属溶于另一种金属中形成固体溶液 化合物：二种以上元素形成新的化合物 * （二）钢中的晶体组织与性能 铁素体 碳溶于?－Fe中的固溶体。 ?－Fe为体心结构，孔隙较小，溶碳量较低，因而具有良好的塑性和韧性，强度与硬度较低。 渗碳体 铁和碳的化合物Fe3C，含碳量高达6.69％，故性质硬脆，塑性和韧性几乎为零，硬度高。 珠光体 铁素体与渗碳体的混合物，两者相间存在于同一晶体中，含碳量0.77％，其性质介于二者之间。 奥氏体 碳溶于?－Fe中的固溶体，在7270C以上存在，含碳量0.77％～2.11％，其强度与硬度不高，塑性好，故钢材在高温下热加工。 * 铁素体的晶体组织 钢材的晶体组织 珠光体的晶体组织 铁素体和珠光体 珠光体与渗碳体 球状珠光体 动画 * 二、化学成分对钢材性质的影响 化学 元素 强度 韧性 塑性 其 他 性 能 C 增加 降 低 降低焊接性能，增加冷脆性和时效倾向 Si 增加 影响不大 可焊性、冷加工性有所降低，提高抗腐蚀性 Mn 增加 影响不大 消减硫引起的热脆性、提高耐磨性、降低焊接性 P 稍有 增加 显著降低 增大冷脆性，显著降低焊接性，提高耐磨和耐蚀性 S 降低 降 低 增大热脆性，降低焊接性、耐腐蚀性和机械性能 O 降低 降 低 降低机械性能，使焊接和冷弯性能变坏，增加热脆性 N 提高 降 低 降低焊接性、使冷弯性能变坏、加剧冷脆性与时效敏感性 Ti 提高 改善 降低 提高焊接性和抗蚀性 V 提高 改善 减少冷脆性、降低焊接性 * 7.5 常用建筑钢材的技术要求 钢结构用钢材 碳素结构钢 低合金高强度结构钢 钢筋混凝土结构用钢材 热轧钢筋 冷轧带肋钢筋 冷拔低碳钢丝 * 钢结构用钢材 我国钢结构用的钢材主要有 碳素结构钢 低合金钢 指各种钢结构中采用的结构钢和工程用热轧钢板、型钢等。 现行国家标准为《碳素结构钢》（GB/T 700-2006） * （一） 碳素结构钢 1、钢的牌号： 根据国标GB/T 700-2006，碳素结构钢按照屈服强度分为Q195、Q215、Q235和Q275四个牌号，每个牌号又根据硫、磷等杂质含量分为若干个质量等级。 牌号的顺序：屈服强度字母Q、屈服强度数值、 质量等级（A、B、C、D）、 脱氧程度符号（F、Z、TZ）。 例如：Q235BF，表示屈服