土木工程材料第二章.ppt

晶格滑移面示意原子密集面(滑移面)晶格缺陷示意图间隙原子空位刃型位错(a)(c)(b)(a)点缺陷空位和间隙原子；(b)线缺陷刃型位错；(c)面缺陷晶界面钢中的碳有三种存在形式：碳溶解于铁晶格中形成固溶体；碳与铁结合形成金属化合物；碳以石墨形态独立存在。钢中铁碳合金构成的基本组织常温下有三种：铁素体：碳溶于?－Fe中的固溶体，强度、硬度很低，塑性好，冲击韧性很好；渗碳体：金属化合物Fe3C，抗拉强度很低，硬脆，很耐磨，塑性几乎为零；珠光体：铁素体和渗碳体的机械混合物，强度较高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体之间。碳素钢的含碳量小不大于0.8%时，其基本组织为铁素体和珠光体；含碳量增大时，珠光体含量增大，铁素体相应减少，强度、硬度随之提高，塑性和冲击韧性相应下降。04030102钢材的各种加工，会影响各基本组织含量的比例、晶格的形态、晶粒的粗细等，从而使钢材的性能发生变化。2.3.2.1冷加工强化和时效强化对钢材性能的影响冷加工：指钢材在常温下，通过冷拉、冷拔、冷轧、或冷扭等方式，使钢材产生塑性变形的机械加工方法。时效：钢材经冷加工后，随着时间延长，钢的屈服强度和抗拉强度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低，弹性模量基本恢复的现象。2.3.2加工方法对钢材性能的影响天；人工时效：将冷加工后的钢材加热到100~200oC并保持一定时间。自然时效：将冷加工后的钢材于常温下存放15~20钢材经冷加工后再经时效处理，其屈服强度和抗拉极限强度增加，硬度增加，塑性和韧性降低。冷加工强化：钢筋经冷拉时效后应力应变图的变化：OO′BK1C1CD1D??未冷拉经冷拉时效后K2.3.2.2热加工对钢材性能的影响热加工：将钢材加热到塑性变形阶段后，再进行整体成型加工的方法。主要有热锻造和热轧。多用热轧。用于生产型材、板材和管材。通过热轧能消除钢材中的气泡，细化晶粒，提高质量。2.3.2.3热处理对钢材性能的影响热处理：钢材在固态范围内进行加热、保温和冷却，以改变其金相组织和显微结构组织，从而获得所需要性能的一种工艺过程。退火：加热到一定温度，保温后随炉缓慢冷却。改善组织，减轻晶格畸变，消除组织缺陷和内应力，改善性能。正火：加热到一定温度，保温后在空气中缓慢冷却。硬度、强度提高，塑性减小。细化晶粒，消除组织缺陷。（1）退火和正火淬火：加热到基本组织转变温度以上，保温后放入冷却介质中快速冷却。提高强度、硬度，显著降低塑性和韧性。回火：加热到相变温度以下，保温后在空气中冷却。降低脆性，改善机械性能。（2）淬火和回火0102室温性能冷加工程度回复再结晶晶粒长大热处理温度?6d?s?5?b?冷加工及退火对性能的影响示意图d.晶粒尺寸?s.屈服强度?b.拉伸强度；?.伸长率?2.4建筑用钢2.4.1.1碳素结构钢（ＧＢ/T７００－2006）12.4.1.2低合金高强度结构钢（ＧＢ/T１５９１－2008）22.4.1.3优质碳素结构钢（ＧＢ/T６９９－1999）32.4.1.4合金结构钢（ＧＢ/T3077－1999）42.4.1土木工程常用钢种碳素结构钢的牌号碳素结构钢的牌号由4个要素组成：––––脱氧程度代号，F代表沸腾钢；b代表半镇静钢；Z代表镇静钢；TZ代表特殊镇静钢质量等级代号分A、B、C、D4级钢材屈服点数值钢材屈服点代号，以“屈”字汉语拼音首位字母“Q”表示屈服点数值屈服点代号“Q”质量等级符号分：

A，B，C，D，E5级低合金高强度结构钢牌号由三个要素组成010302低合金高强度结构钢第二章建筑钢材buildingsteels工程中使用的各种钢材：型钢、钢板、钢筋、钢丝、钢门窗、建筑五金特点：品质均匀，强度高，塑性、韧性好，能承受冲击和振动荷载，易于加工和装配。易锈蚀，耐火性差。PARTONE2.1钢材的化学成分和分类钢的冶炼钢：含碳量为0.06~2.0%并含有某些其它元素的铁碳合金。钢的生产分两步：（1）炼铁（2）炼钢钢的冶炼过程：氧化：把熔融的生铁进行氧化，使碳含量降低到预定范围，其他杂质含量也降低到允许范围之内。脱氧：精炼后的钢液中还留有一定量的氧化铁，使钢的质量降低。为了消除它的影响，在精练结束后加入脱氧剂以去除钢液中的氧。钢的冶炼方法：转炉炼钢法，平炉炼钢法，电弧炉炼