四川大学年《土木工程材料》期末试题A卷及答案

1、一、名词解释1、 弹性模量: 钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量。2、 屈服强度: 当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到塑性阶段后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。3、沸腾钢：炼钢时用锰铁脱氧，脱氧很不完全，钢液冷却时有大量的一氧化碳气体逸出，引起钢液沸腾，故称沸腾钢。4、合金钢：在炼钢过程中，有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得

2、的钢种。5、屈服强度：是指钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。6、伸长率：是指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。7、冲击韧性：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。8、冷弯性能：是钢材在常温条件下承受规定弯曲程度的弯曲变形的能力，并且是显示钢材缺陷的一种工艺性能。9、时效：指经冷拉后的钢筋经过一段时间后其屈服强度和抗拉强度将继续随时间而提高的过程。二、填空题1 屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。2 钢材热处理的工艺有：淬火、正火、退火、|回火。3 按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：沸腾钢，镇静钢 ,半镇静钢和特殊镇静钢。其中 镇静钢 钢脱氧

3、完全， 沸腾钢 钢脱氧很不完全。4、钢的基本组织主要有 渗碳体、珠光体、奥氏体和 铁素体 四种。 5、对冷加工后的钢筋进行时效处理，可用 自然 时效和 人工 时效两种方法，经冷加工时效处理后的钢筋，其 强度 进一步提高， 塑性和韧性 有所降低。6、Q235一AF钢叫做 屈服点为235MPa的A级沸腾钢 ，Q235表示 屈服强度 ，A表示 质量等级 ，F表示 沸腾钢 。7、碳素结构钢随着钢牌号的 增大 ，其含碳量 增加 ，强度 增大 ，塑性和韧性 降低 ，冷弯性逐渐 变差 。8、钢材的技术性质主要有两个方面，其力学性能包括： 强度 、 塑性 、 韧性 和 硬度 ；工艺性能包括： 焊接和 冷弯性能

4、 。9对钢筋的冷加工方法有 冷拉 及 冷拔 ，钢筋冷加工后 强度 提高，故可达到 节省钢筋 目的。10、钢材当含碳质量分数提高时，可焊性 变差 ，含 S、P、O、N元素较多时可焊性变差；钢中杂质含量多时对可焊性 有不利影响。11、一般情况下，在动荷载状态、焊接结构或严寒低温下使用的结构，往往限制使用 沸腾钢。12、根据国家标准低合金高强度结构钢(GBl59194)的规定，低合金高强度结构钢共 5 个牌号低合金高强度结构钢的牌号由 代表钢材屈服强度的字母Q 、和 屈服点数值 、 质量等级 三个要素组成。13、根据锈蚀作用的机理。钢材的锈蚀可分为 化学锈蚀 和 电化学锈蚀两种。三、选择题1 钢材抵

5、抗冲击荷载的能力称为（ ）。 塑性 冲击韧性 弹性 硬度2、钢结构设计时，碳素结构钢以（）强度作为设计计算取值的依据。s b 0.2 p3、随着钢材含碳质量分数的提高( )。强度、硬度、塑性都提高 强度提高，塑性降低 强度降低。塑性提高 强度、塑性都降低4、预应力混凝土用热处理钢筋是用( )经淬火和回火等调质处理而成的。 热轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋 热轧光圆钢筋 5、钢与铁以含碳质量分数( )为界，含碳质量分数小于这个值时为钢；大于这个值时为铁。025 060 O80 206、吊车梁和桥梁用钢，要注意选用( )较大，且时效敏感性小的钢材塑性 韧性 脆性7、低合金结构钢具有( )等性能。较高的强

6、度 较好的塑性 可焊性 较好的抗冲击韧性 较好的冷弯性 四、是非判断题(对的划，不对的划)，并改正错误1 屈强比愈小，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，结构的安全性愈高。( )2 一般来说，钢材硬度愈高，强度也愈大。( )3钢材中含磷则影响钢材的热脆性，而含硫则影响钢材的冷脆性。()（冷、热）4钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力，伸长率越大，钢材的塑性越好。 ( )5钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，以伸长率作为性能指标。 ( )冷拉是冷加工的一种工艺。6钢材在焊接时产生裂纹。原因之一是钢材中含磷较高所致。 ( )7建筑钢材的基本组织主要是珠光体和渗碳体，其间随着含碳质量分数的提高，则珠光体

7、增加，渗碳体减少。( )（含碳量不大于0.8%时，基本组织为铁素体和珠光体，含碳量增大时，珠光体含量增大，铁素体则相应减少，因而强度、硬度随之提高，但塑性和冲击韧性相应下降）8某厂生产钢筋混凝土梁，配筋需用冷拉钢筋，但现有冷拉钢筋不够长，因此将此钢筋对焊接长使用。 ( )9钢材的回火处理总是紧接着退火处理进行的。（淬火） ( )10钢材的腐蚀主要是化学腐蚀，其结果是钢材表面生成氧化铁等而失去金属光泽。 ( )（电化学腐蚀）五、问答题1 碳素结构刚如何划分牌号？牌号与性能之间与何关系？答：碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值（/mm2）、质量等级符号(A、B、C、D)、脱氧

8、程度符号(F、B、Z、TZ)等四部分组成。 Q235AF和Q235D均为235碳素结构钢，是建筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在质量等级和脱氧程度上。按硫、磷含量多少来衡量，Q235D磷、硫含量均少于Q235AF, 质量较好，按脱氧程度衡量Q235D为震静钢，质量最好，Q235AF 为沸腾钢。Q235AF钢，仅适用于承受间接动荷载的静荷载的结构。而Q235D可适用于动荷载作用或处在低温环境下的工作条件。评注 碳素结构钢分五个牌号，即195、Q215、Q235、Q255和Q275。各牌号钢又按其硫、磷含量由多至少分为、四个质量等级。为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值

9、的依据？答：屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。极限抗拉强度是试件能承受的最大应力。在结构设计中，要求构件在弹性变形范围内工作，即使少量的塑性变形也应力求避免，所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。抗拉强度在结构设计中不能完全利用，但屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）却有一定的意义。屈强比越小，结构的安全性越高。伸长率表示钢材的什么性质?如何计算?对同一种钢材来说，5和10哪个值大？为什么？ 答：伸长率（）表示钢材的塑性变形能力。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处应力超过s时，随着发生塑性变形使应力重

10、分布，而避免结构物的破坏。评注 常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性（伸长率）。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中发生超过允许的变形值。计算：5和10分别表示l0=5d 和l0=10d 时的伸长率。对同一种钢材510。由于在塑性变形时颈缩处的伸长较大，故当原始标距与试件的直径之比愈大，则颈缩处伸长中的比重愈小，因而计算的伸长率会小些。同时，生产中可能存在缺陷。4、简述钢材的化学成分对钢材性能的影响。答：P73-745、工程中常对钢筋进行冷拉、冷拔或时效处理的主要目的是什么?答：在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方法主

11、要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放1520天，或者加热到100200，并保持2小时以内，这个过程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为人工时效。冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高，抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本恢复。节约钢材，简化施工工序6、 为何说屈服点（s）、抗拉强度（b）和伸长率（）是建筑用钢材的重要技术性能指标。答：屈服点（s）是结构设计时取值的依据，表示钢材在正常工作承受的应力不超过s；屈服点与抗拉强度的比值（sb）称为屈强比。它反应钢材的利用率和使用中安全可靠程度；伸长率（）表示钢材的塑性变形能力

12、。钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率，可以使缺陷处超过s时，随着发生塑性变形使应力重分布，而避免钢材提早破坏。同时，常温下将钢材加工成一定形状，也要求钢材要具有一定塑性。但伸长率不能过大，否则会使钢材在使用中超过允许的变形值。六、计算题1、从新进货的一批钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为42.4 kN，41.5 kN；抗拉极限荷载分别为62.0 kN，61.6 kN,钢筋公称直径为12 mm，标距为60 mm，拉断时长度分别为66.0 mm，67.0 mm。计算该钢筋的屈服强度，抗拉强度及伸长率。 答：钢筋的屈服强度 钢