建筑鋼材的技術(shù)性能（建筑材料）

模塊8建筑鋼材的進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收與檢測(cè)知識(shí)點(diǎn)：鋼材的技術(shù)性能學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握建筑鋼材的技術(shù)性能2.熟練掌握性能指標(biāo)物理意義和計(jì)算方法3.會(huì)根據(jù)技術(shù)指標(biāo)判定鋼材的質(zhì)量。鋼材的技術(shù)性能是結(jié)構(gòu)安全保證、施工工藝確定的基礎(chǔ)

建筑鋼材的技術(shù)性能力學(xué)性能工藝性能化學(xué)性能拉伸性能沖擊韌性疲勞強(qiáng)度硬度冷彎性能焊接性能鋼材的技術(shù)性能指標(biāo)主要有力學(xué)性能、塑性變形性能、抗沖擊性能、加工性能幾個(gè)方面。力學(xué)性能包括：抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、強(qiáng)屈比或者屈強(qiáng)比塑性變形能性能：最大力伸長(zhǎng)率、斷后伸長(zhǎng)率、彈性應(yīng)變抗沖擊性：沖擊韌性（沖擊功）加工性能：冷彎性能、可焊性一、鋼材的拉伸性能鋼材的拉伸演示過(guò)程以低碳鋼為例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0ΔL1ΔL2L0是原始標(biāo)距低碳鋼的拉伸試驗(yàn)分為四個(gè)階段建筑鋼材的抗拉性能O彈性階段OA屈服階段AB強(qiáng)化階段BC頸縮階段CDABCD低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖建筑鋼材的抗拉性能一、彈性階段OA

一條通過(guò)原點(diǎn)的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。彈性彈性模量E值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力。即剛性大小

A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖E1

＞E2圖形的特點(diǎn)：

試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：ABCD彈性極限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建筑鋼材的抗拉性能A是指鋼材的公稱截面積建筑鋼材的抗拉性能二、屈服階段AB

一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變?cè)黾雍艽?。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—?/p>

屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)）

B下點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖ACDBB上B下屈服。三、強(qiáng)化階段BC

一段上升的曲線。抵抗塑性變形的能力又重新提高——抗拉強(qiáng)度

圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：αOA低碳鋼受拉的應(yīng)力－應(yīng)變圖ACDBB上B下C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的抗拉性能強(qiáng)化。四、頸縮階段CD

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

，直到斷裂。斷后伸長(zhǎng)率A：

圖形的特點(diǎn)：試件的特點(diǎn)：計(jì)算的指標(biāo)：αOAACDBB上B下L1L0建筑鋼材的抗拉性能計(jì)算的指標(biāo)：頸縮三個(gè)重要的指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度Rel

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Rm

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.斷后伸長(zhǎng)率A：

衡量鋼材塑性的指標(biāo)，越大說(shuō)明鋼材的塑性越好↑αOAACDBB上B下↑↓4．?dāng)嗝媸湛s率L1d0L0L0=5d0或10d0A0、An前后的截面積δ5與δ10誰(shuí)大中碳鋼、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。二、沖擊韌性

鋼材抵抗沖擊荷載的能力。

定義試件討論與分析計(jì)算式測(cè)試方法演示ak↑沖擊韌性↑。

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↓

ak影響沖擊韌性的因素

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、鋼材的硬度硬度――是指鋼材抵抗硬物體壓入鋼材的表面的能力。方法：布氏法、洛氏法和維氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定義測(cè)定方法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。五、鋼材的冷彎性能

指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，

試件被彎曲角度α、彎曲直徑與厚度的比值d/a

定義指標(biāo)彎曲角度α↑

，d/a↑，表示對(duì)冷彎性能要求越高。試件經(jīng)過(guò)冷彎后，受彎部位外表面不允許出現(xiàn)裂紋，才判斷為合格。冷彎性能反應(yīng)鋼材的塑性和彎加工性能。結(jié)論

鋼材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷軋以及冷扭和刻痕。六鋼材的冷加工(一)鋼材的冷加工及時(shí)效

鋼材的冷加工是指鋼材在常溫下進(jìn)行的加工。時(shí)效：就是指鋼材在自然條件下或者經(jīng)過(guò)冷加工后，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，其強(qiáng)度硬度提高，而塑性、韌性下降的現(xiàn)象。鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力-應(yīng)變圖的變化

時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。鋼材經(jīng)冷加工后，在常溫下放置15~20d或加熱至100℃~200℃并保持2h以內(nèi)，鋼材的屈服點(diǎn)、硬度將進(jìn)一步提高，而塑性、韌性繼續(xù)降低，前者稱為自然時(shí)效，后者稱為人工時(shí)效。

建筑用鋼材常利用冷加工、時(shí)效作用提高其強(qiáng)度增加鋼材的品種節(jié)約鋼材。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%。(二)冷加工在工程中的應(yīng)用焊接性能