《工程材料试验与检测》课件-15建筑钢材的主要技术性能

建筑钢材的主要技术性能工程材料试验与检测CONTENTS目录技术性能钢材的热加工与冷加工处理建筑钢材的主要技术性能通过本章的学习：1.掌握建筑钢材主要技术性能及评定指标。2.熟悉钢材的冷加工及时效处理。教学目标一、技术性能拉伸标准试件车床切削加工制得，见下图。非标准试件：直接在钢筋线材上切取。1、力学性能抗拉性能一、技术性能OA段——弹性阶段：弹性变形，应力与应变成比例。AB段——屈服阶段：曲线锯齿波动，承载力无提高。BC段——强化阶段：承载力再次提高。CD段——颈缩阶段：试件薄弱处收缩直至断裂。抗拉性能低碳钢应力σ——应变ε曲线图拉伸的四个阶段：一、技术性能弹性阶段

——σp称为弹性极限。屈服阶段——σs屈服强度，又称屈服点。强化阶段

——σb抗拉极限强度。抗拉性能低碳钢应力σ——应变ε曲线图拉伸的三个特征值：一、技术性能钢材重要技术指标衡量钢材弹性的指标弹性模量σb/σs评定钢材塑性的指标伸长率钢材结构设计强度的取值依据屈服强度σS评价钢材安全可靠性和强度利用率的参数屈强比σb/σs一、技术性能σ0.2——条件屈服点，MPaσp——比例极限，MPaσb——抗拉极限，MPa

硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段。用条件屈服强度σ0.2来代表屈服强度。σ0.2

为硬钢产生0.2%塑性变形所对应的应力值。抗拉性能高碳钢条件屈服点：高碳钢拉伸σ——ε图一、技术性能冲击试验机冲击韧性定义：

指钢材抵抗冲击荷载的能力。指标：

用冲击韧性值αk表示。(单位J/cm2)影响因素：①硫、磷含量高，含非金属夹杂物；②焊接裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。工程应用：

承受冲击、震动荷载的钢材必须检验冲击韧性。一、技术性能定义：钢材表面抵抗重物压入产生塑性变形的能力。指标：有布氏硬度(HB)和洛氏硬度(HR)，前者常用。影响因素：强度越高，抵抗塑性变形越强，硬度值也越大。工程应用：当HB<175时，σb≈3.6HBHB>175时，σb≈3.5HB硬度测定仪硬度一、技术性能疲劳强度定义：

钢材承受交变荷载反复作用，发生疲劳破坏的指标。指标：

交变荷载106~107次时不发生破坏的最大应力值作为疲劳强度值。影响因素：

一般抗拉强度高，疲劳强度也高。工程应用：

承受交变荷载的钢材必须检验耐疲劳性能。一、技术性能2、工艺性能冷弯性能钢筋冷弯性能试验一、技术性能冷弯性能定义：

指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。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°）；试样弯曲外表面无裂纹则冷弯合格。影响因素：

内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。工程应用：

常温下承受弯曲荷载的钢材必须检验冷弯性能。一、技术性能焊接性能定义：

指钢材适应通常的方法与工艺进行焊接连接的性能。影响因素：①含碳、硫量高、合金含量高时，均会降低可焊性。②含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。工程应用：

焊接结构应选择含碳量较低的镇静钢。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。二、钢材的热加工与冷加工处理1、钢材的热处理

01退火将钢加热到723℃以上，然后随炉冷却。退火可消除前工序(铸、锻、焊)的组织缺陷，提高力学性能；调整硬度以利于切削。钢件加热到30～50℃后，在空气中匀速冷却。正火与退火的差别在于冷却速度较快，获得的珠光体型组织较细，钢的强度、硬度也较高。

02正火将钢加热到30～50℃后快速冷却的热处理工艺。目的是得到良好的强度、塑性、韧性等力学性能。

03淬火钢件淬火后，将其加热到30

℃以下的温度，然后冷却到室温。主要是降低脆性，防止工件变形或开裂。

04回火二、钢材的热加工与冷加工处理

冷加工是钢材在常温下，进行冷拉、冷拔、冷轧等的加工过程。时效是经过冷加工后的钢材，放置一段时间，其屈服强度、抗拉强