智能建造工程專業(yè)03課件講解

智能建造工程專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.5.1化學(xué)成分的影響

主講人：王麗鋼是含碳量小于2%的鐵碳合金，碳大于2%時(shí)則為鑄鐵。制造鋼結(jié)構(gòu)所用的材料有碳素結(jié)構(gòu)鋼中的低碳鋼及低合金結(jié)構(gòu)鋼。其中純鐵約占99%，碳及雜質(zhì)元素約占1%，低合金結(jié)構(gòu)鋼中，除上述元素外還加入合金元素，后者總量通常不超過(guò)3%。鋼材的化學(xué)成分鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)碳1錳2

硅3釩、鈮、鈦4鋁、鉻、鎳5

硫6磷7氧、氮81.碳隨著碳含量的增加，鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，而塑性和沖擊韌性尤其是低溫沖擊韌性下降，冷彎性能、可焊性和抗銹蝕性能等也明顯惡化。鋼結(jié)構(gòu)用鋼的碳含量一般不超過(guò)0.22%，對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)，為了有良好的可焊性，以不超過(guò)0.2%為好。2.錳錳是有益元素，當(dāng)錳含量不太多時(shí)可有效提高鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度，降低硫、氧對(duì)鋼材的熱脆影響，改善鋼材的熱加工性能和冷脆傾向，且對(duì)鋼材的塑性和沖擊韌性無(wú)明顯降低。錳有脫氧作用，是弱脫氧劑。但是錳可使鋼材的可焊性降低，故含量含量有限制。碳素結(jié)構(gòu)鋼中錳含量一般為0.3%-0.8%；在低合金鋼中錳是合金元素，含量為1.0%-1.7%。3.硅硅是有益元素。它作為強(qiáng)脫氧劑而加入普通碳素鋼中，以制成質(zhì)量較優(yōu)的鎮(zhèn)靜鋼。適量的硅可提高鋼的強(qiáng)度，而對(duì)塑性、沖擊韌性、可焊性及冷彎性能無(wú)明顯不良影響。硅的含量在碳素鎮(zhèn)靜鋼中為0.12%-0.3%，低合金鋼中為0.2%-0.55%，過(guò)量時(shí)則會(huì)惡化可焊性及抗銹蝕性。4.釩、鈮、鈦釩、鈮、鈦都能使鋼材晶粒細(xì)化。我國(guó)的低合金鋼都含有這三種元素，既可提高鋼材強(qiáng)度，又保持良好的塑性、韌性。5.鋁、鉻、鎳鋁是強(qiáng)脫氧劑，用鋁進(jìn)行補(bǔ)充脫氧，不僅進(jìn)一步減少鋼中的有害氧化物，而且能細(xì)化晶粒。低合金鋼的C、D及E級(jí)都規(guī)定鋁含量不低于0.015%，以保證必要的低溫韌性。鉻和鎳是提高鋼材強(qiáng)度的合金元素，用于Q390鋼和Q420鋼。6.硫硫是有害元素，屬于雜質(zhì)，能生成易于熔化的硫化鐵，當(dāng)熱加工及焊接使溫度達(dá)800-1000oC時(shí)，可能出現(xiàn)裂紋，稱為熱脆。硫還能降低鋼的沖擊韌性，影響疲勞性能與抗銹蝕性能。因此，對(duì)硫的含量必須嚴(yán)格控制，一般應(yīng)不超過(guò)0.045%-0.050%。7.磷磷既是有害元素也是能利用的合金元素。磷是碳素鋼中的雜質(zhì)，它在低溫下使鋼變脆，這種現(xiàn)象稱為冷脆。磷還能降低鋼的塑性、沖擊韌性、冷彎性能和可焊性，因此鋼材中磷含量也要嚴(yán)格控制，一般應(yīng)不超過(guò)0.035-0.045%。但磷能提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕能力。8.氧、氮氧和氮也屬于有害雜質(zhì)。氧能使鋼熱脆，其作