鋼材的主要技術(shù)性能

2014.09水利工程材料檢測(cè)建筑鋼材

主講人：胡昱玲安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄概述建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用常用建筑鋼材及鋼材的選用鋼材的銹蝕與防止建筑鋼材建筑鋼材的主要技術(shù)性能

建筑鋼材的主要技術(shù)性能

建筑鋼材的技術(shù)性能力學(xué)性能工藝性能化學(xué)性能抗拉性能沖擊韌性疲勞強(qiáng)度硬度冷彎性能1.應(yīng)力

2.應(yīng)變3.彈性與彈性變形4.塑性與塑性變形FFAΔLL0L1建筑鋼材的主要技術(shù)性能一、鋼材的拉伸性能鋼材的拉伸演示過程以低碳鋼為例L0F1F1F2F2d0L0=5d0或10d0ΔL1ΔL2建筑鋼材的主要技術(shù)性能低碳鋼的受拉過程分為四個(gè)階段彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CD建筑鋼材的主要技術(shù)性能一、彈性階段OA圖形特點(diǎn)：一形條通過原點(diǎn)的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。試件特點(diǎn)：彈性計(jì)算指標(biāo)：彈性模量

E值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力彈性極限：A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的主要技術(shù)性能二、屈服階段AB圖形特點(diǎn)：

一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變?cè)黾雍艽?。試件特點(diǎn)：所能承受的拉力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力——屈服。計(jì)算指標(biāo)：屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)）點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的主要技術(shù)性能三、強(qiáng)化階段BC

圖形特點(diǎn)

：一段上升的曲線。試件的特點(diǎn)：抵抗塑性變形的能力又重新提高——強(qiáng)度計(jì)算的指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度

C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的主要技術(shù)性能四、頸縮階段CD

圖形特點(diǎn)

：一段下降的曲線。試件的特點(diǎn)：變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小——頸縮

，直到斷裂。計(jì)算的指標(biāo)：伸長(zhǎng)率δ：

建筑鋼材的主要技術(shù)性能三個(gè)重要的指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度σs

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼材強(qiáng)度取值的依據(jù)2.抗拉強(qiáng)度σb

鋼材所能承受的最大應(yīng)力屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比，利用率，安全可靠程度3.伸長(zhǎng)率δ衡量鋼材塑性的指標(biāo)，越大說明鋼材的塑性越好

建筑鋼材的主要技術(shù)性能中碳鋼、高碳鋼的應(yīng)力－應(yīng)變圖規(guī)定：產(chǎn)生殘余變形為原始標(biāo)距的0.2%時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，作為硬鋼的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度，用σ0.2表示。建筑鋼材的主要技術(shù)性能二、沖擊韌性定義鋼材抵抗沖擊荷載的能力試件建筑鋼材的主要技術(shù)性能影響沖擊韌性的因素鋼的化學(xué)成分;例：S、P↑沖擊韌性↓冶煉及軋制質(zhì)量質(zhì)量↑沖擊韌性↑溫度溫度↓，沖擊韌性↓

建筑鋼材的主要技術(shù)性能三、疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)承受交變荷載且須進(jìn)行疲勞驗(yàn)算的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解所用鋼材的疲勞強(qiáng)度。四、鋼材的硬度定義硬度是指鋼材抵抗硬物體壓入鋼材的表面的能力測(cè)定方法方法布氏法、洛氏法和維氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。建筑鋼材的主要技術(shù)性能討論與分析材料的硬度往往與材料的其它性能有一定的相關(guān)系，如：鋼材的HB值與抗拉強(qiáng)度之間有較好的相關(guān)關(guān)系建筑鋼材的主要技術(shù)性能定義五、鋼材的冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，指標(biāo)試件被彎曲角度α、彎心直徑與厚度的比值d/a彎曲角度α↑d/a↓，表示對(duì)冷彎性能要求越高。結(jié)論試驗(yàn)演示建筑鋼材的主要技術(shù)性能(一)鋼材的冷加工及時(shí)效

鋼材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷軋。鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化冷加工的效果1.提高強(qiáng)度，節(jié)約鋼材2.塑性和韌性下降六、鋼材的冷加工建筑鋼材的主要技術(shù)性能(二)冷加工在工程中的應(yīng)用

鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%-20%，冷拔后屈服強(qiáng)度可提高40%-60%。建筑鋼材的主要技術(shù)性能七、鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響1.碳是決定鋼材性能的主要元素

隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降。但當(dāng)含碳量大于1.0%時(shí)，由于鋼材變脆，強(qiáng)度反而下降。

建筑鋼材的主要技術(shù)性能含碳量對(duì)熱軋?zhí)妓劁撔再|(zhì)的影響σb—抗拉強(qiáng)度；αk—沖擊韌性；HB—硬度；δ—伸長(zhǎng)率；φ—面積縮減率建筑鋼材的主要技術(shù)性能2.硅、錳

加入硅和錳可以與鋼中有害成分FeO和FeS分別形成SiO2、MnO和MnS而進(jìn)入鋼渣排出，起到脫氧、降硫的作用。3.硫、磷

硫使鋼材的熱脆性增加，磷能使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，使鋼材的冷脆性增加。4.氧、氮

降低了鋼材的強(qiáng)度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼的熱脆性增加，氮使冷脆性及時(shí)效敏感性增加。建筑鋼材的主要技術(shù)性能5.鋁、鈦、釩、鈮

是鋼的強(qiáng)脫氧劑和合金元素。能改善鋼的組織、細(xì)化晶粒、改善韌性，并顯著提高強(qiáng)度。建筑鋼材的主要技術(shù)性能主持單位:安徽水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

參