2019巖土工程師土木工程材料講義：建筑鋼材

建筑鋼材

1、 建筑剛才的抗拉極限屈服、伸長(zhǎng)率、沖擊韌性。

2、 建筑鋼材的冷彎性能。

3、 鋼的組織、組織形式對(duì)鋼材性能的影響。

4、 鋼材化學(xué)成分對(duì)剛才性能的影響。

5、 冷加工和熱處理對(duì)鋼材性能的影響。

7-1 鋼的冶煉和分類及主要技術(shù)性能

一、 鋼鐵生產(chǎn)基本知識(shí)性

1、鋼材特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

品質(zhì)均勻，拉、壓強(qiáng)度都很高，塑性、韌性好，加工性好，便于裝配。

缺點(diǎn)：

容易銹蝕，維修周期短，費(fèi)用高，能耗大，成本高。

二、 技術(shù)性能

1、力學(xué)性能：屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率

2、工藝性能(可焊性)

§7-2鋼的組織與化學(xué)成分對(duì)鋼性能響、鋼材的冷加工與熱處理

一、 鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼性能的影響

1、碳：是決定鋼材性能的主要元素，碳含量直接引起結(jié)晶組織的變化。。含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度增大，塑性和韌性降低;當(dāng)含碳量超過(guò)1.0%時(shí)，鋼材的強(qiáng)度反而降低，并增大鋼的冷脆性和時(shí)效傾向。

2、有益元素

(1)硅：脫氧、減少鋼內(nèi)氣泡而加入硅鐵。硅在鋼內(nèi)溶于素鐵，形成含硅的鐵素體，使鋼的硬度和強(qiáng)度提高，當(dāng)含量超過(guò)1.0%時(shí)，鋼的塑性和沖擊韌性顯著降低，冷脆性增加，焊接性能變差。

(2)錳：脫氧，可形成MnO和MnS，成為鋼渣而排出，故Mn起著脫氧去硫，能消除鋼的熱脆性，改善熱加工性。Mn可提高鋼的屈服、抗拉強(qiáng)度。劣勢(shì)使鋼的伸長(zhǎng)率略有下降，當(dāng)Mn的含量較高時(shí)，可焊性顯著降低。在普通碳素鋼中Mn的含量在0.9%之下。

3、有害元素

(1)磷：使鋼的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，但塑性降低、韌性顯著下降。冷脆性顯著，對(duì)承受沖擊和在低溫下使用的鋼材有害。同時(shí)，鋼的冷彎性能也下降。

(2)硫：在鋼內(nèi)以FeS形式存在。由于FeS的熔點(diǎn)低，使鋼材在熱加工過(guò)程中產(chǎn)生晶粒的分離，引起鋼的斷裂，即所謂的熱脆現(xiàn)象。硫的存在降低了鋼的沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度、可焊性和抗腐蝕性。不能超過(guò)0.065%.

(3)氧：在鋼內(nèi)多以氧化物形式存在，使鋼材的強(qiáng)度下降，熱脆性增加，冷彎性能變壞，并使鋼的熱加工性能和焊接性能下降。

(4)氮：可提高屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和硬度，但會(huì)使鋼材的塑性和沖擊韌性下降，增大冷脆性、熱脆性和時(shí)效敏感性，并使鋼的冷彎性能和焊接性能下降。

二、鋼材的冷加工與熱處理

1、熱加工、冷處理、時(shí)效硬化的概念。

2、壓力熱加工

3、冷加工及冷加工強(qiáng)化：在常溫下鋼材的冷拉、冷拔、冷軋等工藝的總稱。強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。

4、熱處理：對(duì)鋼材進(jìn)行加熱、保溫、冷卻等手段，來(lái)改變鋼材的組織結(jié)構(gòu)，已達(dá)到改善性質(zhì)的一種工藝。

5、鋼的時(shí)效硬化;鋼的強(qiáng)度和硬度隨時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸增大，塑性和韌性逐漸減退的現(xiàn)象稱為時(shí)效硬化。分為熱時(shí)效和冷加工時(shí)效。