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土木工程材料第二章钢材ppt

发布时间:2022-05-17 12:31:16 来源:火狐app全站 作者:火狐体育全站app官网入口

  土木工程材料 主讲 黎 强 副教授 Office :西南大学南区行政楼6楼601-1 第36教学楼4楼411 Lab : 土木工程材料 36-108 流体力学 36-311 Tel : Email : lq1972@ QQ: 重庆市北碚区天生路216西南大学工程技术学院 400716 第二章 建筑钢材 1、钢材的基本知识:铁和钢的概念。钢的分类。钢的冶炼和脱氧及其对钢质量的影响。 2、钢材的主要技术性质: 力学性质 工艺性能。 3、钢材的晶体组织与化学成分及其对钢性能的影响: 4、钢材的冷加工和热处理: 钢材的加工强化和时效处理 钢材的热处理。 5、建筑钢材的技术标准及选用: 碳素结构钢 低合金结构钢 钢筋混凝土结构用钢筋和钢丝。 6、建筑钢材的防锈:钢的锈蚀、钢材防锈的要点 一、钢及其特性 钢 理论上,凡是把含碳量小于2%,含杂质比较少的铁碳合金称为钢。 含碳量超过2%,称为生铁;含碳量小于0.08%,称为工业纯铁。 钢的特点 具有强度高,塑性好,具有良好的韧性;工艺性能良好,易于加工;但是,钢材易锈蚀、耐火性差。 二、建筑钢材的主要品种 1.型钢 简单截面型钢:圆钢、方钢、六角钢、八角钢等; 复杂截面型钢:工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。 二、建筑钢材的主要品种 2.线材 如钢筋、钢丝等。 二、建筑钢材的主要品种 3.管材 无缝钢管、焊接钢管等。 二、建筑钢材的主要品种 4.板材 光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。 三、 钢的冶炼方法简介 按照炼钢炉的种类,炼钢方法可分为: 1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。 2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。 3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。 4.电炉炼钢法 四、钢的分类 1.按冶炼方法分 2.按质量分 按S和P元素含量,分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。 问题:钢材的脱氧程度对钢材质量的影响? 答:脱氧程度不高的钢材中还保留较多的FeO,在钢材铸锭时,碳与FeO反应生成CO气泡,并有一部分残留在钢中,造成微裂缝和成分偏析,降低致密性、强度和可焊性,低温下的韧性变差,冷脆性和时效敏感性增大等。 脱氧程度排序: 特殊镇静钢>镇静钢>半镇静钢>沸腾钢 钢材性能与质量排序: 特殊镇静钢>镇静钢>半镇静钢>沸腾钢 四、钢的分类 3.按化学成分分 4.按用途分 分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢(如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。 §2-2 钢材的晶体组织与化学成分 一、钢的晶体组织 (一)金属的晶体结构 1、金属材料都是晶体结构,金属原子按几何形状排列,形成体心立方、面心立方和密排六方等三种晶格; 2、晶格节点上的金属原子互相以金属键相结合,所有的价电子为自由电子; 3、钢材内部结构是由很多晶粒组成的多晶体,各晶粒之间存在晶界。 金属晶体结构与性能的关系 金属晶体中所有价电子呈自由电子在各离子间穿梭运动,使金属材料有良好的导电和导热性,较高的强度和良好的塑性; 金属晶体的多晶体结构的晶界能阻碍晶体的滑移,提高了抵抗塑性变形的能力; 金属材料中晶粒愈细,晶界面愈大,强度和硬度愈高,塑性和韧性愈好——细晶强化。 (二)钢中的晶体组织与性能 同素异晶间的转变: 液态铁 ? ?-Fe ? ?-Fe ? ?-Fe 体心立方 面心立方 体心立方 合金的基本概念 固溶体:一种金属溶于另一种金属中形成固体溶液 化合物:二种以上元素形成新的化合物 (二)钢中的晶体组织与性能 铁素体 碳溶于?-Fe中的固溶体。 ?-Fe为体心结构,孔隙较小,溶碳量较低,因而具有良好的塑性和韧性,强度与硬度较低。 渗碳体 铁和碳的化合物Fe3C,含碳量高达6.69%,故性质硬脆,塑性和韧性几乎为零,硬度高。 珠光体 铁素体与渗碳体的混合物,两者相间存在于同一晶体中,含碳量0.77%,其性质介于二者之间。 奥氏体 碳溶于?-Fe中的固溶体,在7270C以上存在,含碳量0.77%~2.11%,其强度与硬度不高,塑性好,故钢材在高温下热加工。 二 钢的含碳量与性能关系 亚共析钢: 碳含量位于0.02%~0.77%之间 晶体组织为铁素体和珠光体 共析钢: 碳含量在0.77% 晶体组织全部为珠光体 过共析钢: 碳含量在0.77%~2.11%之间 晶体组织为珠光体和渗碳体 含碳量的增加 珠光体逐渐减少,渗碳体逐渐增多 强度与硬度逐渐提高,塑性与韧性逐渐降低 化学成分对钢材性质的影响 一、力学性能 1.低碳钢的拉伸性能 (1)拉伸试验过程 (2)拉伸过程的参数 强度指标 屈服强度: 抗拉强度: 强屈比: 反应钢材使用的安全性和经济性 塑性指标 伸长率: 断面收缩率 2.硬钢(高碳钢)的拉伸性能 硬钢强度高,塑性差,拉伸过程无明显屈服阶段,无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度σ0.2来代替屈服强度。 条件屈服点σ0.2 :使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。 3.硬度 钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 布氏法的测定原理是利用直径为D(mm)的淬火钢球,以P(N)的荷载将其压入试件表面,经规定的持续时间后卸除荷载,即得到直径为d(mm)的压痕,以压痕表面积F(mm)除荷载P,所得的应力值即为试件的布氏硬度值HB,以数字表示,不带单位。 洛氏法测定的原理与布氏法相似,但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值,洛氏法压痕很小,常用于判定工件的热处理效果。 4.耐疲劳性 在反复荷载作用下的结构构件,钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂,这种现象称为钢材的疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示,它是指疲劳试验中,试件在交变应力作用下,于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。 一般认为,钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的,因此,钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关,一般抗拉强度高,其疲劳极限也较高。由于疲劳裂纹是在应力集中处形成和发展的,故钢材的疲劳极限不仅与其内部组织有关,也和表面质量有关。 二、冲击韧性 定义及指标 指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用冲击韧性值αk表示。αk 越大,则冲击韧性越好。 αk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功(J/cm2)。 影响因素 硫、磷含量高,存在化学偏析,含非金属夹杂物,焊接形成裂纹,温度降低等,均会降低冲击韧性。 对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材,必须考虑冲击韧性。 三、工艺性能 1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 冷弯试验的指标:弯心直径d与试件厚度(直径)a的比值d/a;弯曲角度(90°或180°);试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。 通过冷弯试验,更有助于暴露钢材的某些内在缺陷,它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。 三、工艺性能 2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下,在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响,焊接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等,均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时,为了改善焊接后的硬脆性,焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。 四、钢材的冷加工强化和时效 1.冷加工强化 冷加工强化是钢材在常温下,以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。 建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的,主要是利用时效提高强度,利用塑性节约钢材,同时也达到调直和除锈的目的。 四、钢材的冷加工强化和时效 2.时效 钢材随时间的延长,其强度、硬度提高,而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。 时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后,在常温下放置15~20d; 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100~200℃保持2h以上。 经过时效处理后的钢材,其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高,而塑性和韧性降低。 五、钢材的热处理 按照一定的制度,将钢材加热到一定的温度,在此温度下保持一定的时间,再以一定的速度和方式进行冷却,以使钢材内部晶体组织和显微结构按要求进行改变,或者消除钢中的内应力,从而获得人们所需求的机械力学性能,这一过程就称为钢材的热处理。 热处理对钢材性质的影响 热处理是将钢材在一定介质中加热、保温和冷却,以改变材料整体或表面组织,从而获得所需性能的工艺。 热处理可大幅度地改善金属材料的工艺性能和使用性能,绝大多数机械零件必须经过热处理。 热处理形式:退火、正火、淬火、回火等。 热处理对钢材组织、结构的影响 热处理工艺都要将钢加热到临界温度以上,获得全部或部分奥氏体组织,即进行奥氏体化: 奥氏体晶核的形成 奥氏体晶核的长大 剩余渗碳体的溶解 奥氏体成分的均匀化 奥氏体晶粒度粒度的改变; 钢奥氏体化后,冷却中的转变,奥氏体即处于过冷状态,这种奥氏体称为过冷奥氏体。过冷A是不稳定的,会转变为其它晶体组织(主要是由铁素体和渗碳体混合构成的珠光体)。 热处理对钢材性质的影响 退火可降低钢的硬度,提高塑性和韧性,消除加工处理中形成的缺陷和内应力; 正火提高塑性和韧性,强度降低较小,使三者之间良好配合; 淬火提高钢材的硬度和耐磨性,但降低了塑性和韧性; 回火消除淬火后钢材的内应力和脆性; 淬火和高温回火的联合处理称为调值,可使钢材既有较高的强度,又有良好的塑性和韧性。 一、碳素结构钢(非合金钢) 1.牌号表示法 由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成; 如:Q235-AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。 2.牌号 共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。 3.技术要求 化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。 一、碳素结构钢(非合金钢) 4.应用 Q195、Q215,含碳量低,强度低,塑性、韧性、加工性能和可焊性好,主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。 Q235,含碳适中,综合性能好,强度、塑性和焊接等性能得到很好配合,用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋,以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢,广泛地应用于建筑工程中。 Q255、Q275,强度、硬度较高,耐磨性较好,塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。 二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法 由代表屈服点的拼音字母(Q)、屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三部分按顺序组成。 如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢。 2.牌号 共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。 3.技术要求 其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591 的规定 二、低合金高强度结构钢 4.应用 Q295,钢中只含有极少量合金元素,强度不高,但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。 Q345、Q390,综合力学性能好,焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好,C、D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。 Q420、Q460,强度高,特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构。 (一) 热轧钢筋 1.生产 采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。 2.分类 钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。 3.牌号 热轧直条光圆钢筋 :HPB235 热轧带肋钢筋:HRB335、HRB400、HRB500 (一)热轧钢筋 4.热轧钢筋的力学性能、工艺性能 应符合下表的规定。 (二 ) 低碳热轧圆盘条 1.概述 低碳热轧圆盘条的公称直径为5.5~30mm,大多通过卷线机成盘卷供应,因此称为盘条、盘圆或线.分类 按用途分为:供拉丝用盘条(代号L)、供建筑和其他一般用途用盘条(代号J)两种。 3.牌号 低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。 (二 ) 低碳热轧圆盘条 4.力学性能和工艺性能 5.应用 大量用作建筑工程中钢筋混凝土的配筋外,还适用于供拉丝、包装及其它用途。 ( 三) 冷轧带肋钢筋 1.生产 冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后,在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。 2.牌号 按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。 3.规格 直径范围为4~12mm,推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm ( 三) 冷轧带肋钢筋 4.力学性能和工艺性能 应符合GB13788的相关规定 。 5.应用 冷轧带肋钢筋用于非预应力构件,与热轧圆盘条相比,强度提高17%左右,可节约钢材30%左右; 用于预应力构件,与低碳冷拔丝比,伸长率高,钢筋与混凝土之间的粘结力较大,适用于中、小预应力混凝土结构构件,也适用于焊接钢筋网。 ( 四) 热处理钢筋 1.概述 热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种,其外形分别见右图。代号为RB150。 2.规格 公称直径6、8.2、10mm。 3.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个 。 ( 四) 热处理钢筋 4.力学性能 5.特点及应用 热处理钢筋具有很高的强度外,还具有较好的塑性和韧性,特别适合于预应力构件。 但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强,应防止产生锈蚀及刻痕等现象。热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋 。 ( 一 ) 钢丝 1.生产 以优质碳素结构钢盘条为原料,经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。 2.分类 按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种; 按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。 3.力学性能 应符合相应标准规定。 钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋 。 (二) 钢绞线.生产 由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。 2.规格 钢绞线按应力松弛性能分为两级:Ⅰ级松弛(代号Ⅰ)、Ⅱ级松弛(代号Ⅱ)。公称直径有9.0、12.0、15.0mm三种规格。 3.特点及应用 钢绞线与其他配筋材料相比,具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。 适用于作大型建筑、公路或铁路桥梁、吊车梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋,广泛地应用于大跨度、重荷载的结构工程中。 §2-5 钢材的腐蚀及防止 一、钢材的腐蚀 钢材受到周围介质的化学或电化学作用而逐渐破坏的现象称为腐蚀。 1、化学腐蚀 由非电解质溶液或各种干燥气体(O2、CO2、SO3、Cl2、H2S)等所引起的纯化学腐蚀,多数是氧化作用,在钢材表面产生疏松的氧化物膜层。 2、电化学腐蚀 钢材与电解质溶液接触后,由于发生电化学作用而引起的腐蚀。 3、腐蚀的影响因素:钢材的成分、环境条件、周围介质的性质等。 电化学腐蚀过程 阳极反应: Fe→ Fe2+ + 2e (1) 阴极反应: O2+ 2H2O+ 4e- →4OH-(吸氧) (2) 2H+ + 2e →H2 (放氢) (3) 在介质水中:Fe2+ + 2OH- →Fe(OH)2 (4) 进一步氧化:4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3 (5) 氢氧化铁部分脱水成为铁锈: 2Fe(OH)3-H2O→Fe2O3·H2O (6) 或 Fe(OH)3-H2O→FeOOH (7) 锈蚀产生的原因 如果两种金属以化学方式接触, 那么,电化学就会因各个金属的电位上差值而建立、组成一个化学原电池。阳极金属就出现锈蚀。 锚杆表面存在不均匀性的地方, 例如局部损伤, 就产生不同的电位差, 于是形成微型原电池。 在锚杆防护层间断处, 一般可能产生原电池。如预应力损失可能与灌浆—锚索界面粘结和相互嵌锁的恶化(开裂、挤碎) 有关。 锚杆处与土壤中离子浓度有变化的环境中, 那时就形成差动电池, 其锈蚀也就产生了。 原电池锈蚀原理图 不同形式锈蚀的形态 双金属电池示意图 钢材锈蚀的危害 减小钢材的受力面积,降低承载力; 产生体积膨胀,毁坏钢筋混凝土结构; 二、钢材的防锈 1、制成合金钢 加入合金元素铬、镍制成不锈钢、或加入铜制成合金钢,可显著提高抗锈蚀能力。 2、表面覆盖 在钢材表面电镀或喷镀一层覆盖物,如:镀锌、镀锡、镀铬、镀银等;或在钢材表面涂防锈涂料或油漆,使之与腐蚀性介质隔离,可起到防锈作用。 3、设置阳极或阴极 1)阳极保护:在钢结构附近埋设废钢铁作为阳极,保护钢结构作为阴极,通上直流电源,则钢结构阴极受保护; 2)阴极保护:在被保护钢结构上,连接一块比铁更活泼的金属,如锌、镁等,使活泼金属作为阳极被腐蚀,钢结构作为阴极受保护。 3)混凝土中钢筋的防锈,主要靠水泥石的高碱度介质,使钢筋表面形成钝化膜保护。 §2-6 铝及铝合金 一、铝的性质 密度为2.70,质轻,熔点低,比强度高; 导电和导热性很好; 有一定的耐蚀性,但耐碱和耐酸性差,较易发生电化学腐蚀。 强度和硬度不高(?0.2=35~150MPa,?b=90~170 Pa,HB=23~44),伸长率较大(35%~50%),刚度低; 故工程结构中不用纯铝材料。 二、铝合金 1、组成:在铝中加入适量的合金元素,如Cu、Mg、Mn、Si、Zn等,制得铝合金。 2、特性:强度与硬度提高,弹性模量比钢低,线膨胀系数是钢的两倍,温度变形较大,轻质、高延性、耐腐蚀、易加工、装饰效果好等。 3、应用: 1)铝合金门窗 2)铝合金装饰板 二、铝合金 铝中加入合金元素后,可获得铝合金具有较高的强度,良好的加工性能。 根据成分及工艺特点,铝合金分为: 变形铝合金:加热时能形成单相固溶体组织,塑性较好,适于变形加工,称为变形铝合金。 铸造铝合金:由于冷却时有共晶反应发生, 流动性较好, 适于铸造生产, 称为可铸造铝合金 。 本章小结 钢材是建筑工程中常用的建筑材料之一。建筑钢材主要包括各种型钢、钢筋、钢丝和钢绞线等; 建筑钢材的主要性能包括力学性能、工艺性能和耐久性三个方面; 建筑钢材所用的钢种包括碳素结构钢(非合金钢)、低合金高强度结构钢。 建筑工程中常用的钢筋,其力学性能、工艺性能、化学成分等必须符合相应标准的规定。 钢丝和钢绞线具有强度高、变形较小等特点,主要用作普通预应力混凝土结构及大跨度预应力结构的预应力筋。 Contents Hot Tip How do I incorporate my logo to a slide that will apply to all the other slides? On the [View] menu, point to [Master], and then click [Slide Master] or [Notes Master]. Change images to the one you like, then it will apply to all the other slides. Diagram Cycle Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Diagram Table Block Diagram Table 3-D Pie Chart Marketing Diagram Click to add Title Click to add Title Click to add Title Click to add Title Click to add Title ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. Title Add your text ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 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Text Text Text Add Your Title Text Text Text Text Click to add Title Text Text Text Text 1 ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 2 ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 3 ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. 180°d=6a 180°d=7a 12 630 500 6~25 28~50 HRB500 180°d=4a 180°d=5a 14 570 400 6~25 28~50 HRB400 180°d=3a 180°d=4a 16 490 335 6~25 28~50 HRB335 月牙肋 180°d=a 25 370 235 8~20 HPB235 光圆 不小于 冷弯 d—弯心直径 a—钢筋公称直径 伸长率δ5,% 抗拉强度σb,MPa 屈服点σs,MPa 公称 直径 强度等级代号 表面形状 d=0.5a 23 410 235 Q235 d=0 27 375 215 Q215 不小于 伸长率δ5,% 抗拉强度σb,MPa 屈服点σs,MPa 冷弯试验180° d=弯心直径 a=试样直径 力学性能 牌 号 低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能 有纵肋 无纵肋 预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能 6 1470 1325 40Si2Mn 48Si2Mn 45Si2Cr 6 8.2 10 MPa,不小于 δ10,% 不小于 σb σ0.2 牌 号 公称直径 mm 四 钢丝及钢绞线 氯离子引起的钢筋锈蚀机理 铁的氧化物或氢氧化物的体积 阳极与阴极保护原理 阴极保护方式 阳极保护方式 氯盐腐蚀的对策 (1)在近海岸区域,不使用露面混凝土;用砂浆面砖等进行表面装修。 (2)海水面能浸及的部位,混凝土保护层要在100mm以上,钢筋混凝土用环氧树脂涂刷。此外,也有电化学阴极保护方法。 (3)电化学防腐原理 铁(Fe)与空气中水分接触时,有Fe2+和e生成,如图 中所示,Fe(OH)3(红铁锈)生成。为了停止这一过程,施加外部电流,可抑制这一过程。防腐蚀电流施加方式,如图 所示的电流阳极方式:有以Zu系,Al系等为阳极的方式,或外部电源的方式。 σ ε 0 钢材拉伸屈服阶段示意图 A B 0 C下 C上 C B C下 C上 C 屈服阶段 放大后 σ ε 0 钢材拉伸强化阶段示意图 A B 0 C下 C上 C D D D D D 强化阶段 σb σb—— 抗拉强度或强度极限。 D C σ ε 0 E 钢材拉伸颈缩阶段示意图 A B 0 C下 C上 C D DE——颈缩阶段 σ ε 0 A 0.2% a b oa——总变形。 ba——弹性变形99.8%。 ob——塑性变形0.2%。 洛氏硬度测量原理图 布氏硬度测量原理图 冲击试验: 测量摆锤冲击前后的能量差=摆锤的高度差×摆锤的质量。 再测量试件断裂面积。 摆锤 试件 H0 H1 合格 不合格 钢材的可焊性试验 焊接点 断裂点 断裂点 温度 727?C 等温处理 回火 淬火 正火 退火 时间 钢材的热处理工艺 钢晶体粒度的细化 渗碳体呈层片状分布在铁素体基体上,转变温度越低,层间距越小。 §2-4 建筑钢材的品种及选用 三 钢 筋 H、R、B分别为热轧(Hotrolled)、带肋(Ribbed)、钢筋(Bars)三个词英文首位字母。 推荐公称尺寸: 光圆:8、10、12、16、20 ; 带肋:6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm SWU 西南大学 工程技术学院 §2-1 钢材分类及生产 上海宝钢 压型彩钢板 白口铁 液态生铁 吹入空气或氧气 钢 浇注成钢锭 脱 氧 熔融 钢 转炉钢 沸腾钢 F 电炉钢 平炉钢 按冶炼方法分 按脱氧程度分 半镇静钢 B 镇静钢 Z 特殊镇静钢 TZ 按炉衬材料分为酸性钢和碱性钢 钢 中碳钢 低合金钢 高碳钢 低碳钢 碳素钢 合金钢 中合金钢 高合金钢 C<0.25% C=0.25%~0.60% C>0.60% 合金总含量<5% 5%~10% >10% 金属晶体 体心立方结构 面心立方结构 密排六方结构 晶粒的细化 晶粒愈细,晶界面愈大,强度和硬度愈高,塑性和韧性愈好——细晶强化。 铁素体的晶体组织 钢材的晶体组织 珠光体的晶体组织 铁素体和珠光体 珠光体与渗碳体 球状珠光体 动画 晶体组织含量(%) 性能变化 0.02% 分类 项目 工业纯铁 亚共析钢 铁素体 珠光体 渗碳体 过共析钢 含碳量 0.77% 2.11% 0% 塑性、韧性 硬度 强度 铁碳合金的含碳量、晶体组织与性能的关系 减少冷脆性、降低焊接性 改善 提高 V 提高焊接性和抗蚀性 降低 改善 提高 Ti 降低焊接性、使冷弯性能变坏、加剧冷脆性与时效敏感性 降 低 提高 N 降低机械性能,使焊接和冷弯性能变坏,增加热脆性 降 低 降低 O 增大热脆性,降低焊接性、耐腐蚀性和机械性能 降 低 降低 S 增大冷脆性,显著降低焊接性,提高耐磨和耐蚀性 显著降低 稍有 增加 P 消减硫引起的热脆性、提高耐磨性、降低焊接性 影响不大 增加 Mn 可焊性、冷加工性有所降低,提高抗腐蚀性 影响不大 增加 Si 降低焊接性能,增加冷脆性和时效倾向 降 低 增加 C 其 他 性 能 塑性 韧性 强度 化学 元素 §2-3 钢材的技术性能 标准试件 按照一定的要求,对表面进行车削加工后的试件。 l0 A0 d0 l 非标准试件 不经过加工,直接在线材上切取的试件。 头部 头部 工作段 σ ε 0 钢材拉伸过程的σ-ε图 OB—弹性阶段 BC—屈服阶段 CD—强化阶段 DE—颈缩阶段 A 0 B C B 0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。 σ ε 0 钢材拉伸弹性阶段示意图 A B 0 弹性阶段 σp—比例极限,MPa。 σp σB σB—弹性极限,MPa。 注:由于A、B两点相距较近,一般认为σp=σB 。 SWU

  GB T 32610-2016_日常防护型口罩技术规范_高清版_可检索.pdf

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