建筑钢材基础知识很好的课件.ppt
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1、第七章 建筑钢材,主讲人:张 超 长安大学 公路学院 http:/202.117.64.98/ec/C24/index.asp,2,主要内容,第一节 钢材的基本概念,炼钢示意图,炼铁示意图,7.1.1 钢材技术性质钢材的冶炼,7.1 .1钢材技术性质钢材的冶炼,金属铁和钢材特性对比,根据冶炼方式 炼钢炉的不同: 平炉钢 转炉钢 电炉钢 脱氧程度: 沸腾钢 镇静钢 半镇静钢 根据含碳量 低碳钢,碳含量 0.25%; 中碳钢:碳含量0.30%0.55%; 高碳钢:0.6%.,沸腾钢,镇静钢,7.1 .2钢材技术性质钢材的类型,根据合金含量 低合金钢,合金含量5%; 中合金钢,合金含量5%10%;
2、高合金钢,合金含量15%; 根据质量 普通钢, P0.045%, S 0.055%; 优质钢, P0.0350.040%, S 0.040%; 根据用途 结构钢; 工具钢; 特殊钢。 用于路桥工程的钢材通常属于 普通碳素结构钢 低合金结构钢.,7.1.2 钢材技术性质钢材的类型,第二节 钢材的技术性质,拉伸性能:在拉伸过程中,低碳钢通常经历四个阶段:,O,A,Bup,Bdown,C,D,I,II,III,IV,7.2.1 钢材技术性质力学性质:拉伸能力,(I)弹性阶段拉伸过程的最初阶段,应力应变曲线是一条直线,应力与应变呈正比,与A 点对应的应力 为弹性极限;,(III)强化阶段当应力超过屈服
3、点后,由于钢材内部组织在受力时的畸变,使钢材性能得到强化,表现出抗塑性变形能力重新得以提高。对应最高点C的应力值 用于表征钢材的抗拉强度;,(II)屈服阶段 超过A点之后,应力应变不再成正比,出现明显的塑性变形,此现象称为屈服;以屈服阶段形成的下屈服点Bdown作为钢材的屈服点 ,可用来表征钢材的屈服强度;,(IV)颈缩阶段:受力超过C点后,钢材抗变形能力明显降低,尺寸断面因变形迅速而被拉细,所以称为颈缩阶段,到达D点钢材被拉断。,屈服强度 屈服强度是钢结构的基本力学指标,当钢构件受到的应力超过屈服点时,一方面将产生不可恢复的永久变形,同时当应力超过屈服点时,受力较高的部分应力不再提高,而自动
4、将荷载重新分配给应力较低的部分,因此,屈服强度是确定钢结构允许应力的主要依据; 抗拉强度 是钢材所能承受的最大拉应力,高于此应力钢材将丧失对变形的抵抗能力。抗拉强度不能直接作为结构设计计算依据,但屈服强度和抗拉强度的比值,即“屈强比”对钢材应用有较大意义。该比值越小,钢结构的安全性、可靠性越高,但比值过小,则意味着钢材有效利用率的浪费; 条件屈服点 对中碳钢或高碳钢,拉伸时没有明显的屈服现象,难以测出屈服点,则规定产生残余变形为原标距长度的0.2%时所对应的应力值,作为确定屈服强度的依据,称为条件屈服点.,7.2.1 钢材技术性质力学性质:拉伸能力,7.2.1 钢材技术性质力学性质:塑性,钢材
5、的塑性可用拉伸过程得到的伸长率和断面收缩率来表示.,式中:表示伸长率(%); L0表示钢材原标距的长度(mm); L1表示钢材拉断后标距部 分的长度(mm),式中:表示断面收缩率(%); A0表示钢材原横截面(mm2); A1表示钢材拉断后断口处横 截面(mm2),两项指标越大,表示钢材的塑性越强。通常要求伸长率要大于5%,收缩率要在10%以上.,7.2.1 钢材技术性质力学性质:冲击韧性,冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。在专用设备上,V字形钢材经受摆锤的冲击作用,以破坏后缺口处单位面积上所消耗的功k来表示该性能;k越大,冲击韧性越好; 冲击韧性受内因的化学成分,金属晶格完善程度以及外因的
6、冶炼质量、环境温度等因素有关。特别是当环境温度降低至某一温度时,钢材的冲击韧性会骤然下降呈脆性,即钢材的冷脆性。冷脆性对应的温度看作是钢材的脆性温度,该温度越低,钢材的低温冲击韧性越好.,7.2.1 钢材技术性质力学性质:耐疲劳性和硬度.,钢材在交变荷载反复作用下,常常在最大应力远小于其抗拉强度时就发生破坏,这就是钢材的疲劳破坏; 通常把钢材承受交变荷载11061107次时不发生破坏的最大应力作为疲劳强度; 硬度是指钢材抵抗硬物压入表面的能力。根据硬度检测方法的不同,可得到布氏硬度或洛氏硬度,其中常用布氏硬度作为钢材的硬度指标。硬度值越大,说明钢材的抗塑性变形能力越强。 上述钢材的性质包括了力
7、学性质、塑性、韧性、硬度等,除抗疲劳性之外,实际上真正独立的性能是强度和塑性.,7.2.2 钢材工艺性能冷弯性能,冷弯性能 定义:常温条件下,钢材承受弯曲变形的能力,是一种更加严格的塑性能力的评价手段; 意义:反映钢材缺陷的一种工艺性能; 表示方法:弯曲角度,弯心直径与厚度(或直径)的比值.,7.2.2 钢材工艺性能可焊接性能,可焊接性能 定义:表示钢材是否适应通常的焊接方法与工艺的性能; 要求:焊接处不形成裂纹、气孔和夹渣等缺陷。强度不会低于原有钢材,不硬脆; 影响因素:取决于钢中的化学成分,特别是碳含量,小于0.25%时具有良好的可焊性.,7.2.2 钢材工艺性能冷加工和实效.,冷加工及时
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