钢结构2.钢结构材料.ppt

1、第二章钢材料，2-1概述，2-2钢生产，2-3钢的主要性能，第二章钢材料，2-4各种因素对钢性能的影响，2-5钢的疲劳，2-6建筑用钢的种类，规格和选择韧性-铜下破坏能量吸收，以及炼铁，2。炼钢碳钢低合金高强度结构钢常用的炼钢炉有三种茄子形式：转炉、平炉和电炉。电炉炼钢的钢质量好。耗电量大，费用高。转炉炼钢利用高压空气或氧顶冶炼高炉的钢中有害元素及杂质少，生产周期短，效率高，质量好，成本低。钢材生产包括炼铁、炼钢、轧钢、2-2钢材生产、2-2钢材生产、平炉炼钢、平炉原料广泛、体积大、产量高、冶炼工艺简单、化学成分容易控制、精制平炉钢3.根据钢的注入和脱酸方法，碳结构钢可分为沸腾钢、半真钢、稳定

2、钢、特殊真钢4种。沸腾钢以脱氧能力弱的钨为脱氧剂，脱氧不完全。(威廉莎士比亚、脱氧、脱氧、脱氧、脱氧、脱氧、脱氧、脱氧)钢铁还剩下较多的氧化铁夹杂和气孔。质量不好。镇江以锰和硅为脱氧剂，脱氧剂比较完整。硅在还原氧化铁的过程中产生热，使钢液慢慢冷却，完全排出气体，注入时不出现沸腾现象。质量好，成本高。半真河的脱氧程度介于两个牙齿之间。特殊镇静钢在硅脱酸后用铝补充脱酸，脱酸程度高于稳定钢。低合金高强度结构钢通常是镇静剂。2-2钢材生产，以“Q”为屈服点数值，共195、215、235、255、275(MPa)5茄子质量等级，根据有害成分硫、磷含量的多少，分别A、B、Z和TZ在钢号中省略C级例如：Q2

3、35AF是屈服点为235MPa的A级各向异性钢Q215B，屈服点为215MPa的B级稳定钢Q215Bb是屈服点为215MPa的B级半稳定钢，2-2钢生产，1珠光体强度高，坚硬有弹性的低合金钢在低碳钢中加入少量合金元素合金元素及其化合物，以铁素体和珠光体钢的铸造缺陷冶金缺陷钢坯加热到塑性状态，依靠外力改变形状，制造各种厚度的钢板和钢，称为热加工。常温下加工钢材称为冷加工。通过加热、保温、冷却改变钢的组织结构。热处理，2.2.3钢的加工，2-2钢的生产，2-2钢的生产热轧板和壁厚薄的热轧钢辊轧次数多，钢的性能明显提高，强度、塑料、韧性和焊接性能优于厚板和厚壁钢强度，2-2钢的生产，钢的硫化物和氧化

4、物等非金属夹杂物混合轧制后，发生了薄挤压分层现象。钢板沿厚度方向拉的性能恶化，钢材沿轧制方向(纵向)比垂直轧制方向(横向)性能好，提高了各向异性。钢板零件应沿侧面切割试样进行拉伸和冷弯曲实验。2-2钢材生产，2 .冷轧线圈和冷轧钢板的冷整形薄壁钢和压型板高强度钢丝，2-2钢生产，2-2钢生产，3 .热处理包括退火、净化、淬火、回火退火和净化改善组织，净化的冷却速度比退火快，强度和硬度更高，低温退火提高，主要用于消除铸件、热连零件、锻造、焊接件和冷加工产品的残余应力。2-2钢的生产，工艺淬火将钢加热到900以上，保温后迅速在水或油中冷却，提高钢的强度和硬度，降低塑料和韧性，降低工艺淬火，一般称为

5、高温回火的工艺称为淬火和回火处理。高强度钢(例如Q420中的C、D、E级钢和高强度螺栓中的钢)都需要经过调节处理。2-2钢材生产，钢材有两种完全不同的茄子破坏形式。塑料破坏脆性破坏塑料破坏的主要特征是破坏前的大塑性变形，常常是钢表面上明显的垂直交叉的铁锈剥落线。破坏后的短球呈纤维状，颜色暗淡。脆破坏的主要特征是破坏前塑料变形牙齿很小，或者完全没有塑料变形牙齿，突然迅速破裂。破坏后的短球呈扁平、有光泽的晶状或仁慈型。2-3钢的主要性能，2.3.1钢的破坏形式，2-3钢的主要性能，钢的几个性能指标通过单向拉伸实验得到提供该钢的单调拉伸应力变形曲线。从实验曲线来看，在比例极限P之前，钢的工作是有弹性

6、的。比例极限后，进入弹性塑料阶段；到达屈服点fy后，塑料平台；产生强化阶段，脖子收缩，破坏。2.3.2钢材以单向1次拉伸操作。2-3钢的主要性能；1.4会话：1)弹性阶段：2)弹性阶段：应力为0比极限FP，应力为FP屈服点fy，3，4)强化阶段：应力为fy抗拉强度fu，钢的屈服点f yuy值的大小，钢材强度储备的参数，3。测量钢的机械性能、2-3钢的主要性能、钢的塑性变形能力的主要指标是伸长和截面收缩率。2可塑性，原始间隔长度的伸展值和原始间隔比率的百分比。通常，使用l0d0=5作为标准试用。延伸率5:格式中：l0试件的原始标准距离长度；D0规长度内的直径；L1试件拉伸后标准间距的长度。，2-

7、3钢的主要性能，截面的颈部收缩率：形式中：A0试件的标准截面面积A1试件拉后颈部收缩区域的断裂面积，钢锻件拉伸应力变形曲线提供了拉伸强度fu，伸长率，屈服点fy的三个茄子重要力学性能指标。抗拉强度fu是钢的重要强度指标，钢被拉时可承受的极限应力伸长率是衡量钢断裂前所具有的塑性变形能力的指标。相应的伸长值分别为5或10，表示屈服点fy是钢结构设计中应力可以达到的最大限度。2-3钢的主要性能，1 .冷弯性能钢的冷弯性能由冷弯试验确定时， 根据钢材等级和其他板块厚度，根据国家相关标准规定的弯曲直径，从试验机弯向诗篇180，诗篇表面和侧牙齿不破碎，而是分层合格的冷弯试验，不仅能经受材料规定的弯曲变形能

8、力大小，还能经受内部的冶金缺陷判断钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标，2.3.3钢材的其他性能， 2-3钢的主要性能冷弯曲性能测试方法具有一定弯曲心直径D的冲头，在标准试件中部施加负载，不产生裂纹或分层，钢的冷弯曲性能，冷弯曲性能测试，2-3钢的主要性能，2 . 冲击韧性单调的拉伸试验比较钢材，韧性的好坏冲击韧性是缺口钢冲击载荷下抗脆性破坏能力的指标。一般是有沙比V型缝隙的标准原型，冲击韧性值随着温度的降低降低降低了相当温度的冲击韧性指标。在寒冷地区承受动力作用的重要负载支撑结构应根据工作温度和使用的钢材等级提出相当温度的冲击韧性指标要求。2-3钢的主要性能，钢的冲击韧性是指钢在冲击载荷切割

9、作用下在绝热过程中吸收机械动能之一，2-3钢的主要性能，多轴应力，材料的综合强度指标应通过变形时单位体积积累的能量来测量，形状变化比能量理论：在3向应力下，形状变化比能量等于单向拉伸积累的比能量时，钢材从弹性转变为塑性状态。正应力和剪切应力表示为：2-3钢的主要性能，1，2，3牙齿等效应力，值接近时，转换应力zs仍小于fy，表示钢很难进入塑料状态，即使每个应力比fy大很多。破坏脆性，2-3钢的主要性能，实际腹板梁的2-3钢的主要性能，碳含量低，钢的强度不高，但塑性大的伸长率和冲击韧性高，钢柔软，冷加工，切削和焊接碳含量高，钢的强度高，但塑性小，硬度大，脆2.4硼元素(Mn)是弱脱氧剂锰，提高了

10、钢的屈服强度和抗拉强度，改善了钢的脆性倾向，减少了硫、氧对钢材的热脆影响，改善了钢的热加工性能，没有明显降低塑性和冲击韧性。在普通碳钢中，钚含量为0.30.8，低合金钢中为1.21。在6之间过量会使钢材变硬，变脆，降低钢材的腐蚀性和焊接性。硅元素(Si)是一种强大的脱氧剂。适量的硅提高了钢的强度，对塑料、冷整形性能、冲击性能、可焊性能没有太大影响。碳钢的含量不超过0.3，低合金钢限制在0.6以内。硅含量过高会降低钢的可塑性、韧性、防锈性和焊接性。2-4各种因素对钢材性能的影响，元素(V)是低合金钢的合金元素。可以细化钢晶粒结构，提高钢屈服强度和抗拉强度。钨的化合物稳定，提高了钢的高温硬度，15

11、MnV钢以16Mn钢为基础，加入了适量的钚(0.040.12)，熔化成了强度高的低合金钢。硫磺元素是有害的元素。硫和铁化合成硫化铁(FeS)分散在纯铁体层之间，温度在8001200熔化时，钢会出现热裂纹，容易断裂。称为热脆性现象。恶化钢焊接性能和热加工性能，降低钢塑性和冲击韧性。2-4各种因素对钢材性能的影响，氧、氮容易从有害元素、铁液中逸出，因此含量很少。氧的作用与硫类似，增加了钢的热脆性。氮的作用与磷类似，提高了钢的可塑性和冲击韧性、冷成型性能和焊接性能，特别是钢的冷脆性，2-4茄子因素对钢性能的影响，磷元素(P)也是有害元素。磷的存在提高了钢的强度和腐蚀性，但严重降低了钢的可塑性、冷整形

12、性能、冲击韧性和焊接性。低温下钢材容易低温脆断，这称为冷脆性现象。钢的焊接性能受碳含量和合金元素含量的影响，超过碳含量时焊接和热影响区域容易破碎，一般Q235A的碳含量高，因此牙齿等级不能用于焊接构件。Q235B、C、D的碳含量适用于上述适当范围内的焊接，适用于高强度低合金钢，大部分低合金元素对焊接性有不利影响，建筑钢结构焊接技术规定使用碳当量测量低合金钢的焊接性。计算公式为：2.4.2钢的焊接性能，2-钢焊接性能的优劣不仅直接关系到钢的碳当量，还关系到母材厚度、焊接方法、焊接工艺参数、结构形式等条件。CE在0.380.45范围内时，钢倾向于控制焊接工艺，使用预热措施，慢慢冷却热影响区域，使其

13、不牢固开裂。如果CE大于0.45，则钢的硬化倾向更加明显，因此必须严格控制焊接工艺和预热温度，才能得到合适的焊接。2-4各种因素对钢性能的影响，钢的硬化有时效硬化、冷化硬化(或应变化)、应变时效硬化在高温下溶于铁的少量氮和碳，牙齿现象称为时效硬化。冷加工造成钢材大塑性变形的情况下，卸下后重新加载，钢的屈服点提高，塑性和韧性下降的现象为冷硬化，2.4.3钢的硬化，2-4各种因素对钢性能的影响，应力应变曲线在图中沿EDHK进行，弯曲。这也是对钢结构不利的因素。2-4各种因素对钢材性能的影响，时效过程是塑性变形后将钢材加热到200300 C，时效在几小时内完成，称为人工时效。重要的结构经常要人工时效，然后测量冲击韧性，使钢材长期具有良好的韧性。剖面中的裂口(内部或表面)、孔、槽口、凹角和剖面厚度或宽度突然变更，会导致元件的应力分布不均。在瑕疵或剖面变更附近，应力线扭转并密集产生最大应力的现象称为应力集中