工程结构钢及其应用.pptxVIP

第2章工程结构钢

本章主要内容◆碳素结构钢（重点掌握）◆低合金高强度（重点掌握）◆具有特殊用途的低合金高强度钢◆微合金化低合金高强度钢◆工程构件用钢的研究发展趋势

0504020301工程结构钢的用途如建筑、桥梁、船舶、钢轨、车辆、石油、化工、电站、锅炉、压力容器等，应用范围很广。工程结构钢：用于制造各种大型金属结构的钢材。工程结构钢占钢总产量90%左右。一般进行焊接，不需热处理；特殊要求时在钢厂进行正火、调质处理；可靠性要求高时，焊后现场进行整体或局部去应力退火。大部分以钢板或型钢供货。概述

◆1889年为庆祝法国大革命100周年，巴黎举办大型国际博览会时建造，是博览会上最引人注目的展品，成为当时席卷世界的工业革命的象征。◆1887年1月28日开工，1889年3月31日大功告成。金属制件有1.8万多个，重达7000吨，施工时共钻孔700万个，使用铆钉250万个。◆设计者是法国建筑师居斯塔夫·埃菲尔，早年以旱桥专家而闻名。一生中杰作累累，遍布世界，但使他名扬四海的还是这座铁塔。用他自己的话说：埃菲尔铁塔“把我淹没了，好像我一生只是建造了她”钢铁巨人埃菲尔铁塔（1889年建）高300米，重7000吨

南京长江大桥（1968年建）1960年1月18日开工，1968年9月铁路桥通车，同年12月公路桥通。正桥长1577米，铁路桥长6772米，公路桥长4589米，桥塔高70米。工程造价2.87亿元。采用优质合金钢杆件在现场铆接拼装架设。是新中国第一座依靠自己的力量设计施工建造而成的铁路、公路两用桥，它的建成开创了我国“自力更生”建设大型桥梁的新纪元。12

长期承受静载荷，偶尔有动载荷，互相无相对运动；受大气或海水的侵蚀；某些构件受疲劳冲击；如桥梁、船舶等受风力或海浪冲击。一般在-50~100℃范围内使用；2.工程构件的服役条件3.工程构件的性能要求有足够的强度与韧性（低的韧脆转变温度）；有良好的焊接性能和成型工艺性能；有良好的耐大气腐蚀性能和耐海水腐蚀性能。生产工艺：常用：焊接；一般都要经过如剪切、冲孔、热弯、深冲等成型工艺。概述

4.工程构件用钢的发展历程概述铆钉连接，设计依据是σb，C%较高，约为0.3％，热轧态供货。焊接连接，↓C%；为保持强度，↑Mn%。焊接构件的脆性断裂，韧性、韧脆转变温度的重要性，↓↓C%但Mn量仍保持较高水平。利用AlN细化晶粒提高强韧性。σs从225MPa提高到300MPa，韧转温度降到0℃以下。如：0.3%C降低到0.1%，韧脆转变温度由50℃降低到-50℃。

4.工程构件用钢的发展历程⑤保持低C、高Mn、细化晶粒条件，利用NbC、VC、TiC析出强化进一步↑σs。但终轧温度高，晶粒粗化，冲击韧性较差。⑥开发了控制轧制和控制冷却技术，解决晶粒粗化问题。细晶、析出强化，σs提高到450~525MPa，韧转温度降到-80℃。这类钢称为微合金化、控轧、低碳、低合金高强度钢，简称微合金化钢。⑦在钢中加入微量的Zr、稀土元素、Ca等，改变夹杂物形态，减少轧制钢材的各向异性，改善其成型性。概述

工程结构钢包括碳素钢和低合金高强度钢。低合金高强度钢是指碳含量低于0.25%的普通碳素钢的基础上，通过添加一种或多种少量合金元素（低于3%），使钢的强度明显高于碳素钢的一类工程结构用钢，统称低合金高强度钢。按用途可分为结构钢、耐腐蚀钢、低温用钢、耐磨钢、钢筋钢、钢轨钢及其他专业用钢等。

耐候Z型钢用于体育馆浦东国际机场候机楼及道路护栏客车及农业机械现代化蔬菜棚高强度耐候厚壁冷弯高频焊管用于东方明珠塔镀锌C型钢用于上海大剧院屋架椼架

碳素结构钢，用量很大，约占钢产量的70%，大部分用作结构件，如工字钢、槽钢、角钢、钢板、钢管及各种型材，少量用于制造机器零件和其它制品。01碳素结构钢易于冶炼和轧制，价格低廉，有足够的强度，良好的塑性和韧性，且易于成型和焊接。02碳素钢含碳量一般在0.2%以下，常以热轧态供货，一般不再进行热处理。03第一节碳素结构钢

第一节碳素结构钢碳素结构钢的牌号、化学成分及力学性能在国标GB700-1988中，碳素结构钢按屈服强度的下限值分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275，其化学成分和力学性能可参阅相关资料。

表2-1碳素结构钢的牌号、化学成分及用途(GB700-1988)

表2-2碳素结构钢的力学性能

碳钢中的常存元素及其对碳钢机械性能的影响碳钢以Fe、C为主，还有Mn、Si、S、P及N、H、O常存元素。0102第一节碳素结构钢

第一节碳素结构钢二、碳钢中的常存元素及其对碳钢机械性能的影响C%↑