钢材的基本知识与技术指标福州00课件讲解.pptx

钢材的基本知识与技术指标主讲老师：张彬彬福州职业技术学院

01钢材的分类02钢材的化学成分03钢材的力学性能04钢材的加工性能05钢材的其他性能钢材的基本知识与技术指标

课程导入《钢分类》GB/T13304－91：以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。钢的定义优点材质均匀，性能可靠强度（拉、压、剪）高，塑性、韧性好工艺性能良好，易于加工易锈蚀、耐火性差维护、维修费用大缺点

钢材的分类按化学成分分类碳素钢合金钢低碳钢（C＜0.25％）中碳钢（C：0.25％～0.60％）高碳钢（C＞0.60％）低合金钢（合金元素总量＜５％）中合金钢（合金元素总量：５％～10％）高合金钢（合金元素总量＞10％）

钢材的分类按脱氧程度分类沸腾钢F半镇静钢b镇静钢Z特殊镇静钢TZ按质量等级分类普通钢优质钢高级优质钢特级优质钢按用途分类结构钢工具钢特殊钢按产品分类型材板材线材管材

钢材的化学成分碳一定程度上决定钢材性能。碳增加，强度、硬度提高，塑性和韧性、抗腐性和可焊性降低。硅合金钢的主加合金元素。含量＜1%，抗拉强度↑；屈服点↑。含量超过1%，塑性↓；韧性↓；可焊性↓。锰合金钢的主加元素。含量0.8%～1.0％时，热加工性↑；屈服点↑；抗拉强度↑；硬度↑。含量超过1%，塑性↓；韧性↓；可焊性↓。钢材中其他化学成分对钢材性能的影响

钢材的化学成分硫有害元素，致钢材热脆，使钢内部产生裂纹。热加工性↓；可焊性↓；冲击韧性↓；疲劳强度↓；耐蚀性↓。磷有害元素，致钢材冷脆。塑性↓；韧性↓；可焊性↓；冷弯性能↓氧、氮有害元素，炼钢时残留在钢水中。塑性↓；韧性↓；冷弯性能↓；可焊性↓

钢材的力学性能钢材的拉伸性能以低碳钢的拉伸为例，其应力-应变曲线如图所示。OA—弹性阶段AB—屈服阶段BC—强化阶段CD—颈缩阶段低碳钢材拉伸应力-应变图拉伸性能1

低碳钢材拉伸应力-应变图钢材的力学性能拉伸性能1弹性阶段直线段，σ与ε成正比，卸去外力，试件可恢复原长（变形完全恢复）；σp为弹性极限；弹性模量E=σp/ε，表征钢材抵抗变形的能力。

低碳钢材拉伸应力-应变图钢材的力学性能拉伸性能1屈服阶段σ与ε非直线关系，ε的增长比σ快，产生塑性变形；塑性变形迅速增加，而荷载恒定或稍波动的阶段，钢材出现“屈服”现象；B下点对应的应力为屈服强度σs。

低碳钢材拉伸应力-应变图钢材的力学性能拉伸性能1强化阶段达到B下点后，抵抗变性能力继续变大，随着应力的增加，应变快速发展；最高点C应力σb对应极限抗拉强度。

低碳钢材拉伸应力-应变图钢材的力学性能拉伸性能1颈缩阶段到达C点后抵抗变形能力明显变弱，应变快速增加，应力反而降低；变形不均匀，变形最大处，出现明显“颈缩”，截面尺寸明显变小，钢筋被拉断。

钢材的力学性能拉伸性能1屈服强度与抗拉强度之比（σs/σb）。反映钢材的利用率和结构的安全可靠程度。屈强比屈强比愈小，安全性越高；屈强比太小，钢材的利用率偏低，浪费材料。钢材屈强比建筑结构的钢0.60~0.75普通碳素结构钢Q2350.58~0.63低合金结构钢0.65~0.75有抗震要求的框架结构纵向受力钢筋不应超过0.80不同用途钢材要求的屈强比

钢材的力学性能拉伸性能1δn——伸长率（%）L1——钢材断后标距（mm）L0——钢材原始标距（mm）钢材试件被拉断后，增加的长度占拉伸前长度的百分率。用来评定钢材塑性的指标。伸长率：

拉伸性能1伸长率：伸长率，即δ值越大，塑性越好，可加工性越强，偶尔超载，可避免脆性断裂，安全性增强。δ值的两种表示方法：?5、?10，?5、?10表示L0=5d0、10d0时的伸长率（d0—钢材的直径）对于同种钢材，?5＞?10

拉伸性能3σε0A0.2%ab硬钢强度高，塑性差，拉伸无明显屈服阶段，无法直接测屈服强度。用条件屈服强度代替屈服强度。条件屈服点（σ0.2）：使硬钢产生0.2%残余(永久、塑性)变形时的应力。

钢材的力学性能冲击韧性2冲击韧性：钢材抵抗冲击荷载作用的能力。用冲断试件所需能量的多少，即冲击值ak表示。ak愈大，冲击韧性越好；ak越小，材料脆性大，断裂前无显著塑性变形。冲击韧性

疲劳破坏钢材承受交变荷载反复作用时，在远低于屈服强度时突然发生破坏的现象。疲劳强度钢材承受106～107次交变荷载作用仍不发生破坏的最大应力叫疲劳强度，是疲劳破坏的危险应力。应用用于设计承受反复荷载且需进行疲劳验算的结构。钢材的力学性能疲劳强度3

钢材的加工