學(xué)習(xí)情境5鋼材試驗(yàn)課件

學(xué)習(xí)情境5

鋼材試驗(yàn)

學(xué)習(xí)目的能根據(jù)鋼筋的種類截取試驗(yàn)要求的數(shù)量和長(zhǎng)度能用試驗(yàn)機(jī)測(cè)定鋼筋的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算能用試驗(yàn)機(jī)對(duì)鋼筋進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，評(píng)定鋼筋的合格性學(xué)習(xí)任務(wù)書某工地新進(jìn)一批鋼筋，需取樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)和彎拉試驗(yàn)，以判定是否滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

英國(guó)福斯灣河橋

南京長(zhǎng)江大橋南京長(zhǎng)江大橋

位于江蘇省南京市，跨越長(zhǎng)江的公路鐵路兩用鋼桁架橋。正橋有1孔，共長(zhǎng)1576m，包括1孔128m簡(jiǎn)支桁架梁和3聯(lián)3孔各160m連續(xù)桁架梁。正橋?yàn)楣疯F路雙層鋼連續(xù)桁梁橋，上層為四車道公路橋，下層為雙線鐵路橋。蕪湖長(zhǎng)江大橋拱肋轉(zhuǎn)體施工基礎(chǔ)砼預(yù)制主梁拼裝焊接二、建筑鋼材的主要品種1.型鋼簡(jiǎn)單截面型鋼：圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼等；復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。二、建筑鋼材的主要品種2.線材如鋼筋、鋼絲等。二、建筑鋼材的主要品種3.管材無(wú)縫鋼管、焊接鋼管等。二、建筑鋼材的主要品種4.板材光面鋼板、花紋鋼板、彩色涂層鋼板等。壓型彩鋼板三、鋼的冶煉方法簡(jiǎn)介按照煉鋼爐的種類，煉鋼方法可分為：1.空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法一般煉制普通碳素鋼。2.氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。3.平爐煉鋼法用來煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或有特殊要求的專用鋼。4.電爐煉鋼法白口鐵液態(tài)生鐵吹入空氣或氧氣鋼澆注成鋼錠脫氧熔融四、鋼的分類3.按化學(xué)成分分4.按用途分分為建筑鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼（如不銹鋼、耐酸鋼、耐堿鋼、磁鋼等。鋼中碳鋼低合金鋼高碳鋼低碳鋼碳素鋼合金鋼中合金鋼高合金鋼C＜0.25%C=0.25%～0.60％C＞0.60％合金總含量＜5%5%～10％＞10％建筑鋼材的主要性能標(biāo)準(zhǔn)試件按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車削加工后的試件。l0

A0d0l非標(biāo)準(zhǔn)試件不經(jīng)過加工，直接在線材上切取的試件。頭部頭部工作段一、拉伸性能1.低碳鋼的拉伸性能萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)σε0鋼材拉伸過程的σ-ε圖OB—彈性階段BC—屈服階段CD—強(qiáng)化階段DE—頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上屈服點(diǎn)C下下屈服點(diǎn)以下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為鋼材的屈服強(qiáng)度。（1）拉伸試驗(yàn)過程σε0

鋼材拉伸屈服階段示意圖AB0C下C上CBC下C上C屈服階段放大后σε0

鋼材拉伸強(qiáng)化階段示意圖AB0C下C上CDDDDD強(qiáng)化階段σbσb——抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限。DCσε0E鋼材拉伸頸縮階段示意圖AB0C下C上CDDE——頸縮階段（2）拉伸過程的參數(shù)強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：塑性指標(biāo)伸長(zhǎng)率：2.硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能硬鋼強(qiáng)度高，塑性差，拉伸過程無(wú)明顯屈服階段，無(wú)法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。用條件屈服強(qiáng)度σ0.2來代替屈服強(qiáng)度。條件屈服點(diǎn)σ0.2：使硬鋼產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力。見左圖。σε0A0.2%aboa——總變形。ba——彈性變形99.8%。ob——塑性變形0.2%。二、沖擊韌性定義及指標(biāo)指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用沖擊韌性值αk表示。αk越大，則沖擊韌性越好。αk是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的功（J/cm2）。影響因素硫、磷含量高，存在化學(xué)偏析，含非金屬夾雜物，焊接形成裂紋，溫度降低等，均會(huì)降低沖擊韌性。對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考慮沖擊韌性。三、工藝性能1.冷彎性能指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。冷彎試驗(yàn)的指標(biāo)：彎心直徑d與試件厚度（直徑）a的比值d/a；彎曲角度（90°或180°）；試樣彎曲外表面無(wú)肉眼可見裂紋則冷彎合格。通過冷彎試驗(yàn)，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。三、工藝性能2.可焊性可焊性是指在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響，焊接后接頭強(qiáng)度是否與母體相近的性能?？珊感允芑瘜W(xué)成分及含量的影響。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均會(huì)降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)采用高碳鋼及合金鋼時(shí)，為了改善焊接后的硬脆性，焊接時(shí)一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。四、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效1.冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過其屈服點(diǎn)但不超過抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等。對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度，利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。四、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效2.時(shí)效鋼材隨時(shí)間的延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱為時(shí)效。時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。自然時(shí)效是將其冷加工后，在常溫下放置15～20d；人工時(shí)效是將冷加工后的鋼材加熱至100～200℃保持2h以上。經(jīng)過時(shí)效處理后的鋼材，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及硬度都將提高，而塑性和韌性降低。建筑鋼材的鋼種及牌號(hào)一、碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）1.牌號(hào)表示法由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成；如：Q235－AF表示為屈服點(diǎn)不小于235MPa的A級(jí)沸騰鋼。2.牌號(hào)共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB700規(guī)定。一、碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）4.應(yīng)用Q195、Q215，含碳量低，強(qiáng)度低，塑性、韌性、加工性能和可焊性好，主要用于軋制薄板和盤條、制造鉚釘、地腳螺栓等。Q235，含碳適中，綜合性能好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最廣泛。常軋制成盤條或鋼筋，以及圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等型鋼，廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。Q255、Q275，強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作鉚接與螺栓連接的結(jié)構(gòu)及加工機(jī)械零件。二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1.牌號(hào)表示方法由代表屈服點(diǎn)的拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、E）三部分按順序組成。如Q345A表示屈服點(diǎn)不小于345MPa的A級(jí)鋼。2.牌號(hào)共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求其化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB/T1591的規(guī)定二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼4.應(yīng)用Q295，鋼中只含有極少量合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑工程中對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。Q345、Q390，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性。主要用于承受較高荷載的焊接結(jié)構(gòu)。Q420、Q460，強(qiáng)度高，特別是在熱處理后有較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、荷載大的輕型結(jié)構(gòu)。鋼筋一、熱軋鋼筋1.生產(chǎn)采用鋼錠經(jīng)加熱軋制自然冷卻而成。2.分類鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩種。3.牌號(hào)熱軋直條光圓鋼筋：HPB235熱軋帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、HRB500H、R、B分別為熱軋（Hotrolled）、帶肋（Ribbed）、鋼筋（Bars）三個(gè)詞英文首位字母。推薦公稱尺寸：光圓：8、10、12、16、20；帶肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm

月牙肋鋼筋一、熱軋鋼筋4.熱軋鋼筋的力學(xué)性能、工藝性能應(yīng)符合下表的規(guī)定。表面形狀強(qiáng)度等級(jí)代號(hào)公稱直徑屈服點(diǎn)σs，MPa抗拉強(qiáng)度σb，MPa伸長(zhǎng)率δ5，%冷彎d—彎心直徑a—鋼筋公稱直徑不小于光圓HPB2358～2023537025180°d=a月牙肋HRB3356～2528～5033549016180°d=3a180°d=4aHRB4006～2528～5040057014180°d=4a180°d=5aHRB5006～2528～5050063012180°d=6a180°d=7a二、低碳熱軋圓盤條1.概述低碳熱軋圓盤條的公稱直徑為5.5～30mm，大多通過卷線機(jī)成盤卷供應(yīng)，因此稱為盤條、盤圓或線材。2.分類按用途分為：供拉絲用盤條（代號(hào)L）、供建筑和其他一般用途用盤條（代號(hào)J）兩種。3.牌號(hào)低碳熱軋圓盤條的牌號(hào)表示方法由屈服點(diǎn)符號(hào)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)、用途類別符號(hào)等五個(gè)內(nèi)容表示。二、低碳熱軋圓盤條4.力學(xué)性能和工藝性能5.應(yīng)用大量用作建筑工程中鋼筋混凝土的配筋外，還適用于供拉絲、包裝及其它用途。牌號(hào)力學(xué)性能冷彎試驗(yàn)180°d=彎心直徑a=試樣直徑屈服點(diǎn)σs，MPa抗拉強(qiáng)度σb，MPa伸長(zhǎng)率δ5，%不小于Q21521537527d=0Q23523541023d=0.5a低碳熱軋圓盤條的力學(xué)性能和工藝性能三、冷軋帶肋鋼筋1.生產(chǎn)冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在表面冷軋成兩面或三面有肋的鋼筋。鋼筋冷軋后允許進(jìn)行低溫回火處理。2.牌號(hào)按抗拉強(qiáng)度分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五個(gè)牌號(hào)。3.規(guī)格直徑范圍為4～12mm，推薦的公稱直徑為5、6、7、8、9、10mm三、冷軋帶肋鋼筋4.力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合GB13788的相關(guān)規(guī)定。5.應(yīng)用冷軋帶肋鋼筋用于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與熱軋圓盤條相比，強(qiáng)度提高17%左右，可節(jié)約鋼材30%左右；用于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與低碳冷拔絲比，伸長(zhǎng)率高，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力較大，適用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也適用于焊接鋼筋網(wǎng)。四、熱處理鋼筋1.概述熱處理鋼筋是經(jīng)過淬火和回火調(diào)質(zhì)處理的螺紋鋼筋。分有縱肋和無(wú)縱肋兩種，其外形分別見右圖。代號(hào)為RB150。2.規(guī)格公稱直徑6、8.2、10mm。3.牌號(hào)有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)。有縱肋無(wú)縱肋四、熱處理鋼筋4.力學(xué)性能5.特點(diǎn)及應(yīng)用熱處理鋼筋具有很高的強(qiáng)度外，還具有較好的塑性和韌性，特別適合于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但其對(duì)應(yīng)力腐蝕及缺陷敏感性強(qiáng)，應(yīng)防止產(chǎn)生銹蝕及刻痕等現(xiàn)象。熱處理鋼筋不適用于焊接和點(diǎn)焊的鋼筋。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的力學(xué)性能公稱直徑mm牌號(hào)σ0.2σbδ10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr132514706鋼絲及鋼絞線一、鋼絲1.生產(chǎn)以優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)力混凝土骨架的鋼絲。2.分類按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種。3.力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。鋼絲主要用作橋梁、吊車梁、電桿、樓板、大口徑管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋。二、鋼絞線1.生產(chǎn)由多根圓形斷面鋼絲捻制而成。鋼絞線按左捻制成并經(jīng)回火處理消除內(nèi)應(yīng)力。2.規(guī)格鋼絞線按應(yīng)力松弛性能分為兩級(jí)：Ⅰ級(jí)松弛（代號(hào)Ⅰ）、Ⅱ級(jí)松弛（代號(hào)Ⅱ）。公稱直徑有9.0、12.0、15.0mm三種規(guī)格。3.特點(diǎn)及應(yīng)用鋼絞線與其他配筋材料相比，具有強(qiáng)度高、柔性好、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點(diǎn)。