土木工程材料 建筑材料第十四講

§6.4鋼材的加工與焊接§6.4.1鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效強(qiáng)化1.定義冷加工強(qiáng)化：鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度。鋼材經(jīng)冷加工強(qiáng)化后，屈服強(qiáng)度提高，塑性、韌性及彈性模量降低。1時(shí)效處理：將冷加工后的鋼材，在常溫下存放15～20d或在100～200℃條件下存放一段時(shí)間（2～3h）。前者為自然時(shí)效處理，后者為人工時(shí)效處理。鋼材經(jīng)時(shí)效處理后，屈服強(qiáng)度將進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度也提高，硬度增加，彈性模量基本恢復(fù)，但塑性和韌性將進(jìn)一步降低。22.過(guò)程33.原因

鋼材產(chǎn)生塑性變形后，塑性變形區(qū)域內(nèi)的晶粒產(chǎn)生相對(duì)滑移，導(dǎo)致滑移面上的晶粒破碎，晶格畸變，使滑移面變得凹凸不平，從而阻礙變形的進(jìn)一步發(fā)展，提高了抵抗外力的能力，因而屈服強(qiáng)度提高，塑性降低，脆性增大。時(shí)效處理后，溶于α－Fe中的碳、氮原子向滑移面等缺陷部位移動(dòng)、富集，使晶格扭曲、畸變加劇，因而強(qiáng)度進(jìn)一步提高，塑性和韌性進(jìn)一步下降。

4§6.4.2鋼材的熱處理1.定義：是按照一定的制度，對(duì)鋼材進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，使得鋼材的性能按要求而改變的過(guò)程。熱處理可以改變鋼的晶體組織和顯微結(jié)構(gòu)，或消除由于冷加工在材料內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，從而改變鋼材的力學(xué)性能。2.方法：退火、正火、淬火和回火。5①.淬火定義：將鋼加熱到723～910℃（依含碳量而定）以上的某一溫度，保溫使其晶體組織完全轉(zhuǎn)變后，立即在水或油中淬冷的工藝過(guò)程，稱(chēng)為淬火。結(jié)果：淬火后的鋼材，強(qiáng)度和硬度大為提高。塑性和韌性明顯下降。攀鋼的淬火鋼軌6②.回火定義：將淬火后的鋼材在723℃以下的溫度范圍內(nèi)重新加熱，保溫后按一定速度冷卻至室溫的過(guò)程，成為回火。結(jié)果：回火可消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)塑性和韌性，但硬度下降。根據(jù)加熱溫度分為高溫回火（500～650℃）、中溫回火（300～500℃）和低溫回火（150～300℃），加熱溫度愈高，硬度降低愈多，塑性和韌性恢復(fù)愈好。在淬火后隨即采用高溫回火，稱(chēng)為調(diào)質(zhì)處理，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的鋼材，在強(qiáng)度、塑性和韌性方面均有較大改善。7③.退火結(jié)果：將鋼材加熱到723～910℃（依含碳量而定）以上的某一溫度，然后在退火爐中保溫，緩慢冷卻的工藝過(guò)程，稱(chēng)為退火。結(jié)果：退火能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，改善鋼的顯微結(jié)構(gòu)。細(xì)化晶粒，以達(dá)到降低硬度、提高塑性和韌性的目的。冷加工后的低碳鋼，常在650～700℃的溫度下進(jìn)行退火，提高其塑性和韌性。8④.正火定義：正火也稱(chēng)正?；幚?，是將鋼材加熱到723～910℃或更高溫度，然后在空氣中冷卻的工藝過(guò)程。結(jié)果：正火處理的鋼材，能獲得均勻細(xì)致的顯微結(jié)構(gòu)，與退火處理相比較，鋼材的強(qiáng)度和硬度提高，但塑性較退火為小。9§6.4.3鋼材的焊接1.定義：焊接是將兩金屬的接縫處加熱熔化或加壓，或兩者并用，以造成金屬原子間和分子間的結(jié)合，從而使之牢固地連接起來(lái)。2.方式：電弧焊和接觸對(duì)焊。焊接的質(zhì)量取決于鋼材的焊接性、焊接工藝和焊接材料。限制鋼材中的含碳量和碳當(dāng)量。3.過(guò)程：在焊接過(guò)程中，鋼材在很短時(shí)間內(nèi)達(dá)到很高的溫度，使局部金屬熔融，由于金屬的傳熱性好，所以，在被焊接區(qū)域，往往伴隨溫度的急速升高和下降及體積的急劇膨脹和收縮，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、變形及內(nèi)部組織的變化，形成焊接缺陷，如裂紋、氣孔、夾雜物等，影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和耐疲勞性。因此，必須正確選擇焊接方法、控制焊接工藝參數(shù)。104.焊縫的質(zhì)量等級(jí)及檢測(cè)焊縫質(zhì)量等級(jí)分為一、二、三級(jí)，其中三級(jí)焊縫通過(guò)目測(cè)檢測(cè)，二級(jí)焊縫檢測(cè)方法為：超聲波檢測(cè)；一級(jí)焊縫檢測(cè)方法為：超聲波檢測(cè)和X光探傷檢測(cè)。11§6.5建筑鋼材的品種與選用§6.5.1建筑鋼材的主要品種一、碳素結(jié)構(gòu)鋼分類(lèi)：根據(jù)屈服強(qiáng)度分為五個(gè)牌號(hào)，每個(gè)牌號(hào)根據(jù)硫、磷的含量分為若干等級(jí)。12二、突優(yōu)質(zhì)腰碳素價(jià)結(jié)構(gòu)匯鋼優(yōu)質(zhì)猾碳素睬結(jié)構(gòu)效鋼根滔據(jù)錳序含量核的不孤同可咳分為希：普泳通錳篇含量爸（錳撿含量當(dāng)<0斧.8勻％）鬼鋼和洽較高筒錳含更量（服錳含英量0祝.7禮％～閣1.剖2％冬）鋼師兩組嗽。三、被低合鴿金高弓強(qiáng)度塵結(jié)構(gòu)益鋼低合夢(mèng)金高賭強(qiáng)度膛結(jié)構(gòu)顆鋼分片為Q2隸95那，Q泄34戒5，找Q3覆90息，Q筐42色0和Q4乏60共五霜個(gè)牌攏號(hào)。牧每個(gè)膨牌號(hào)菜根據(jù)厲硫、翼磷等雅有害僚雜質(zhì)朱的含嚴(yán)量，彎分為A，討B(tài),甩C,非D和E五個(gè)妖等級(jí)蠅。低浮合金觀高強(qiáng)怖度結(jié)頓構(gòu)鋼籌均為賺鎮(zhèn)靜漆鋼，到其牌至號(hào)由報(bào)代表拌鋼材釋屈服孔強(qiáng)度蛾的字匠母“Q”腳、屈服格強(qiáng)度烏值、綠質(zhì)量悅等級(jí)養(yǎng)符號(hào)施三個(gè)爆部分饒按順亦序組博成。此如Q3要45悶B表示裙屈服呀強(qiáng)度鵲不小銅于3寇45MP嬌a，質(zhì)量昨等級(jí)載為B級(jí)的桶低合單金高病強(qiáng)度哀結(jié)構(gòu)渣鋼。13§6.糧5.攤2坊常用觀的建幼筑鋼傭材一、口鋼筋(一斯)熱費(fèi)軋鋼迅筋分為榜光圓進(jìn)鋼筋島和帶絮肋鋼煩筋。擔(dān)鋼筋禁主要汗分類(lèi)遙見(jiàn)下草表：14(二合)冷蘇軋帶誓肋鋼釣筋生產(chǎn)惑：冷斷軋帶篩肋鋼得筋是暴以普嫩通低甩碳鋼懇或低孩合金道鋼熱趨軋盤(pán)騙條為漲母材顫，經(jīng)健多道巷冷軋創(chuàng)（拔度）減栗徑后午，在對(duì)其表蠻面冷灘軋成駁三面炎有肋嗚的鋼旬筋。級(jí)別襪：LL值55登0,努LL阿65孝0,肅LL舊80爭(zhēng)0三個(gè)披級(jí)別士。直逃徑有餃5,稍6,捷7,嘆8,澤9,屢10mm助。用途牢：冷絮軋帶遺肋鋼硬筋可沾用于旋沒(méi)有臂振動(dòng)維荷載由和重場(chǎng)復(fù)荷嗓載的酬建筑桿和一殘般構(gòu)會(huì)筑物畜的鋼蚊筋混破凝土備結(jié)構(gòu)分。LL寨55情0級(jí)宜跟用于穿鋼筋高混凝濃土結(jié)由構(gòu)的損受力篩主筋慰、架淹立筋萬(wàn)、箍際筋和汪構(gòu)造趟鋼筋傘。15(三攀)冷荷軋扭幸鋼筋生產(chǎn)汗：冷隔軋扭啞鋼筋甩是采顯用低沒(méi)碳熱自軋盤(pán)蹈圓（Q2妨35賭）鋼材概經(jīng)冷縱軋扁籃和冷傍扭轉(zhuǎn)兄而成龍的具掉有連廢續(xù)螺催旋狀裂的鋼糞筋。(四呼)預(yù)盤(pán)應(yīng)力輪混凝琴土用嫌熱處瞎理鋼莫筋預(yù)應(yīng)軌力混糊凝土保用熱駛處理焰鋼筋約是用車(chē)熱軋新帶肋條鋼筋靠經(jīng)淬擾火和哄回火零調(diào)質(zhì)僻熱處蠟理而咸成。文熱處忍理鋼災(zāi)筋成樣盤(pán)（瓣稱(chēng)為自盤(pán)圓慮或盤(pán)葡條）賊供應(yīng)業(yè)。(五閃)預(yù)降應(yīng)力遼混凝萌土用白鋼絲雜和鋼初絞線預(yù)應(yīng)崗力混模凝土震用鋼善絲是屆用牌醫(yī)號(hào)為降60萄～8襲0號(hào)燥的優(yōu)春質(zhì)碳牙素鋼跌盤(pán)條糕，經(jīng)燭酸洗館、冷譯拉或漁冷拉言再回打火等鍋工藝膚制成敞，故愛(ài)有冷衛(wèi)拉鋼采絲與濱消除孕應(yīng)力績(jī)鋼絲控兩種售。16二、沸型鋼筐和鋼食板（一忽）熱妹軋型筑鋼（二駁）冷煤彎薄帽壁型塊鋼冷彎仇薄壁捆型鋼薪通常木是由淋2～鍛6mm的薄扇鋼板校經(jīng)冷比彎或兼模壓威而成手。有惠結(jié)構(gòu)山用冷愉彎空膽心型褲鋼和枯通用貨冷彎別開(kāi)口或型鋼茂。按班形狀顛有角治鋼、狗槽鋼馳等開(kāi)娘口薄切壁型拜鋼及紀(jì)方形番、矩毛形等夏空心拉薄壁擠型鋼冒。可敬用于共輕型惰鋼結(jié)辟構(gòu)。（三救）鋼并板和極壓型說(shuō)鋼板17§6燭.5刪鋼津材的頑腐蝕擾與防拍止§6.允6.濁1艱鋼材親腐蝕目的類(lèi)喜型一、客化學(xué)觸腐蝕鋼材傭的化體學(xué)腐培蝕是劫由于的大氣躁中的尋氧和劇工業(yè)魚(yú)廢氣榜中的材硫酸哄氣體打、碳善酸氣舊體等誤與鋼殿材表忍面作孕用引即起的魔。二、泛電化售學(xué)腐博蝕電化新學(xué)腐顧蝕是秋由于宏金屬新表面聲形成納原電差池而窮產(chǎn)生倒的腐幟蝕。18§6.影6.霉2腰防止爸腐蝕夠的措絲式施一、揉涂敷槽保護(hù)妄膜使金尤屬與