建材 第8章 建筑鋼材

1、建 筑 材 料第八章 建筑鋼材揚(yáng)州大學(xué)水利學(xué)院第八章第八章 建筑鋼材建筑鋼材第一節(jié) 概 述第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響第五節(jié) 壓延加工與熱處理第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用第七節(jié) 腐蝕與防護(hù)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、定義一、定義鋼鐵材料鋼鐵材料：包括生鐵和鋼材，是應(yīng)用最廣，產(chǎn)量：包括生鐵和鋼材，是應(yīng)用最廣，產(chǎn)量最大的金屬材料，又稱為黑色金屬材料。最大的金屬材料，又稱為黑色金屬材料。生鐵生鐵：鐵礦石在高爐內(nèi)通過焦炭還原得到的鐵碳：鐵礦石在高爐內(nèi)通過焦炭還原得到的鐵碳合金，其含碳量大于合金，其含碳量大于2%，并含有較多，并含有較多Si、Mn、S、P等雜

2、質(zhì)。等雜質(zhì)。生鐵又分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵（鑄鐵）生鐵又分為煉鋼生鐵和鑄造生鐵（鑄鐵）。鑄鐵。鑄鐵又分為可段鑄鐵、球墨鑄鐵和合金鑄鐵等。又分為可段鑄鐵、球墨鑄鐵和合金鑄鐵等。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述一、定義一、定義鋼鋼：將生鐵在熔融狀態(tài)下氧化，除去過多的碳：將生鐵在熔融狀態(tài)下氧化，除去過多的碳和雜質(zhì)，再經(jīng)脫氧得到的以鐵元素為主，含碳量和雜質(zhì)，再經(jīng)脫氧得到的以鐵元素為主，含碳量在在2%以下，并含有微量其他元素的材料。以下，并含有微量其他元素的材料。建筑鋼材建筑鋼材：包括各種鋼板、鋼管，用于鋼結(jié)構(gòu)：包括各種鋼板、鋼管，用于鋼結(jié)構(gòu)的型材（圓鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼等）和用于的型材（圓鋼、角

3、鋼、槽鋼、工字鋼等）和用于鋼筋混凝土的線材（鋼筋、鋼絲）等。鋼筋混凝土的線材（鋼筋、鋼絲）等。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述各類鋼材各類鋼材第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述各類鋼結(jié)構(gòu)各類鋼結(jié)構(gòu)第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述各類鋼結(jié)構(gòu)各類鋼結(jié)構(gòu)第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述二、特點二、特點純鐵純鐵質(zhì)軟，易加工，但強(qiáng)度低，幾乎不能用質(zhì)軟，易加工，但強(qiáng)度低，幾乎不能用于工業(yè)。于工業(yè)。生鐵生鐵抗拉強(qiáng)度低，塑性差，尤其是煉鋼生鐵抗拉強(qiáng)度低，塑性差，尤其是煉鋼生鐵硬而脆，不易加工，難以使用；鑄鐵雖然可加硬而脆，不易加工，難以使用；鑄鐵雖然可加工，但沖擊韌性差，使用范圍有限。工

4、，但沖擊韌性差，使用范圍有限。鋼材鋼材則強(qiáng)度高，韌性、塑性好，質(zhì)量均勻，則強(qiáng)度高，韌性、塑性好，質(zhì)量均勻，性能可靠，加工性好，應(yīng)用極為廣泛。但易銹性能可靠，加工性好，應(yīng)用極為廣泛。但易銹蝕，高溫時易喪失強(qiáng)度。蝕，高溫時易喪失強(qiáng)度。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類1. 按冶煉方法分：按冶煉方法分：空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法：成本低，質(zhì)量差空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法：成本低，質(zhì)量差氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法：質(zhì)量較好，常用方法氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法：質(zhì)量較好，常用方法平爐煉鋼法：質(zhì)量好，成本較高，常用方法平爐煉鋼法：質(zhì)量好，成本較高，常用方法電爐煉鋼法：質(zhì)量最好，成本高，多用于冶煉電爐煉鋼法：質(zhì)量最好，成本高，多用于冶

5、煉合金鋼合金鋼 第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類2. 按脫氧程度分：按脫氧程度分：沸騰鋼沸騰鋼F：脫氧不充分。組織不致密，氣泡多，化：脫氧不充分。組織不致密，氣泡多，化學(xué)成分偏析較嚴(yán)重，不均勻，質(zhì)量較差，但成本學(xué)成分偏析較嚴(yán)重，不均勻，質(zhì)量較差，但成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般建筑工程。低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般建筑工程。半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼b鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼Z：脫氧充分，：脫氧充分，S含量低。組織致密，成分含量低。組織致密，成分均勻，性能穩(wěn)定，質(zhì)量好，多用于重要結(jié)構(gòu)、受均勻，性能穩(wěn)定，質(zhì)量好，多用于重要結(jié)構(gòu)、受沖擊荷載結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)。沖擊荷載結(jié)構(gòu)或焊接結(jié)構(gòu)。特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)

6、靜鋼TZ：徹底脫氧。質(zhì)量最好，適用于特：徹底脫氧。質(zhì)量最好，適用于特別重要的結(jié)構(gòu)工程。別重要的結(jié)構(gòu)工程。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類3. 按化學(xué)成分分：按化學(xué)成分分：）碳素鋼（非合金鋼）碳素鋼（非合金鋼）碳素鋼的化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱碳素鋼的化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵碳合金。含碳量為鐵碳合金。含碳量為0.02%2.06%。此外尚含極。此外尚含極少量的少量的Si、Mn和微量的和微量的S、P等元素。等元素。低碳鋼：低碳鋼：C0.6。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類3. 按化學(xué)成分分：按化學(xué)成分分：2）合金鋼）合金鋼在煉鋼過程中，

7、有意加入一種或多種能改善鋼材在煉鋼過程中，有意加入一種或多種能改善鋼材性能的合金元素而制得的鋼種。常用合金元素有：性能的合金元素而制得的鋼種。常用合金元素有： Si、Mn、V、Ti、Nb、 Al、Cr等。等。低合金鋼：合金元素總含量低合金鋼：合金元素總含量10%。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類4. 按質(zhì)量（有害雜質(zhì)含量）分：按質(zhì)量（有害雜質(zhì)含量）分：普通鋼：普通鋼：S0.05%，P0.045%優(yōu)質(zhì)鋼優(yōu)質(zhì)鋼： S0.035%，P0.035%高級優(yōu)質(zhì)鋼高級優(yōu)質(zhì)鋼A：S0.025%，P0.025%特級優(yōu)質(zhì)鋼特級優(yōu)質(zhì)鋼E：S0.015%，P0.025%第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié)

8、 概概 述述三、分類三、分類5. 按使用特性分：按使用特性分：結(jié)構(gòu)鋼：包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低結(jié)構(gòu)鋼：包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等。其中碳素結(jié)合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼等。其中碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是制作建筑鋼材的常構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是制作建筑鋼材的常用品種。用品種。工具鋼：一般含碳量高，硬度高，便于熱處理。工具鋼：一般含碳量高，硬度高，便于熱處理。主要用于制作鉆頭、刀具、磨具、鋼釬等工具。主要用于制作鉆頭、刀具、磨具、鋼釬等工具。特殊性能鋼特殊性能鋼專門用途鋼：有耐候鋼專門用途鋼：有耐候鋼NH、高耐候鋼、高耐候鋼GNH或或GNHL

9、、橋梁用鋼、橋梁用鋼q、壓力容器用鋼、壓力容器用鋼R、低溫壓力、低溫壓力容器用鋼容器用鋼DR 、鐵道用鋼、船舶用鋼等。、鐵道用鋼、船舶用鋼等。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述三、分類三、分類6. 按加工工藝分：按加工工藝分：壓鋼：用熱軋、冷軋、冷拔等工藝制得的各種鋼壓鋼：用熱軋、冷軋、冷拔等工藝制得的各種鋼材，工程中應(yīng)用最廣泛。材，工程中應(yīng)用最廣泛。鍛鋼：經(jīng)捶打或鍛壓成型的鋼材，鍛打工藝可改鍛鋼：經(jīng)捶打或鍛壓成型的鋼材，鍛打工藝可改善鋼材組織結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量，用于重要結(jié)構(gòu)。善鋼材組織結(jié)構(gòu)，提高質(zhì)量，用于重要結(jié)構(gòu)。鑄鋼：用鋼液直接澆注成型的鋼材，其化學(xué)成分鑄鋼：用鋼液直接澆注成型的鋼材，其化

10、學(xué)成分可調(diào)節(jié)，機(jī)械性能高。但鑄鋼件必須進(jìn)行熱處理，可調(diào)節(jié)，機(jī)械性能高。但鑄鋼件必須進(jìn)行熱處理，消除內(nèi)應(yīng)力。消除內(nèi)應(yīng)力。第八章 第一節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述水壓機(jī)水壓機(jī)第八章 第一節(jié)1962年，上海江南造船廠制造的年，上海江南造船廠制造的1.2萬噸壓力的萬噸壓力的自由鍛造水壓機(jī)，是我國第一臺萬噸級水壓機(jī)。自由鍛造水壓機(jī)，是我國第一臺萬噸級水壓機(jī)。 2006年年12月月30日，由中國一重自行設(shè)計制造的日，由中國一重自行設(shè)計制造的世界上噸位最大、技術(shù)最先進(jìn)的世界上噸位最大、技術(shù)最先進(jìn)的15000噸重型自噸重型自由鍛造水壓機(jī)試車成功。由鍛造水壓機(jī)試車成功。2008年年2月月21日，由中國二重自主設(shè)計

11、制造安日，由中國二重自主設(shè)計制造安裝調(diào)試的目前世界最大自由鍛裝調(diào)試的目前世界最大自由鍛160MN水壓機(jī)，進(jìn)水壓機(jī)，進(jìn)入試生產(chǎn)。入試生產(chǎn)。到到10月月13日，成功鍛制重量達(dá)到日，成功鍛制重量達(dá)到340t的超大型的超大型支承輥和直徑達(dá)到支承輥和直徑達(dá)到5860mm的超大型滾圈。這臺的超大型滾圈。這臺世界最大水壓機(jī)不僅能夠鍛制世界最大水壓機(jī)不僅能夠鍛制600t超大型鋼錠，超大型鋼錠，而且鍛件最大直徑可達(dá)而且鍛件最大直徑可達(dá)6500mm，投產(chǎn)后將能實，投產(chǎn)后將能實現(xiàn)現(xiàn)MkW核電低壓轉(zhuǎn)子鍛件、重型核電容器鍛件、核電低壓轉(zhuǎn)子鍛件、重型核電容器鍛件、超大型支承輥及其他大型鍛件的國產(chǎn)化，極大提超大型支承輥及其

12、他大型鍛件的國產(chǎn)化，極大提升我國重型裝備制造業(yè)的制造能力，從而在國民升我國重型裝備制造業(yè)的制造能力，從而在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮重要作用。經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)中發(fā)揮重要作用。第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 抗拉性能抗拉性能抗拉性能是建筑抗拉性能是建筑鋼材最重要的技術(shù)鋼材最重要的技術(shù)性質(zhì)。其技術(shù)指標(biāo)性質(zhì)。其技術(shù)指標(biāo)為為屈服點、抗拉強(qiáng)屈服點、抗拉強(qiáng)度和伸長率度和伸長率。第八章 第二節(jié)低碳鋼（軟鋼）的應(yīng)力低碳鋼（軟鋼）的應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變圖圖第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 抗拉性能抗拉性能抗拉性能的技術(shù)指

13、標(biāo)由拉力試驗測定?？估阅艿募夹g(shù)指標(biāo)由拉力試驗測定。-曲線可分為四階段：彈性階段曲線可分為四階段：彈性階段OB、屈服、屈服階段階段BC、強(qiáng)化階段、強(qiáng)化階段CD、頸縮階段、頸縮階段DE。各階段對應(yīng)的應(yīng)力指標(biāo)如下：各階段對應(yīng)的應(yīng)力指標(biāo)如下：第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 抗拉性能抗拉性能屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s當(dāng)拉伸進(jìn)入塑性變形的屈服階段當(dāng)拉伸進(jìn)入塑性變形的屈服階段BC時，稱屈服時，稱屈服下限下限C下下所對應(yīng)的應(yīng)力值為屈服強(qiáng)度或屈服點，記所對應(yīng)的應(yīng)力值為屈服強(qiáng)度或屈服點，記做做s。設(shè)計時一般以設(shè)計時一般以s作為強(qiáng)度取值的依據(jù)。作為強(qiáng)度取值的依

14、據(jù)。對屈服現(xiàn)象不明顯的鋼材，規(guī)定以對屈服現(xiàn)象不明顯的鋼材，規(guī)定以0.2%殘余變殘余變形時的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，記作形時的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，記作0.2。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 抗拉性能抗拉性能極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度b最高點的應(yīng)力值稱為抗拉極限強(qiáng)度或強(qiáng)度，記最高點的應(yīng)力值稱為抗拉極限強(qiáng)度或強(qiáng)度，記作用作用b。屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比s/b設(shè)計中極限強(qiáng)度雖然不能利用，設(shè)計中極限強(qiáng)度雖然不能利用，屈強(qiáng)比愈小，反屈強(qiáng)比愈小，反映鋼材受力超過屈服點后的可靠性愈大，安全性愈映鋼材受力超過屈服點后的可靠性愈大，安全性愈高。但屈強(qiáng)比太小，則說明鋼材不能被有效利用

15、，高。但屈強(qiáng)比太小，則說明鋼材不能被有效利用，浪費較多。浪費較多。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能1. 抗拉性能抗拉性能伸長率伸長率試件拉斷后，標(biāo)距部分的伸長量試件拉斷后，標(biāo)距部分的伸長量L，與原始標(biāo)距，與原始標(biāo)距L0的比值稱為伸長率。的比值稱為伸長率。伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。伸長率表征了鋼材的塑性變形能力。由于在塑性由于在塑性變形時頸縮處的伸長量較大，故試件越短，則計算變形時頸縮處的伸長量較大，故試件越短，則計算出的出的越大，即越大，即5應(yīng)大于應(yīng)大于10。第八章 第二節(jié)100-=100%=100%L LLLL第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性

16、能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能2. 硬度硬度硬度指硬度指材料材料抵抗外物壓入抵抗外物壓入其表面，其表面，產(chǎn)生塑性變形產(chǎn)生塑性變形的能力。的能力。硬度指標(biāo)及反映了鋼材的軟硬程度，又可估算鋼硬度指標(biāo)及反映了鋼材的軟硬程度，又可估算鋼材的強(qiáng)度，還可檢驗鋼材熱處理效果。材的強(qiáng)度，還可檢驗鋼材熱處理效果。一般情況下，硬度越高，強(qiáng)度越高，耐磨性越好，一般情況下，硬度越高，強(qiáng)度越高，耐磨性越好，但脆性越大。但脆性越大。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能2. 硬度硬度常用的硬度測定方法有常用的硬度測定方法有兩種：兩種：布氏法布氏法的

17、測定原理是利用直徑為的測定原理是利用直徑為D(mm)的淬火鋼的淬火鋼球球或合金球或合金球，以，以P(N)的荷載將其壓入試件表面，經(jīng)的荷載將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時間后卸除荷載，得到直徑為規(guī)定的持續(xù)時間后卸除荷載，得到直徑為d(mm)的的壓痕，壓痕，用用荷除荷除P以以載壓痕表面積載壓痕表面積F(mm2) ，即為試件，即為試件的布氏硬度值的布氏硬度值HB，無無單位。單位。洛氏法洛氏法測定的原理與布氏法相似，但系根據(jù)壓頭測定的原理與布氏法相似，但系根據(jù)壓頭壓入試件的深度來表示硬度值壓入試件的深度來表示硬度值。洛氏法壓痕很小，洛氏法壓痕很小，常用于判定工件的熱處理效果。常用于判定工件的熱處理效果

18、。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能3. 沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性是指沖擊韌性是指材料材料抵抗沖擊荷載的能力。抵抗沖擊荷載的能力。鋼材的鋼材的沖擊韌性指標(biāo)是通過沖擊韌性指標(biāo)是通過夏比（夏比（V形缺口形缺口標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)試件試件）試驗確定的試驗確定的。沖擊韌性沖擊韌性akv表示表示單位面積單位面積上上所所吸收吸收的的沖擊沖擊功。功。akv值愈大，沖擊韌性愈好。值愈大，沖擊韌性愈好。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能3. 沖擊韌性沖擊韌性鋼材的沖擊韌性對鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及鋼材的沖擊韌性對

19、鋼的化學(xué)成分、組織狀態(tài)，以及冶煉、軋制質(zhì)量都比較敏感。例如冶煉、軋制質(zhì)量都比較敏感。例如P、S含量較高，含量較高，存在偏析、非金屬雜物和加工中形成微裂紋等都會存在偏析、非金屬雜物和加工中形成微裂紋等都會使沖擊韌性顯著降低。使沖擊韌性顯著降低。 沖擊韌性還與試驗溫度有關(guān)。沖擊韌性隨溫度的降沖擊韌性還與試驗溫度有關(guān)。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，當(dāng)試驗溫度低于某值時，沖擊韌性會突低而下降，當(dāng)試驗溫度低于某值時，沖擊韌性會突然大幅度下降，材料發(fā)生脆性斷裂，這種脆性稱為然大幅度下降，材料發(fā)生脆性斷裂，這種脆性稱為鋼材的冷脆性。鋼材的冷脆性。承受動荷載、負(fù)溫的結(jié)構(gòu)必須檢驗鋼材的沖擊韌性承受動荷載、負(fù)溫的結(jié)

20、構(gòu)必須檢驗鋼材的沖擊韌性和冷脆性。和冷脆性。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能4. 耐疲勞性耐疲勞性在反復(fù)荷載作用下，鋼材往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉在反復(fù)荷載作用下，鋼材往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。強(qiáng)度時發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的，一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的，因此，鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān)因此，鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān)。一般抗一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。由于疲勞裂紋是在應(yīng)力集中處形成和發(fā)展的，故由于疲

21、勞裂紋是在應(yīng)力集中處形成和發(fā)展的，故鋼材的疲勞極限不僅與其內(nèi)部組織有關(guān)，也和表面鋼材的疲勞極限不僅與其內(nèi)部組織有關(guān)，也和表面質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量有關(guān)。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能二、工藝性能二、工藝性能1. 可焊性可焊性指焊接后焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。指焊接后焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。焊接過程中，由于高溫和焊后的急速冷卻，會使焊焊接過程中，由于高溫和焊后的急速冷卻，會使焊縫及附近的鋼材發(fā)生組織構(gòu)造變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、縫及附近的鋼材發(fā)生組織構(gòu)造變化，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力、局部變形、變硬變脆，甚至產(chǎn)生微裂縫，降低了鋼局部變形、變硬變脆，甚至產(chǎn)生微裂縫，降低了鋼材

22、質(zhì)量。材質(zhì)量。影響鋼材可焊性的主要因素是化學(xué)成分及含量。如影響鋼材可焊性的主要因素是化學(xué)成分及含量。如含碳量超過含碳量超過0.3，可焊性顯著下降；雜質(zhì)及其他元，可焊性顯著下降；雜質(zhì)及其他元素增加，可焊性下降；特別是硫素增加，可焊性下降；特別是硫S，會使焊縫處產(chǎn)生，會使焊縫處產(chǎn)生硬脆及熱裂紋，稱熱脆性。硬脆及熱裂紋，稱熱脆性。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能二、工藝性能二、工藝性能2. 冷彎性能冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行冷彎試驗，試試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行冷彎試驗，試件彎曲處

23、的外表面無裂斷、裂縫或起層現(xiàn)象，即認(rèn)件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷彎性能合格。為冷彎性能合格。鋼材中鋼材中C、P含量較高或曾經(jīng)經(jīng)過不正常熱處理，含量較高或曾經(jīng)經(jīng)過不正常熱處理，其冷彎性能往往不合格。其冷彎性能往往不合格。第八章 第二節(jié)第二節(jié)第二節(jié) 力學(xué)性能與工藝性能力學(xué)性能與工藝性能二、工藝性能二、工藝性能2. 冷彎性能冷彎性能 鋼材的冷彎性能和其伸長率一樣，也是表示鋼材在靜鋼材的冷彎性能和其伸長率一樣，也是表示鋼材在靜荷載條件下的塑性。但冷彎是鋼材處于不利變形條件下荷載條件下的塑性。但冷彎是鋼材處于不利變形條件下的塑性，而伸長率是反映鋼材在均勻變形下的塑性。故的塑性，而伸長

24、率是反映鋼材在均勻變形下的塑性。故冷彎試驗是一種比較嚴(yán)格的檢驗。冷彎試驗是一種比較嚴(yán)格的檢驗。 冷彎試驗?zāi)芙沂句摬膬?nèi)部組織的均勻性，以及存在內(nèi)冷彎試驗?zāi)芙沂句摬膬?nèi)部組織的均勻性，以及存在內(nèi)應(yīng)力或夾雜物等缺陷的程度。在拉力試驗中，這些缺陷應(yīng)力或夾雜物等缺陷的程度。在拉力試驗中，這些缺陷常因塑性變形導(dǎo)致應(yīng)力重分布而反映不出來。常因塑性變形導(dǎo)致應(yīng)力重分布而反映不出來。 在工程實踐中，冷彎試驗還被用作檢驗鋼材焊接質(zhì)量在工程實踐中，冷彎試驗還被用作檢驗鋼材焊接質(zhì)量的一種手段，能揭示焊件表面存在的未熔合、微裂紋和的一種手段，能揭示焊件表面存在的未熔合、微裂紋和夾雜物等缺陷。夾雜物等缺陷。第八章 第二節(jié)第三

25、節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)一、純鐵的晶體組織一、純鐵的晶體組織純鐵的晶體組織是形成鐵碳合金的基礎(chǔ)，對鋼純鐵的晶體組織是形成鐵碳合金的基礎(chǔ)，對鋼鐵性能有一定影響。隨溫度不同，純鐵的晶體組鐵性能有一定影響。隨溫度不同，純鐵的晶體組織有兩種晶格形式：織有兩種晶格形式：體心立方晶格體心立方晶格 -Fe：723以下時，鐵原子排列在以下時，鐵原子排列在一個正六面體的中心和各個頂點；一個正六面體的中心和各個頂點；面心立方體晶格面心立方體晶格 -Fe：9101390時，鐵原子排列時，鐵原子排列在一個正六面體的各個頂點和六個面的中心。在一個正六面體的各個頂點和六個面的中心。-Fe比比-Fe具

26、有更好的塑性。具有更好的塑性。第八章 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)二、鐵碳合金的晶體組織二、鐵碳合金的晶體組織鋼是鐵碳合金晶體。晶體結(jié)構(gòu)中各個原子是以鋼是鐵碳合金晶體。晶體結(jié)構(gòu)中各個原子是以金屬鍵相結(jié)合的，這是鋼材具有較高強(qiáng)度和良好金屬鍵相結(jié)合的，這是鋼材具有較高強(qiáng)度和良好塑性的基礎(chǔ)。塑性的基礎(chǔ)。鐵和碳兩種元素可以不同的形態(tài)存在，這種形鐵和碳兩種元素可以不同的形態(tài)存在，這種形態(tài)稱為晶體組織。態(tài)稱為晶體組織。碳素鋼在冷卻過程中，其鐵碳素鋼在冷卻過程中，其鐵Fe和碳和碳C有三種結(jié)有三種結(jié)合形式：合形式：固溶體固溶體：Fe中固溶著微量的中固溶著微量的C或其他元素或其他元素

27、化合物化合物：Fe和和C結(jié)合成化合物結(jié)合成化合物Fe3C機(jī)械混合物機(jī)械混合物：固溶體和化合物的混合物：固溶體和化合物的混合物第八章 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)二、鐵碳合金的晶體組織二、鐵碳合金的晶體組織三種形式的鐵碳合金，在一定條件下能形成具三種形式的鐵碳合金，在一定條件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體，稱為鋼的金相組織，也稱有一定形態(tài)的聚合體，稱為鋼的金相組織，也稱顯微組織。顯微組織。鋼的基本組織主要有以下幾種：鋼的基本組織主要有以下幾種：1）鐵素體鐵素體 固溶體固溶體鋼材中的鐵素體為鋼材中的鐵素體為C在在-Fe中的固溶體，由于中的固溶體，由于-Fe晶格的原子間隙小

28、，溶碳能力較差，故鐵素體含晶格的原子間隙小，溶碳能力較差，故鐵素體含C量量很少，小于很少，小于0.02%，因此鐵素體的塑性、韌性很好，因此鐵素體的塑性、韌性很好，但強(qiáng)度、硬度很低。但強(qiáng)度、硬度很低。第八章 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)二、鐵碳合金的晶體組織二、鐵碳合金的晶體組織2）奧氏體奧氏體 固溶體固溶體奧氏體為奧氏體為C在在-Fe中的固溶體，中的固溶體，-Fe溶碳能力較強(qiáng)，溶碳能力較強(qiáng)，高溫時含碳量可達(dá)高溫時含碳量可達(dá)2.06%，低溫時也有，低溫時也有0.8%。奧氏體。奧氏體的強(qiáng)度、硬度較高，塑性、韌性好，在高溫下易于軋的強(qiáng)度、硬度較高，塑性、韌性好，在高溫下易

29、于軋制成型。制成型。3）滲碳體滲碳體 化合物化合物含含C量高達(dá)量高達(dá)6.67%，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑性差，性硬，晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑性差，性硬脆，抗拉強(qiáng)度低，但耐磨性好。脆，抗拉強(qiáng)度低，但耐磨性好。第八章 第三節(jié)第三節(jié)第三節(jié) 鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)鐵碳合金的晶體結(jié)構(gòu)二、鐵碳合金的晶體組織二、鐵碳合金的晶體組織4）珠光體珠光體 機(jī)械混合物機(jī)械混合物珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，含珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物，含C量量0.8%，較低，通常為層狀結(jié)構(gòu)，性能介于鐵素體和，較低，通常為層狀結(jié)構(gòu)，性能介于鐵素體和滲碳體之間，塑性較好，強(qiáng)度、硬度較高。滲碳體之間，塑性較好，強(qiáng)度、硬度較高。5）萊氏體萊氏體

30、機(jī)械混合物機(jī)械混合物當(dāng)溫度高于當(dāng)溫度高于723時，萊氏體是奧氏體與滲碳體的時，萊氏體是奧氏體與滲碳體的機(jī)械混合物；當(dāng)溫度低于機(jī)械混合物；當(dāng)溫度低于723時，萊氏體是珠光體時，萊氏體是珠光體與滲碳體的機(jī)械混合物。含與滲碳體的機(jī)械混合物。含C量量4.3%，性能介于珠光，性能介于珠光體和滲碳體之間。體和滲碳體之間。第八章 第三節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響一、碳一、碳C碳是鋼材中的重要元素，以固溶物、化合物、碳是鋼材中的重要元素，以固溶物、化合物、機(jī)械混合物形式存在。機(jī)械混合物形式存在。建筑鋼材一般含碳量不大于建筑鋼材一般含碳量不大于0.8%。在此范圍內(nèi)，。在此范圍內(nèi)，隨著含隨著含碳量

31、的提高，強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和碳量的提高，強(qiáng)度和硬度提高，而塑性和韌性則降低。大于韌性則降低。大于0.8%時，時，硬度硬度繼續(xù)繼續(xù)提高提高，塑塑性和韌性性和韌性繼續(xù)降低，但強(qiáng)度則變?yōu)榻档?。繼續(xù)降低，但強(qiáng)度則變?yōu)榻档?。碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。性和時效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。第八章 第四節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響二、硅二、硅Si以固溶形式存在。硅起著脫氧減少氣泡的作用，以固溶形式存在。硅起著脫氧減少氣泡的作用，鋼中的含硅量小于鋼中的含硅量小于1%時，硅素體可提高鋼材的時，硅素體可提高鋼材

32、的強(qiáng)度，對塑性和韌性影響不明顯。含量大于強(qiáng)度，對塑性和韌性影響不明顯。含量大于1%時，鋼的塑性和韌性顯著降低，冷脆性增加，焊時，鋼的塑性和韌性顯著降低，冷脆性增加，焊接性能變差。接性能變差。三、錳三、錳Mn以固溶形式存在。錳起著脫氧除硫的作用，能以固溶形式存在。錳起著脫氧除硫的作用，能消除鋼材的熱脆性，改善熱加工性，提高強(qiáng)度，消除鋼材的熱脆性，改善熱加工性，提高強(qiáng)度，但對塑性略有影響。高錳鋼具有很高的耐磨性。但對塑性略有影響。高錳鋼具有很高的耐磨性。第八章 第四節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響四、磷四、磷P固溶于鐵素體中。含磷量提高，鋼材的強(qiáng)度提固溶于鐵素體中。含磷量提高，鋼材的強(qiáng)

33、度提高，但塑性和韌性顯著下降，冷脆性增大，可焊高，但塑性和韌性顯著下降，冷脆性增大，可焊性變差。所以鋼材中的磷含量有嚴(yán)格限制，碳素性變差。所以鋼材中的磷含量有嚴(yán)格限制，碳素鋼中最多不超過鋼中最多不超過0.045%。但磷能提高鋼材在大。但磷能提高鋼材在大氣中的耐腐蝕性，高耐候鋼中的含磷量可高達(dá)氣中的耐腐蝕性，高耐候鋼中的含磷量可高達(dá)0.070.15%。五、硫五、硫S以化合物形式存在。以化合物形式存在。硫是有害元素，具有強(qiáng)烈硫是有害元素，具有強(qiáng)烈的偏析作用，降低機(jī)械性能的偏析作用，降低機(jī)械性能，引起熱脆現(xiàn)象，引起熱脆現(xiàn)象，焊焊接時易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。接時易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。

34、所以鋼所以鋼材中的硫含量有嚴(yán)格限制，碳素鋼中最多不超過材中的硫含量有嚴(yán)格限制，碳素鋼中最多不超過0.005%。第八章 第四節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響六、氧六、氧O以氧化物形式存在。使鋼材的強(qiáng)度降低，熱脆以氧化物形式存在。使鋼材的強(qiáng)度降低，熱脆性增大，韌性顯著變差，熱加工性能和焊接性能性增大，韌性顯著變差，熱加工性能和焊接性能下降。屬于有害元素。下降。屬于有害元素。七、氮七、氮N部分固溶于鐵素體中。部分固溶于鐵素體中。氮對鋼材性質(zhì)的影響與氮對鋼材性質(zhì)的影響與磷相似，使強(qiáng)度提高，塑性磷相似，使強(qiáng)度提高，塑性、韌性顯著下降韌性顯著下降，加加劇時效敏感性劇時效敏感性，增大，增大冷脆性

35、冷脆性、熱脆性、熱脆性，降低可焊，降低可焊性。性。鋼材中應(yīng)盡量降低氮的含量。鋼材中應(yīng)盡量降低氮的含量。在有鋁、妮、釩等在有鋁、妮、釩等元素元素的配合下，氮可作為低的配合下，氮可作為低合金鋼的合金元素使用。合金鋼的合金元素使用。第八章 第四節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響八、八、鈦鈦Ti鈦是強(qiáng)脫氧劑。它能顯著提高鋼材強(qiáng)度，改鈦是強(qiáng)脫氧劑。它能顯著提高鋼材強(qiáng)度，改善韌性和可焊性，減少時效傾向，是常用的合善韌性和可焊性，減少時效傾向，是常用的合金元素。金元素。九、釩九、釩V釩能有效提高強(qiáng)度，并能減少時效傾向，但釩能有效提高強(qiáng)度，并能減少時效傾向，但增加焊接時的淬硬傾向增加焊接時的淬硬傾向

36、。第八章 第四節(jié)第四節(jié)第四節(jié) 化學(xué)元素的影響化學(xué)元素的影響十、十、小結(jié)小結(jié)1. 改善鋼材性能的，有時是人為加入的，又稱為合金改善鋼材性能的，有時是人為加入的，又稱為合金元素，如元素，如Si、Mn、Ti、V、Nb等。等。2. 劣化鋼材性能的，如劣化鋼材性能的，如O、S、P、N等。等。第八章 第四節(jié)元素元素變化變化強(qiáng)度強(qiáng)度硬度硬度塑性塑性韌性韌性冷脆性冷脆性 可焊性可焊性其他其他碳碳C 1% 錳錳Mn脫氧脫硫劑脫氧脫硫劑鈦鈦Ti 強(qiáng)脫氧劑強(qiáng)脫氧劑釩釩V時效時效鈮鈮Nb磷磷P 偏析偏析硫硫S氧氧O氮氮N 第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理壓延加工壓延加工：將鋼錠或鋼材在加熱或常溫條件下，

37、：將鋼錠或鋼材在加熱或常溫條件下，進(jìn)行壓延加工，改變鋼材的外形、組織構(gòu)造和進(jìn)行壓延加工，改變鋼材的外形、組織構(gòu)造和力學(xué)性質(zhì)。力學(xué)性質(zhì)。熱處理熱處理：將鋼材進(jìn)行加熱、冷卻等處理，改善：將鋼材進(jìn)行加熱、冷卻等處理，改善鋼材的組織和性能。鋼材的組織和性能。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理一、壓力熱加工一、壓力熱加工壓力熱加工壓力熱加工：將：將9001200的鋼錠或鋼材通的鋼錠或鋼材通過碾軋或鍛壓，得到一定大小和形狀的鋼材或過碾軋或鍛壓，得到一定大小和形狀的鋼材或零件。零件。壓力熱加工可使粗大晶粒破碎，組織變得均壓力熱加工可使粗大晶粒破碎，組織變得均勻，微小氣孔或裂縫閉合而

38、密實度提高，從而勻，微小氣孔或裂縫閉合而密實度提高，從而消除鋼材的缺陷。這就是熱軋薄鋼板、小截面消除鋼材的缺陷。這就是熱軋薄鋼板、小截面型鋼、細(xì)鋼絲和鍛造零件機(jī)械性能高、質(zhì)量好型鋼、細(xì)鋼絲和鍛造零件機(jī)械性能高、質(zhì)量好的原因。的原因。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理二、冷加工二、冷加工冷加工冷加工：鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔、冷：鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、刻痕等工藝的總稱。軋、冷扭、刻痕等工藝的總稱。冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化：在冷加工過程中，鋼材產(chǎn)生塑：在冷加工過程中，鋼材產(chǎn)生塑性變形，從而強(qiáng)度和硬度提高，彈模降低，塑性變形，從而強(qiáng)度和硬度提高，彈模降低，塑

39、性和韌性降低的現(xiàn)象。性和韌性降低的現(xiàn)象。原理：鋼材在塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，晶粒原理：鋼材在塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，晶粒破碎，晶格畸變，晶格缺陷增多，對晶格滑移破碎，晶格畸變，晶格缺陷增多，對晶格滑移起到阻礙作用。起到阻礙作用。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理三、熱處理三、熱處理1. 退火退火退火退火：將鋼材加熱到一定溫度，保持相當(dāng)時間：將鋼材加熱到一定溫度，保持相當(dāng)時間后，在退火爐中緩慢冷卻的工藝。根據(jù)加熱溫度后，在退火爐中緩慢冷卻的工藝。根據(jù)加熱溫度不同，分為完全退火、不完全退火和低溫退火。不同，分為完全退火、不完全退火和低溫退火。完全退火需將鋼材加熱至完全退火需將

40、鋼材加熱至723（相變溫度）（相變溫度）以上以上2030。能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶。能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高，便于加工。高，便于加工。低溫退火將鋼材加熱至低溫退火將鋼材加熱至600650。能減少晶。能減少晶格缺陷和畸變，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度。格缺陷和畸變，消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理三、熱處理三、熱處理2. 淬火淬火淬火淬火：將鋼材加熱至：將鋼材加熱至723以上以上3050，保持，保持一定時間后，在鹽水、冷水中或機(jī)油中急速冷卻一定時間后，在鹽水、冷

41、水中或機(jī)油中急速冷卻的工藝。的工藝。鋼材淬火后，強(qiáng)度和硬度提高，脆性增大，塑鋼材淬火后，強(qiáng)度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低。性和韌性明顯降低。含碳量過高的鋼，淬火后太脆；含碳量過低的含碳量過高的鋼，淬火后太脆；含碳量過低的鋼，淬火后性能無明顯變化。最適宜淬火的含碳鋼，淬火后性能無明顯變化。最適宜淬火的含碳量在量在0.9%左右。左右。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理三、熱處理三、熱處理3. 回火回火回火回火：將淬火后的鋼材重新加熱至：將淬火后的鋼材重新加熱至150650，保持一定時間后，再緩慢地或較快地冷卻至室溫保持一定時間后，再緩慢地或較快地冷卻至室溫的工

42、藝。的工藝?；鼗鹂上摬拇慊饡r產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)塑回火可消除鋼材淬火時產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，恢復(fù)塑性和韌性，降低硬度。性和韌性，降低硬度?；鼗饻囟扔?，鋼材硬度下降愈多，塑性和韌回火溫度愈高，鋼材硬度下降愈多，塑性和韌性改善愈明顯。性改善愈明顯。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理三、熱處理三、熱處理4. 正火正火正火正火：將鋼材加熱到：將鋼材加熱到723以上以上3050或更高溫或更高溫度，保持相當(dāng)長時間后，在空氣中緩慢冷卻的工藝。度，保持相當(dāng)長時間后，在空氣中緩慢冷卻的工藝。對大截面鋼材，正火相當(dāng)于退火效果；低碳鋼正對大截面鋼材，正火相當(dāng)于退火效果；低碳鋼正火后的強(qiáng)度高于退

43、火，有利于改善其加工性能；高火后的強(qiáng)度高于退火，有利于改善其加工性能；高碳鋼正火后，可獲得較好的綜合力學(xué)性能。碳鋼正火后，可獲得較好的綜合力學(xué)性能。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理三、熱處理三、熱處理5. 調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理調(diào)質(zhì)處理：對鋼材進(jìn)行多次淬火、回火等處理：對鋼材進(jìn)行多次淬火、回火等處理的綜合熱處理工藝。的綜合熱處理工藝。調(diào)質(zhì)處理使鋼材具有所需的晶體組織和均勻細(xì)調(diào)質(zhì)處理使鋼材具有所需的晶體組織和均勻細(xì)致的晶體結(jié)構(gòu)，從而獲得強(qiáng)度、塑性、韌性等各致的晶體結(jié)構(gòu)，從而獲得強(qiáng)度、塑性、韌性等各方面都較好的綜合力學(xué)性能。方面都較好的綜合力學(xué)性能。第八章 第五節(jié)第五

44、節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理四、時效四、時效 時效時效：又稱時效硬化，即鋼的強(qiáng)度和硬度隨：又稱時效硬化，即鋼的強(qiáng)度和硬度隨時間增長而逐漸提高，塑性和韌性逐漸降低的時間增長而逐漸提高，塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。時效可引起焊接頭、船舶、橋梁及受動荷載時效可引起焊接頭、船舶、橋梁及受動荷載的水工鋼結(jié)構(gòu)突然斷裂，從而失事，尤其在低的水工鋼結(jié)構(gòu)突然斷裂，從而失事，尤其在低溫下工作的鋼結(jié)構(gòu)，影響更為嚴(yán)重。溫下工作的鋼結(jié)構(gòu)，影響更為嚴(yán)重。第八章 第五節(jié)第五節(jié)第五節(jié) 壓延加工與熱處理壓延加工與熱處理四、時效四、時效正常時效正常時效：鋼材正常狀態(tài)下的時效，極其緩慢。：鋼材正常狀態(tài)下的時效，極

45、其緩慢。熱時效熱時效：又稱淬火時效，低碳鋼由高溫狀態(tài)快速冷：又稱淬火時效，低碳鋼由高溫狀態(tài)快速冷卻產(chǎn)生的時效，如淬火或焊縫處，靜置卻產(chǎn)生的時效，如淬火或焊縫處，靜置3個月后，沖個月后，沖擊韌性顯著下降，低溫下靜置，現(xiàn)象更為嚴(yán)重。擊韌性顯著下降，低溫下靜置，現(xiàn)象更為嚴(yán)重。冷加工時效冷加工時效：鋼材冷加工后，靜置一段時間后發(fā)生：鋼材冷加工后，靜置一段時間后發(fā)生的時效。的時效。自然時效自然時效：將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放：將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放1520d，完成時效；，完成時效；人工時效人工時效：將冷拉后的鋼筋加熱到：將冷拉后的鋼筋加熱到100200并并保持一段時間，完成時效。保持一段時間，完

46、成時效。第八章 第五節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用 建筑鋼材分為建筑鋼材分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材和和鋼筋混凝土用鋼筋混凝土用鋼材鋼材兩大類。兩大類。一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材1. 特點特點構(gòu)件尺寸大，形狀復(fù)雜，不能對其進(jìn)行整體熱處理，構(gòu)件尺寸大，形狀復(fù)雜，不能對其進(jìn)行整體熱處理，鋼材必須在供貨狀態(tài)下直接工作。鋼材必須在供貨狀態(tài)下直接工作。構(gòu)件在制作過程中，常需冷彎、焊接等，要求鋼材構(gòu)件在制作過程中，常需冷彎、焊接等，要求鋼材冷加工時效性小，可焊性好。冷加工時效性小，可焊性好。結(jié)構(gòu)一般暴露于自然環(huán)境中，尤其是水工鋼結(jié)構(gòu)多結(jié)構(gòu)一般暴露于自然環(huán)境中，尤其是水工鋼結(jié)

47、構(gòu)多處于潮濕、腐蝕或低溫條件下工作，要求鋼材具有與處于潮濕、腐蝕或低溫條件下工作，要求鋼材具有與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性和工作可靠性。環(huán)境相適應(yīng)的耐久性和工作可靠性。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材2. 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，國家標(biāo)準(zhǔn)又稱普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T700-2006碳碳素結(jié)構(gòu)鋼素結(jié)構(gòu)鋼規(guī)定，我國碳素結(jié)構(gòu)鋼主要按強(qiáng)度分為規(guī)定，我國碳素結(jié)構(gòu)鋼主要按強(qiáng)度分為5個個鋼號及不同牌號。鋼號及不同牌號。碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號按順序由代表屈服強(qiáng)度的字母碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號按順序由代表屈服強(qiáng)度的字母Q，屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度(195

48、、215、235、275)，質(zhì)量等級符號，質(zhì)量等級符號(A、B、C、D)，脫氧程度符號，脫氧程度符號(F、b、Z、TZ，其中，其中Z、TZ省省略略)等四部分組成。等四部分組成。例如例如Q235-AF，它表示屈服強(qiáng)度不低于，它表示屈服強(qiáng)度不低于235MPa的質(zhì)的質(zhì)量等級為量等級為A級的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。級的沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材2. 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號由碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號由Q195至至Q275，鋼中含碳量逐漸增，鋼中含碳量逐漸增加，強(qiáng)度提高，塑性、韌性、可焊性降低。加，強(qiáng)度提高，塑性、韌性、可

49、焊性降低。質(zhì)量等級由質(zhì)量等級由A到到D，鋼中有害元素，鋼中有害元素S、P含量逐漸減少，含量逐漸減少，韌性改善，質(zhì)量提高。韌性改善，質(zhì)量提高。Q195、Q215的強(qiáng)度低，的強(qiáng)度低，Q275的塑性、韌性、可焊的塑性、韌性、可焊性較差，性較差，Q235的綜合性能較好，是建筑工程中最常應(yīng)的綜合性能較好，是建筑工程中最常應(yīng)用的鋼種。用的鋼種。碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要求見：碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要求見：GB700-2006碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材3. 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼簡稱低

50、合金結(jié)構(gòu)鋼，系在碳素鋼的基礎(chǔ)上，加入總量簡稱低合金結(jié)構(gòu)鋼，系在碳素鋼的基礎(chǔ)上，加入總量小于小于5%的合金元素冶煉而得。常用的合金元素有的合金元素冶煉而得。常用的合金元素有Si、Mn、Ti、V、Nb、Cr、Ni、Cu及各種稀土元素等。及各種稀土元素等。低合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素鋼的強(qiáng)度高低合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素鋼的強(qiáng)度高，且具有良好的塑性、，且具有良好的塑性、韌性、可焊性、耐磨性、耐久性、耐低溫性。韌性、可焊性、耐磨性、耐久性、耐低溫性。低合金結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼。低合金結(jié)構(gòu)鋼都是鎮(zhèn)靜鋼。低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號由字母低合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號由字母Q，屈服強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度(295、345、390、420、460)，質(zhì)量等級符號

51、，質(zhì)量等級符號(A、B、C、D、E)等三等三部分組成。部分組成。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材3. 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼簡稱低合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼簡稱低合金結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土中，特別適用管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土中，特別適用于重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁工程和大型于重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁工程和大型水工鋼結(jié)構(gòu)。水工鋼結(jié)構(gòu)。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要求見：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要

52、求見：GB/T1591-94低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材4. 熱處理高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼熱處理高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼為滿足工程日益向高性能、輕量化、大型化發(fā)展的需為滿足工程日益向高性能、輕量化、大型化發(fā)展的需求，生產(chǎn)了求，生產(chǎn)了經(jīng)熱處理的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼經(jīng)熱處理的高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。熱處理高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要求見：熱處理高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)指標(biāo)和化學(xué)成分要求見：GB/T16720-1996高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼熱處理和控軋鋼板、鋼高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼熱處理和控軋鋼板、鋼帶帶。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與

53、應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材5. 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼即生產(chǎn)過程中對質(zhì)量控制較嚴(yán)，性能穩(wěn)定的碳素鋼。即生產(chǎn)過程中對質(zhì)量控制較嚴(yán)，性能穩(wěn)定的碳素鋼。根據(jù)根據(jù)GB/T699-1999優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，按含錳量不同，按含錳量不同，優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼分為普通含錳量普通含錳量(0.8%)和和較高含錳量較高含錳量(0.71.2%)兩組。兩組。質(zhì)量等級分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼質(zhì)量等級分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼A、特級優(yōu)質(zhì)鋼、特級優(yōu)質(zhì)鋼E三級。三級。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由含碳量優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由含碳量(兩位萬分?jǐn)?shù)兩位萬分?jǐn)?shù))，含錳量符號，質(zhì)，含錳量符

54、號，質(zhì)量等級符號，脫氧程度符號組成。量等級符號，脫氧程度符號組成。對于普通含錳量，對于普通含錳量，Mn可以省略；對于沸騰鋼，后面加可以省略；對于沸騰鋼，后面加“F”。如如08F表示平均含碳量表示平均含碳量0.08%，含錳量，含錳量0.8%的沸騰鋼；的沸騰鋼；25MnA表示平均含碳量表示平均含碳量0.25%，含錳量，含錳量0.71.2%的高級優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼。的高級優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材6. 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼即合金元素含量較高的鋼。即合金元素含量較高的鋼。根據(jù)根據(jù)GB/T3077-1999合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼

55、，合金結(jié)構(gòu)鋼的，合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號牌號由含碳量由含碳量(兩位萬分?jǐn)?shù)兩位萬分?jǐn)?shù))，主要合金元素含量符號組，主要合金元素含量符號組成。成。元素平均含量元素平均含量1.5%，只寫元素符號；元素平均含，只寫元素符號；元素平均含量為量為1.52.49%，在元素符號后加，在元素符號后加2；元素平均含量為；元素平均含量為2.53.49%，在元素符號后加，在元素符號后加3；以此類推。；以此類推。如如35Mn2表示平均含碳量表示平均含碳量0.35%，含錳量，含錳量1.52.49%的合金鋼；的合金鋼；45Si2MnV表示平均含碳量表示平均含碳量0.45%，含硅量，含硅量1.52.49%，含錳量和含釩量，含錳量和含釩

56、量1.5%的合金鋼。的合金鋼。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材6. 合金結(jié)構(gòu)鋼合金結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼是用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼是用于機(jī)械結(jié)構(gòu)的主要鋼種。在建筑工程和水利工程中，常用來加工制作各種鋼種。在建筑工程和水利工程中，常用來加工制作各種軸、桿、鉸、高強(qiáng)螺栓等受力構(gòu)件，以及鋼鑄件。軸、桿、鉸、高強(qiáng)螺栓等受力構(gòu)件，以及鋼鑄件。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材7. 專門用途鋼專門用途鋼專門用途鋼是在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素

57、結(jié)專門用途鋼是在低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整合金元素，嚴(yán)格構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼基礎(chǔ)上，適當(dāng)調(diào)整合金元素，嚴(yán)格控制控制S、P含量，改善質(zhì)量等級，使鋼材性能滿足特定含量，改善質(zhì)量等級，使鋼材性能滿足特定要求的鋼種。要求的鋼種。專門用途鋼的牌號是在基礎(chǔ)牌號后加專門用途符號。專門用途鋼的牌號是在基礎(chǔ)牌號后加專門用途符號。如如耐候鋼耐候鋼NH、高耐候鋼、高耐候鋼GNH或或GNHL、橋梁用鋼、橋梁用鋼q、壓力容器用鋼壓力容器用鋼R、低溫壓力容器用鋼、低溫壓力容器用鋼DR等。等。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用一一. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)用鋼材

58、8. 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的選用鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的選用一般鋼結(jié)構(gòu)，主要選用一般鋼結(jié)構(gòu)，主要選用Q235-A、Q235-B、Q345-A、Q345-B等。等。有特殊要求時，應(yīng)選用專門用途鋼、優(yōu)質(zhì)鋼或高強(qiáng)有特殊要求時，應(yīng)選用專門用途鋼、優(yōu)質(zhì)鋼或高強(qiáng)度鋼等。度鋼等。水工鋼結(jié)構(gòu)用鋼，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)種類、連接方式、工水工鋼結(jié)構(gòu)用鋼，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)種類、連接方式、工作條件、運行環(huán)境等因素合理選擇鋼的品種和牌號。作條件、運行環(huán)境等因素合理選擇鋼的品種和牌號。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用二二. 鋼筋混凝土用鋼材鋼筋混凝土用鋼材1. 熱軋鋼筋熱軋鋼筋根據(jù)表面特征不同，根據(jù)表面特征不同，分為光

59、圓鋼筋和帶肋鋼筋。分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。根據(jù)加工方法不同，根據(jù)加工方法不同，分為熱軋光圓鋼筋分為熱軋光圓鋼筋HPB、熱軋帶、熱軋帶肋鋼筋肋鋼筋HRB、HRBF和余熱處理鋼筋和余熱處理鋼筋RRB。熱軋光圓鋼筋牌號有：熱軋光圓鋼筋牌號有：HPB230、HPB300，I級鋼筋。級鋼筋。帶肋鋼筋牌號有：帶肋鋼筋牌號有：HRB335、HRBF335，II級鋼筋；級鋼筋；HRB400、HRBF400，III級鋼筋；級鋼筋；HRB500、HRBF500，介于介于IIIIV級之間級之間 。余熱處理鋼筋牌號有：余熱處理鋼筋牌號有：KL400/RRB400，III級鋼筋。級鋼筋。第八章 第六節(jié)第六節(jié)第六節(jié) 建筑

60、鋼材的牌號與應(yīng)用建筑鋼材的牌號與應(yīng)用二二. 鋼筋混凝土用鋼材鋼筋混凝土用鋼材1. 熱軋鋼筋熱軋鋼筋鋼筋的品種和力學(xué)性能要求見：鋼筋的品種和力學(xué)性能要求見：GB1499.1-2008鋼筋鋼筋混凝土用鋼混凝土用鋼 第第1部分：熱軋光圓鋼筋部分：熱軋光圓鋼筋、GB1499.2-2007鋼筋混凝土用鋼鋼筋混凝土用鋼 第第2部分：熱軋帶肋鋼筋部分：熱軋帶肋鋼筋、GB13014-91混凝土用余熱處理鋼筋混凝土用余熱處理鋼筋。I級鋼筋為低碳鋼，強(qiáng)度較低，塑性、可焊性好，主要級鋼筋為低碳鋼，強(qiáng)度較低，塑性、可焊性好，主要用于受力筋和構(gòu)造筋。用于受力筋和構(gòu)造筋。II、III級鋼筋為低合金高強(qiáng)度鋼，強(qiáng)度較高，塑性