企业班建筑材料教学课件7第七章.ppt

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 根据炼钢设备不同分为 转炉炼钢法 平炉炼钢法 电弧炉炼钢法 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 金属晶体结构中的缺陷 点缺陷 线缺陷 面缺陷 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 磷 有害元素 产生冷脆性 硫 有害元素 产生热脆性 氧 氮 有害元素 降低钢材的塑性和韧性 以及冷弯性能和可焊性能 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 p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 b 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 L1 Lo LoX100 15 30 低碳钢 2 5 塑性材料如铜 铁 伸长率与标距有关 5 10 冲击韧性 抵抗冲击荷栽而不破坏的能力 求 k k值低 脆性材料 破坏时无明显变形 断口平齐 k值高 韧性材料 断口呈灰色纤维状 与钢材中磷 硫含量 组织 环境温度 解释冷脆性 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 用疲劳强度表示 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 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 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 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 冷弯性能 定义 钢材在常温下承受弯曲变形的能力 指标以试件弯曲角度 及弯心直径d与钢材厚度a比值d a 试验 弯曲处外表面无裂纹 裂缝或裂断现象 值越大 d a越小 冷弯性能要求越高 冷弯性能反映在静荷载下塑性指标 局部不均匀变形 更不利条件下的塑性变形 更严格检验 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 在常温下拉伸 使其产生塑性变形 增加钢材长度 4 10 节省钢材 采用控制冷拉率或控制应力或双控 冷拔 在常温下将钢材通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔 由于模孔直径略小于钢筋直径 使钢筋不仅受拉 同时还 受周围挤压 强度大大提高 时效处理 钢材经冷加工后 在常温下搁置15 20天或加热 至100 200度保持2小时左右 钢的屈服强度 抗拉强度及 硬度进一步提高 塑 韧性降低 节约钢材 但对于受动力荷载作用或经常处于中温条件 下钢结构 应使用时效敏感性小的材料 钢材的热处理 目的 为了减少冷加工中所产生的各种缺陷 工艺 退火 正火 淬火 回火及离子注入等 焊 接 方法 电弧焊 钢结构 电渣压力焊 钢筋 检验方法 取样试件试验和原位非破损检测 钢材的防火 危害 温度升高 持久强度将显著下降 措施 预防包覆 如 防火板 涂刷防火涂料 v 应力腐蚀 钢材腐蚀 v 化学腐蚀 v 电化学腐蚀 锈蚀的防止 保护层法 合金法 建筑钢材的标准与选用 碳素结构钢 牌号表示 技术要求 各类牌号钢材的性能和用途 低合金高强度结构钢 牌号表示 标准和选用 钢结构用钢材 热轧型钢 冷弯薄壁型钢 钢板 压型钢板 钢筋混凝土用钢材 热轧钢筋 预应力混凝土用热处理钢筋 冷轧带肋钢筋 预应力混凝土用钢丝和钢绞线 钢材的选用原则 荷载性质 使用温度 连接方式 钢材厚度 结构重要性 。