企业班建筑材料教学7第七章课件.pdf

第七章建筑钢材

概论

钢的特性

优点

品质均匀致密,抗拉和抗压强度都很高

具有良好的塑性和韧性,能经受冲击和振动荷载.

具有很好的加工性能

缺点

v易锈蚀

v维修费用大

v能耗大,成本高

钢的冶炼加工与分类

冶炼：就是将生铁在炼钢炉中，经高温氧化作用，

减少生铁中碳及硫、磷等有害杂质含量，以提高

钢的技术性质和质量

钢的加工

铸锭

脱氧：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢

压力加工：热加工、冷加工.

钢的分类

按化学成分分：碳素钢

合金钢

按质量分：普通碳素钢

优质碳素钢

高合金钢

按用途分：结构钢

工具钢

特殊钢

金属的微观结构及钢材的化学组成

金属的微观结构

金属的晶体结构

金属键结合，无方向性和饱和性，是金属材料具强度和

延展性的根本原因。

三种类型：FCC、BCC、HCP

金属强化的微观机理

细晶强化

固熔强化

弥散强化

变形强化

钢材的化学组成

碳：(是决定性因素)

含碳量0.8%,随含碳量增加,钢的抗拉强度.硬度也增加.

含碳量1%,随含碳量增加,除硬度增加外,强度.塑性.韧

性下降,冷脆性增强,抵抗大气腐蚀性能下降

硅:(有益元素)

含量一般在1%以内,可提高强度,对塑性和韧性没有明显影响.

含量超过1%时,冷脆性增加,可焊性变差.

锰:(有益元素)

含量为0.8%~1%时,可显著提高强度和硬度

含量大于1%时,塑性及韧性有所下降,可焊性变差;

铝、钛、钒、铌：

改善钢的组织,细化晶粒,显著提高强度和改善韧性

钢材的技术性质

拉伸性能

v弹性阶段:OA阶段,荷载较小,应力与应变成正比,

当卸去外力,试件能恢复到原状.σp表示弹性极限

v

屈服阶段:AB阶段,应力与应变不成正比例,应力

在很小范围内波动,应变仍继续上升,产生明显塑性变形.

屈强比小,安全性大;过小,则不够经济.屈强比应为0.60~0.75

v强化阶段:BC阶段,内部组织重新建立了新的平衡,

又恢复了抵抗外力的能力,变形继续发展。σb

v颈缩阶段:CD阶段,某一薄弱环节断面开始显著缩

小,应变迅速增大,应力随之下降,断裂.

断裂伸长率:δ=(L1-Lo)/LoX100%

δ=15%~30%

低碳钢

δ2%~5%

塑性材料如铜.铁

伸长率与标距有关

δ5δ10

疲劳强度

钢材承受交变荷载的作用下,可以在远低于屈服强度时突然破坏

用疲劳强度表,指试件在交变荷载作用下,不发生疲劳破坏的

最大应力.钢材承受1X107次交变荷载时不发生破坏所能承受

最大应力为疲劳强度

破坏原因

应力较高点或缺陷点细微裂缝裂缝,

尖缝应力集中发展破坏

内部组织状态,成分偏析,夹杂物多少,其它各种缺陷

截面的变化,表面光洁度及内应力大小

硬度

金属材料抵抗硬物压入表面的能力,即对局部塑性变形;

是热处理工件质量检查的一项重要指标

压入法测HB

冷加工性能及其时效处理

冷加工:在常温下对钢材进行加工,如冷拉.冷拔.冷扭

使强度.硬度提高,冷作强化

冷拉:在常温下拉