第二章_土木2014

1、結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼材的主要機(jī)械性能鋼材的主要機(jī)械性能影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素鋼材的疲勞鋼材的疲勞鋼材的鋼種、鋼號(hào)及選擇鋼材的鋼種、鋼號(hào)及選擇第二章第二章 鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料鋼材的優(yōu)缺點(diǎn)及鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼材的優(yōu)缺點(diǎn)及鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式結(jié)構(gòu)鋼材的破壞形式特特 征征 斷斷 口口 后后 果果 塑性破壞塑性破壞（延性破壞）（延性破壞）構(gòu)件應(yīng)力超過(guò)構(gòu)件應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)，并且屈服點(diǎn)，并且達(dá)到抗拉極限達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度后，構(gòu)件強(qiáng)度后，構(gòu)件產(chǎn)生明顯的變產(chǎn)生明顯的變形并斷裂。形并斷裂

2、。常為杯形，呈常為杯形，呈纖維狀，色澤纖維狀，色澤發(fā)暗。發(fā)暗。在破壞前有很在破壞前有很明顯的變形，明顯的變形，并有較長(zhǎng)的變并有較長(zhǎng)的變形持續(xù)時(shí)間，形持續(xù)時(shí)間，便于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)便于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。救。 脆性破壞脆性破壞在破壞前無(wú)明在破壞前無(wú)明顯變形，平均顯變形，平均應(yīng)力也小（一應(yīng)力也?。ㄒ话愣夹∮谇愣夹∮谇c(diǎn)），沒有任點(diǎn)），沒有任何預(yù)兆。何預(yù)兆。平直和呈有光平直和呈有光澤的晶粒。澤的晶粒。突然發(fā)生的，突然發(fā)生的，危險(xiǎn)性大，應(yīng)危險(xiǎn)性大，應(yīng)盡量避免。盡量避免。鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求鋼結(jié)構(gòu)對(duì)材料的要求2-12-1l較高強(qiáng)度（較高強(qiáng)度（StrengthStrength）l足夠的變形能力（足夠的變形能力（Def

3、ormationDeformation）l良好的加工性能（良好的加工性能（FabricationFabrication）l勝任惡劣環(huán)境的耐久性（勝任惡劣環(huán)境的耐久性（EnduranceEndurance）鋼材的主要機(jī)械性能鋼材的主要機(jī)械性能單向拉伸時(shí)的性能單向拉伸時(shí)的性能鋼材的主要機(jī)械性能鋼材的主要機(jī)械性能單向拉伸時(shí)的性能單向拉伸時(shí)的性能冷彎性能冷彎性能沖擊韌性沖擊韌性鋼材受壓和受剪時(shí)的性能鋼材受壓和受剪時(shí)的性能可焊性可焊性耐久性耐久性有明顯屈服點(diǎn)的應(yīng)力有明顯屈服點(diǎn)的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)加載方法標(biāo)準(zhǔn)加載方法標(biāo)準(zhǔn)溫度標(biāo)準(zhǔn)溫度試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件試驗(yàn)曲線試驗(yàn)曲線機(jī)械性能指標(biāo)機(jī)

4、械性能指標(biāo)單向拉伸時(shí)的性能單向拉伸時(shí)的性能 有明顯屈服點(diǎn)有明顯屈服點(diǎn)- -低碳鋼與低合金鋼低碳鋼與低合金鋼無(wú)明顯屈服點(diǎn)無(wú)明顯屈服點(diǎn)- -高強(qiáng)度鋼高強(qiáng)度鋼（彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮）（彈性、屈服、強(qiáng)化、頸縮）（彈性、強(qiáng)化、頸縮）（彈性、強(qiáng)化、頸縮）屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、斷面收縮率OpfEBCDAEyfuf無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段(DE(DE段段) )頸縮階段頸縮階段(EF(EF段段) )F F有明顯屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力有明顯屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 彈性階段彈性階段( (OB段段) )屈服階段屈服階段( (BD段段)

5、 )單向拉伸時(shí)鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)單向拉伸時(shí)鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)設(shè)計(jì)時(shí)以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)樵O(shè)計(jì)時(shí)以卸載后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.20.2所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 作為屈作為屈服點(diǎn)服點(diǎn)“條件屈服點(diǎn)條件屈服點(diǎn)”或或“名義屈服點(diǎn)名義屈服點(diǎn)”fy=f0.20.2%fup沒有明顯屈服點(diǎn)的沒有明顯屈服點(diǎn)的鋼鋼材在拉伸過(guò)程中沒有材在拉伸過(guò)程中沒有屈服階段，塑性變形屈服階段，塑性變形小，破壞突然。小，破壞突然。 無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力無(wú)明顯屈服點(diǎn)鋼材的應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系應(yīng)變關(guān)系 伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率單向拉伸時(shí)的機(jī)械性能指標(biāo)單向拉伸時(shí)的機(jī)械性能指標(biāo)屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度f(wàn) fy y應(yīng)力應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力（取應(yīng)力

6、應(yīng)變曲線開始產(chǎn)生塑性流動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力（取屈服階段波動(dòng)部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載能力和屈服階段波動(dòng)部分的應(yīng)力最低值），它是衡量鋼材的承載能力和確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的重要指標(biāo)。P8P8表表1-31-3極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度f(wàn) fu u應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前應(yīng)力應(yīng)變曲線最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，它是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力。所能承受的最大應(yīng)力。鋼材的塑性鋼材的塑性當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，鋼材能產(chǎn)生顯著的殘余變形當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，鋼材能產(chǎn)生顯著的殘余變形（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性好壞可用（塑性變形）而不立即斷裂的性質(zhì)。塑性好壞可用斷面收縮率斷

7、面收縮率 和伸長(zhǎng)率和伸長(zhǎng)率 表示，通過(guò)靜力拉伸試驗(yàn)得到。表示，通過(guò)靜力拉伸試驗(yàn)得到。屈強(qiáng)比（屈強(qiáng)比（f fy y/f/fu u) )越小，反映塑性變形的能力越強(qiáng)。越小，反映塑性變形的能力越強(qiáng)。 試件試件斷裂前斷裂前的永久變形與原的永久變形與原標(biāo)定長(zhǎng)度的百比。標(biāo)定長(zhǎng)度的百比。LodNNNLdN%100001llll0 原標(biāo)距長(zhǎng)原標(biāo)距長(zhǎng)l1 拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度d0 試件直徑試件直徑試件有兩種標(biāo)距：試件有兩種標(biāo)距：l0/ d0=5 和和 l0/ d0=10 相應(yīng)的伸長(zhǎng)率用相應(yīng)的伸長(zhǎng)率用5和和10表示。表示。實(shí)際工程中以伸長(zhǎng)率實(shí)際工程中以伸長(zhǎng)率 代表材料斷裂前具有的塑性變形能力。代表材料斷裂

8、前具有的塑性變形能力。截面收縮率截面收縮率伸伸 長(zhǎng)長(zhǎng) 率率應(yīng)力應(yīng)力- -應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化模型應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化模型是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原是指試件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分比。斷面面積比值的百分比。 %100110AAA A0 試件原來(lái)的斷面面積試件原來(lái)的斷面面積 A1 試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積試件拉斷后頸縮區(qū)的斷面面積 斷面收縮率斷面收縮率 越大，鋼材的塑性越好。由于在測(cè)越大，鋼材的塑性越好。由于在測(cè)量試件的斷面面積時(shí)容易產(chǎn)生較大的誤差，因而量試件的斷面面積時(shí)容易產(chǎn)生較大的誤差，因而鋼材塑性指標(biāo)仍然采用伸長(zhǎng)率作為保證要求。鋼材塑性指標(biāo)仍然采用伸長(zhǎng)率作為

9、保證要求。A0A1斷面收縮率斷面收縮率強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化應(yīng)力應(yīng)變曲線的簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化的依據(jù)：簡(jiǎn)化的依據(jù)：1 1）鋼材在屈服點(diǎn)之前的性質(zhì)）鋼材在屈服點(diǎn)之前的性質(zhì)接近理想的彈性體。接近理想的彈性體。2 2）屈服點(diǎn)之后的流幅現(xiàn)象又）屈服點(diǎn)之后的流幅現(xiàn)象又接近理想的塑性體，并且流幅接近理想的塑性體，并且流幅的范圍（的范圍（ 0.150.15-2.5-2.5）已足夠用來(lái)考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的已足夠用來(lái)考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的塑性變形的發(fā)展。塑性變形的發(fā)展。2.5% fy 00.15%鋼材是符合理想中的彈性鋼材是符合理想中的彈性- -塑性材料塑性材料 冷彎性能冷彎性能強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)強(qiáng)度設(shè)計(jì)指

10、標(biāo)的形式強(qiáng)度設(shè)計(jì)指標(biāo)的形式 分項(xiàng)系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法分項(xiàng)系數(shù)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 f=fy/g gR 容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法 fy/K K強(qiáng)度設(shè)計(jì)值強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 鋼板和各種型鋼：鋼板和各種型鋼：根據(jù)鋼材牌號(hào)、厚度確定根據(jù)鋼材牌號(hào)、厚度確定 焊縫連接：焊縫連接：根據(jù)焊縫形式、連接鋼材牌號(hào)確定根據(jù)焊縫形式、連接鋼材牌號(hào)確定沖擊韌性沖擊韌性冷彎性能冷彎性能 l衡量鋼材在冷加工（常溫）塑性變形時(shí)抵抗裂紋的能力衡量鋼材在冷加工（常溫）塑性變形時(shí)抵抗裂紋的能力l既反映鋼材的塑性好壞，又反映鋼材的內(nèi)部質(zhì)量既反映鋼材的塑性好壞，又反映鋼材的內(nèi)部質(zhì)量l滿足冷彎性能比滿足滿足冷彎性能比滿足fy、fu、 都困難，一

11、般有特殊要求才進(jìn)行都困難，一般有特殊要求才進(jìn)行沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)韌性韌性 鋼材在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。用斷裂鋼材在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。用斷裂時(shí)吸收的總能量（彈性和非彈性能）來(lái)表示。是衡量鋼材抵抗時(shí)吸收的總能量（彈性和非彈性能）來(lái)表示。是衡量鋼材抵抗可能因低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載作用等而致脆性斷裂能力的可能因低溫、應(yīng)力集中、沖擊荷載作用等而致脆性斷裂能力的一項(xiàng)機(jī)械性能。一項(xiàng)機(jī)械性能。沖擊韌性沖擊韌性 沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。沖擊韌性還與試驗(yàn)的溫度有關(guān)。溫度越低，沖擊韌性越低。溫度越低，沖擊韌性越低。我國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗(yàn)分為四檔，即我國(guó)鋼材標(biāo)準(zhǔn)中將試驗(yàn)分為四檔，即+

12、20, 0+20, 0，-20-20和和- -4040時(shí)的沖擊韌性。時(shí)的沖擊韌性。沖擊韌性試驗(yàn)沖擊韌性試驗(yàn) 在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，沖斷試件后，讀在擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，沖斷試件后，讀出擺錘消耗的功。沖擊韌性與試件刻槽（缺口）有關(guān)，我國(guó)國(guó)家出擺錘消耗的功。沖擊韌性與試件刻槽（缺口）有關(guān)，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試驗(yàn)缺口采用夏氏標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定沖擊試驗(yàn)缺口采用夏氏V V型。型。沖擊韌性沖擊韌性 鋼材受壓和受剪時(shí)的性能鋼材受壓和受剪時(shí)的性能可焊性可焊性 鋼材在單向受壓（短試件）時(shí)，受力性能基本上與鋼材在單向受壓（短試件）時(shí)，受力性能基本上與單向受拉相同。受剪的情況也相似，但屈服點(diǎn)單向受拉相同。受剪

13、的情況也相似，但屈服點(diǎn)y及抗剪及抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度u均低于均低于fy和和fu；剪變模量；剪變模量G也低于彈性模量也低于彈性模量E。鋼材受壓和受剪時(shí)的性能鋼材受壓和受剪時(shí)的性能 耐久性耐久性碳含量在碳含量在0.12%0.12%0.20%0.20%范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好（如范圍內(nèi)的碳素鋼，可焊性最好（如Q235BQ235B）。）?？煽?焊焊 性性 可焊性可焊性指采用一般焊接工藝就可達(dá)到合格焊縫性能。指采用一般焊接工藝就可達(dá)到合格焊縫性能。具體表現(xiàn)為：具體表現(xiàn)為：施工上施工上正常焊接工藝下，焊縫不出現(xiàn)裂紋口正常焊接工藝下，焊縫不出現(xiàn)裂紋口 使用上使用上焊縫力學(xué)性能不低于母材力學(xué)性能焊縫力學(xué)性能不低于母

14、材力學(xué)性能鋼材可焊性與碳、合金元素的含量有關(guān)，鋼材可焊性與碳、合金元素的含量有關(guān)，需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)鑒定可需通過(guò)試驗(yàn)來(lái)鑒定可焊性的好壞、確定焊接工藝要求焊性的好壞、確定焊接工藝要求影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素耐耐 久久 性性 耐腐蝕耐腐蝕 鋼材受各種腐蝕環(huán)境影響而慢慢生銹，削弱截面面積鋼材受各種腐蝕環(huán)境影響而慢慢生銹，削弱截面面積 通過(guò)噴涂防腐涂料使鋼材耐腐蝕通過(guò)噴涂防腐涂料使鋼材耐腐蝕耐疲勞耐疲勞 鋼材長(zhǎng)時(shí)間受荷載重復(fù)作用，達(dá)到一定的壽命而破壞鋼材長(zhǎng)時(shí)間受荷載重復(fù)作用，達(dá)到一定的壽命而破壞 通過(guò)改善材質(zhì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)提高疲勞強(qiáng)度，增加壽命通過(guò)改善材質(zhì)、構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)提高疲勞強(qiáng)度，增加壽命

15、影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程化學(xué)成分化學(xué)成分溫度溫度硬化硬化復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)力集中應(yīng)力集中荷載類型荷載類型防止脆性斷裂的方法防止脆性斷裂的方法生產(chǎn)過(guò)程的影響生產(chǎn)過(guò)程的影響生產(chǎn)過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程煉鋼煉鋼鋼材生產(chǎn)過(guò)程鋼材生產(chǎn)過(guò)程煉鐵煉鋼澆鑄加工 電爐鋼電爐鋼是利用電熱原理，在電弧爐內(nèi)冶煉。（質(zhì)量好，但耗電是利用電熱原理，在電弧爐內(nèi)冶煉。（質(zhì)量好，但耗電量大，成本高，一般只用來(lái)冶煉特種用途的鋼材。）量大，成本高，一般只用來(lái)冶煉特種用途的鋼材。） 煉鋼爐有三種形式：煉鋼爐有三種形式：轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐、平爐平爐和和電爐電爐。 轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼是利用高壓空氣或氧氣使?fàn)t內(nèi)生鐵熔液的碳

16、和其它雜物是利用高壓空氣或氧氣使?fàn)t內(nèi)生鐵熔液的碳和其它雜物氧化，在高溫下使鐵液變?yōu)殇撘貉趸诟邷叵率硅F液變?yōu)殇撘?。（生產(chǎn)周期短，效率高，質(zhì)量。（生產(chǎn)周期短，效率高，質(zhì)量好，成本低，已經(jīng)成為好，成本低，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快的煉鋼方法國(guó)內(nèi)外發(fā)展最快的煉鋼方法。）。） 平爐鋼平爐鋼是利用煤氣和其它燃料供應(yīng)熱能冶煉鋼。（生產(chǎn)周期長(zhǎng)，是利用煤氣和其它燃料供應(yīng)熱能冶煉鋼。（生產(chǎn)周期長(zhǎng)，效率低，成本高，現(xiàn)已逐步被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。）效率低，成本高，現(xiàn)已逐步被轉(zhuǎn)爐鋼所取代。） 脫氧脫氧煉煉 鋼鋼鋼材在澆鑄冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生影響力學(xué)性能的雜質(zhì)鋼材在澆鑄冶煉過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生影響力學(xué)性能的雜質(zhì)氧化鐵氧化鐵脫脫 氧氧需投入

17、脫氧劑來(lái)需投入脫氧劑來(lái)減少或排除減少或排除氧化鐵氧化鐵的含量的含量按照鋼液在煉鋼爐中進(jìn)行脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼按照鋼液在煉鋼爐中進(jìn)行脫氧的方法和程度不同，碳素結(jié)構(gòu)鋼可分為可分為沸騰鋼沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼和和特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼。 根據(jù)脫氧方法區(qū)分的四種碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)脫氧方法區(qū)分的四種碳素結(jié)構(gòu)鋼澆鑄澆鑄特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼在在錳和硅錳和硅脫氧后，再用脫氧后，再用鋁鋁補(bǔ)充脫氧，其脫氧程度高補(bǔ)充脫氧，其脫氧程度高于鎮(zhèn)靜鋼。于鎮(zhèn)靜鋼。 沸騰鋼沸騰鋼采用脫氧能力較弱的采用脫氧能力較弱的錳錳，因此脫氧不完全，且澆注時(shí)會(huì)，因此脫氧不完全，且澆注時(shí)會(huì)有氣體逸出，出現(xiàn)鋼液的沸騰現(xiàn)象，

18、由于沸騰鋼在鑄模中冷卻有氣體逸出，出現(xiàn)鋼液的沸騰現(xiàn)象，由于沸騰鋼在鑄模中冷卻很快，氣體逸出不完全，凝固后的鋼材中留有較多的雜質(zhì)和氣很快，氣體逸出不完全，凝固后的鋼材中留有較多的雜質(zhì)和氣體，鋼的質(zhì)量較差。體，鋼的質(zhì)量較差。鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼采用采用錳加硅錳加硅做脫氧劑，脫氧較完全，由于硅在還原的過(guò)做脫氧劑，脫氧較完全，由于硅在還原的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，讓氣體充分逸出，鋼的質(zhì)程中會(huì)產(chǎn)生熱量，使鋼液冷卻緩慢，讓氣體充分逸出，鋼的質(zhì)量好，但成本高。量好，但成本高。半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度和鋼材質(zhì)量介于上述二者之間，一般不用。脫氧程度和鋼材質(zhì)量介于上述二者之間，一般不用。 脫脫 氧氧加工加工 澆

19、鑄是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯。澆鑄是指把熔煉好的鋼液做成鋼錠或鋼坯。 用用連續(xù)鑄造法連續(xù)鑄造法生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機(jī)械化、生產(chǎn)鋼坯的工藝和設(shè)備，由于機(jī)械化、自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的自動(dòng)化程度高的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)逐漸取代了笨重而復(fù)雜的鑄鑄錠錠工藝和設(shè)備。工藝和設(shè)備。澆澆 鑄鑄熱處理熱處理熱處理熱處理 指通過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼材的組織結(jié)構(gòu)發(fā)指通過(guò)加熱、保溫、冷卻的操作方法，使鋼材的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，以獲得所需性能的加工工藝。（退火、正火、淬火和生變化，以獲得所需性能的加工工藝。（退火、正火、淬火和回火）回火）熱加工熱加工 指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改

20、變其形狀，生產(chǎn)出各種指將鋼坯加熱至塑性狀態(tài)，依靠外力改變其形狀，生產(chǎn)出各種厚度的鋼板和型鋼。（熱加工的開軋和鍛壓溫度控制在厚度的鋼板和型鋼。（熱加工的開軋和鍛壓溫度控制在1150-1150-1300 1300 ）冷加工冷加工 指在常溫（冷）下對(duì)鋼材進(jìn)行加工。（指在常溫（冷）下對(duì)鋼材進(jìn)行加工。（冷作硬化現(xiàn)象冷作硬化現(xiàn)象） 加加 工工（1 1）淬火）淬火 把鋼材加熱至把鋼材加熱至900900以上，放入水或油中快速冷卻，以上，放入水或油中快速冷卻，硬度和強(qiáng)度提高，但塑性和韌性降低。硬度和強(qiáng)度提高，但塑性和韌性降低。（2 2）正火）正火 把鋼材加熱至把鋼材加熱至850900850900以上，在空氣中緩

21、慢冷卻，以上，在空氣中緩慢冷卻，可改善組織，細(xì)化晶?？筛纳平M織，細(xì)化晶粒。（3 3）回火）回火 把淬火后的鋼材加熱至把淬火后的鋼材加熱至500600500600，在空氣中緩慢，在空氣中緩慢冷卻，冷卻， 可減小脆性，提高鋼的綜合性能可減小脆性，提高鋼的綜合性能。（4 4）淬火）淬火+ +回火（也稱調(diào)質(zhì)處理）回火（也稱調(diào)質(zhì)處理） 強(qiáng)度很高的鋼材，都要經(jīng)強(qiáng)度很高的鋼材，都要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理。過(guò)調(diào)質(zhì)處理。熱熱 處處 理理生產(chǎn)過(guò)程的影響生產(chǎn)過(guò)程的影響熱處理的目的熱處理的目的 強(qiáng)度提高的同時(shí)保持良好的塑性和韌性強(qiáng)度提高的同時(shí)保持良好的塑性和韌性熱處理的方法熱處理的方法軋制的作用軋制的作用 1.1.偏析偏析 金

22、屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊是硫、磷偏析，其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊性變壞。性變壞。3.3.裂紋裂紋 鋼材中存在的微觀裂紋。鋼材中存在的微觀裂紋。 2.2.非金屬夾雜非金屬夾雜 指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼材性能變脆。氧化物，他們使鋼材性能變脆。4.4.氣泡氣泡 澆鑄時(shí)由澆鑄時(shí)由FeOFeO和和C C作用所生成的作用所生成的COCO氣體不能充分逸氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。5.5.

23、分層分層 澆鑄時(shí)的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。澆鑄時(shí)的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。生產(chǎn)過(guò)程的影響生產(chǎn)過(guò)程的影響薄厚鋼板的特點(diǎn)薄厚鋼板的特點(diǎn)軋制的作用軋制的作用l在高溫和壓力下，將鋼錠或鋼坯熱軋成鋼板和在高溫和壓力下，將鋼錠或鋼坯熱軋成鋼板和型鋼型鋼l改變鋼材的形狀和尺寸改變鋼材的形狀和尺寸l改善鋼材的力學(xué)性能（小氣泡、裂紋、疏松等改善鋼材的力學(xué)性能（小氣泡、裂紋、疏松等缺陷變小，金屬組織更加致密）缺陷變小，金屬組織更加致密）軋制的影響軋制的影響國(guó)外研發(fā)的國(guó)外研發(fā)的“熱機(jī)械控制軋鋼（熱機(jī)械控制軋鋼（TMCPTMCP）”新技術(shù)，已可實(shí)現(xiàn)鋼新技術(shù)，已可實(shí)現(xiàn)鋼材強(qiáng)度不因厚度加大而降

24、低。材強(qiáng)度不因厚度加大而降低。薄鋼板的優(yōu)點(diǎn)薄鋼板的優(yōu)點(diǎn) 軋制次數(shù)多，缺陷少，比厚鋼板強(qiáng)度高，塑性和沖擊韌性好。軋制次數(shù)多，缺陷少，比厚鋼板強(qiáng)度高，塑性和沖擊韌性好。厚鋼板的缺點(diǎn)厚鋼板的缺點(diǎn) 軋制后的厚鋼板，內(nèi)部的非金屬夾雜物被壓成薄片，易出現(xiàn)軋制后的厚鋼板，內(nèi)部的非金屬夾雜物被壓成薄片，易出現(xiàn)分層（夾層）現(xiàn)象，使鋼材沿厚度受拉的性能變差。分層（夾層）現(xiàn)象，使鋼材沿厚度受拉的性能變差。 對(duì)于厚鋼板（對(duì)于厚鋼板（40mm40mm）需要進(jìn)行）需要進(jìn)行Z Z方向的材性試驗(yàn)，盡量避免方向的材性試驗(yàn)，盡量避免Z Z向受力，防止層狀撕裂。向受力，防止層狀撕裂。化學(xué)成分化學(xué)成分化學(xué)成分化學(xué)成分鋼的基本元素為鐵

25、（鋼的基本元素為鐵（FeFe），普通碳素鋼中占），普通碳素鋼中占99%99%，此外還有，此外還有碳（碳（C C）、硅（）、硅（SiSi）、錳（）、錳（MnMn）等雜質(zhì)元素，及硫（）等雜質(zhì)元素，及硫（S S）、磷）、磷（P P）、氧（）、氧（O O）、氮（）、氮（N N）等有害元素，這些總含量約）等有害元素，這些總含量約1%1%，但對(duì)鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。但對(duì)鋼材力學(xué)性能卻有很大影響?；瘜W(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響抗腐蝕性抗腐蝕性化學(xué)成分的影響化學(xué)成分的影響溫度的影響溫度的影響)/(2mmN(%)fufyE溫度的影響溫度的影響防火措施防火措施l在室溫200200范圍，鋼材強(qiáng)度、彈模、塑性、韌性

26、沒大的變化；l在250250左右時(shí)，鋼材抗拉強(qiáng)度，而沖擊韌性，稱“藍(lán)脆”（表面呈藍(lán)色) )，應(yīng)避免鋼材在藍(lán)脆溫度范圍進(jìn)行熱加工；l超過(guò)300300后，屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度，塑性顯著l達(dá)到600600時(shí)，強(qiáng)度已很低，不能承載。負(fù)溫度的影響負(fù)溫度的影響溫度的影響溫度的影響冷加工硬化和時(shí)效硬化的影響冷加工硬化和時(shí)效硬化的影響2-22-2沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖沖擊韌性和溫度關(guān)系示意圖脆性破壞脆性破壞兩種破兩種破壞均有壞均有塑性破壞塑性破壞轉(zhuǎn)變溫轉(zhuǎn)變溫度區(qū)度區(qū)沖擊斷裂功沖擊斷裂功試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度T1T0T2uT T從室溫下降時(shí)，塑性和沖擊韌性從室溫下降時(shí)，塑性和沖擊韌性( (變脆變脆) )。u溫度下降到

27、某一數(shù)值時(shí)，鋼材的沖擊韌性突然急劇溫度下降到某一數(shù)值時(shí)，鋼材的沖擊韌性突然急劇，稱，稱低溫冷脆低溫冷脆。u沖擊功曲線的反彎點(diǎn)沖擊功曲線的反彎點(diǎn)T T0 0稱為稱為轉(zhuǎn)變溫度轉(zhuǎn)變溫度。界限溫度。界限溫度T T1 1和和T T2 2分別為分別為脆性轉(zhuǎn)變溫度脆性轉(zhuǎn)變溫度和和全全塑性轉(zhuǎn)變溫度塑性轉(zhuǎn)變溫度。u不同牌號(hào)和等級(jí)的鋼材具有不同的轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和轉(zhuǎn)變溫度，均應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確不同牌號(hào)和等級(jí)的鋼材具有不同的轉(zhuǎn)變溫度區(qū)和轉(zhuǎn)變溫度，均應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使環(huán)境溫度高于定。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使環(huán)境溫度高于T1 T1 。溫度的影響溫度的影響時(shí)效硬化時(shí)效硬化冷作硬化冷作硬化硬化硬化 當(dāng)鋼材應(yīng)力超過(guò)當(dāng)鋼材應(yīng)力超過(guò)彈

28、性極限時(shí)，以后重彈性極限時(shí)，以后重新加載會(huì)使彈性極限新加載會(huì)使彈性極限提高，塑性變形減少。提高，塑性變形減少。 冷作硬化冷作硬化 鋼結(jié)構(gòu)在冷鋼結(jié)構(gòu)在冷（常溫）加工（彎曲、（常溫）加工（彎曲、剪切、鉆沖等）過(guò)程中剪切、鉆沖等）過(guò)程中引起的鋼材硬化引起的鋼材硬化 不利影響不利影響 強(qiáng)度提高，塑性韌性下降強(qiáng)度提高，塑性韌性下降鋼材變脆鋼材變脆 措施措施 常將因冷加工引起的硬化部位刨去常將因冷加工引起的硬化部位刨去 人工時(shí)效人工時(shí)效時(shí)效硬化時(shí)效硬化應(yīng)變時(shí)效硬化應(yīng)變時(shí)效硬化鋼材產(chǎn)生一定數(shù)量的塑性變形后，鐵晶體中的固鋼材產(chǎn)生一定數(shù)量的塑性變形后，鐵晶體中的固溶碳和氮更容易析出，從而使已經(jīng)冷作硬化的鋼材又發(fā)

29、生時(shí)效硬溶碳和氮更容易析出，從而使已經(jīng)冷作硬化的鋼材又發(fā)生時(shí)效硬化現(xiàn)象?；F(xiàn)象。時(shí)效時(shí)效 鋼鐵純鐵體中存在著碳和氮的固溶物，隨著時(shí)間增加，鋼鐵純鐵體中存在著碳和氮的固溶物，隨著時(shí)間增加，它會(huì)慢慢析出，分布在鋼材晶粒的滑移面上，阻礙純鐵體發(fā)它會(huì)慢慢析出，分布在鋼材晶粒的滑移面上，阻礙純鐵體發(fā)展塑性變形。展塑性變形。 影響影響 強(qiáng)度強(qiáng)度，塑性，塑性，韌性，韌性 周期周期 幾天幾天幾十年時(shí)間不等幾十年時(shí)間不等 人工時(shí)效人工時(shí)效為加快測(cè)定鋼板時(shí)效后的性能，可先使鋼材產(chǎn)生為加快測(cè)定鋼板時(shí)效后的性能，可先使鋼材產(chǎn)生10%10%的塑性變形，再的塑性變形，再加熱到加熱到200200300300，然后冷卻到室溫

30、進(jìn)行試驗(yàn)，這樣可使時(shí)效在幾小，然后冷卻到室溫進(jìn)行試驗(yàn)，這樣可使時(shí)效在幾小時(shí)內(nèi)完成，稱為時(shí)內(nèi)完成，稱為人工時(shí)效。人工時(shí)效。 目的目的有些重要結(jié)構(gòu)要求對(duì)鋼材進(jìn)行人工時(shí)效，然后測(cè)定其沖擊韌性，以保有些重要結(jié)構(gòu)要求對(duì)鋼材進(jìn)行人工時(shí)效，然后測(cè)定其沖擊韌性，以保證結(jié)構(gòu)具有長(zhǎng)期的抗脆性破壞能力。證結(jié)構(gòu)具有長(zhǎng)期的抗脆性破壞能力。復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)oxzyyzyxxyxzzyzxZXY單元體受復(fù)雜應(yīng)力單元體受復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的分量狀態(tài)下的分量112233單元體受單元體受主應(yīng)力主應(yīng)力鋼材單元體上的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)鋼材單元體上的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服第四能量強(qiáng)度理論第四能量強(qiáng)度

31、理論復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服三向應(yīng)力狀態(tài)下鋼材的屈服條件三向應(yīng)力狀態(tài)下鋼材的屈服條件（）材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性是用形狀改變能量強(qiáng)度理論來(lái)判斷的；（）材料由彈性轉(zhuǎn)入塑性是用形狀改變能量強(qiáng)度理論來(lái)判斷的；假定假定（）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下外荷載使單元體單位體積內(nèi)所積聚的形狀改（）復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下外荷載使單元體單位體積內(nèi)所積聚的形狀改變能等于單軸受力屈服的形狀改變能時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。變能等于單軸受力屈服的形狀改變能時(shí)，鋼材即由彈性轉(zhuǎn)入塑性。 外荷載使單元體產(chǎn)生應(yīng)變，從而引起體積和形狀改變，單元體外荷載使單元體產(chǎn)生應(yīng)變，從而引起體積和形狀改變，單元體內(nèi)積聚了體積改變能和性狀改變能。內(nèi)

32、積聚了體積改變能和性狀改變能。第四能量強(qiáng)度理論第四能量強(qiáng)度理論應(yīng)力狀態(tài)的簡(jiǎn)化應(yīng)力狀態(tài)的簡(jiǎn)化 在三向應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)的條件，在三向應(yīng)力作用下，鋼材由彈性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄誀顟B(tài)的條件，可以用折算應(yīng)力和鋼材在單向應(yīng)力時(shí)的屈服點(diǎn)相比較來(lái)判斷?？梢杂谜鬯銘?yīng)力和鋼材在單向應(yīng)力時(shí)的屈服點(diǎn)相比較來(lái)判斷。2222223zxyzxyxzzyyxzyxeq（2-1）用主應(yīng)力用主應(yīng)力 、 、 表示時(shí)，有表示時(shí)，有: :123)(133221232221eq（2-4）)()()(21213232221eq或或當(dāng)當(dāng)時(shí)鋼材處于彈性階段時(shí)鋼材處于彈性階段時(shí)鋼材處于塑性階段時(shí)鋼材處于塑性階段yeqfyeqf

33、Von Mises屈服條件屈服條件復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服不同受力狀態(tài)對(duì)鋼材性能的影響不同受力狀態(tài)對(duì)鋼材性能的影響 當(dāng)鋼材厚度較薄時(shí)，厚度方向的應(yīng)力很小，?？珊雎圆挥?jì)，當(dāng)鋼材厚度較薄時(shí)，厚度方向的應(yīng)力很小，?？珊雎圆挥?jì)，這時(shí)三向應(yīng)力狀態(tài)可以簡(jiǎn)化為這時(shí)三向應(yīng)力狀態(tài)可以簡(jiǎn)化為平面應(yīng)力狀態(tài)平面應(yīng)力狀態(tài)： 2223xyyxyxeq一般梁中只存在正應(yīng)力一般梁中只存在正應(yīng)力和剪應(yīng)力和剪應(yīng)力，則上式可寫為：，則上式可寫為：223eq（2-2）純剪時(shí)純剪時(shí)=0 =0 則有：則有：yeqf332（2-3）yyff58. 031鋼材的剪切屈服點(diǎn)是拉伸屈服點(diǎn)的鋼材的剪切屈服點(diǎn)是拉伸屈服點(diǎn)的0

34、.58 0.58 倍倍復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服復(fù)雜應(yīng)力作用下鋼材的屈服三向應(yīng)力的影響三向應(yīng)力的影響雙向受力狀態(tài)的影響雙向受力狀態(tài)的影響（a a）單向拉伸單向拉伸（b b）雙向拉伸雙向拉伸（c c）雙向異號(hào)應(yīng)力雙向異號(hào)應(yīng)力分析結(jié)果：分析結(jié)果： （1 1）相對(duì)于單向拉伸而言，鋼材在鋼）相對(duì)于單向拉伸而言，鋼材在鋼材在雙向拉力作用下屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度材在雙向拉力作用下屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，但是塑性下降。提高，但是塑性下降。 雙向應(yīng)力作用下對(duì)雙向應(yīng)力作用下對(duì)鋼材材性的影響鋼材材性的影響0yfbyfcyf(a)(b)(c)（3 3）主應(yīng)力異號(hào)時(shí)，易屈服，破壞呈）主應(yīng)力異號(hào)時(shí)，易屈服，破壞呈塑性，差別越大越

35、明顯。塑性，差別越大越明顯。 （2 2）主應(yīng)力同號(hào)時(shí)，不易屈服，塑性）主應(yīng)力同號(hào)時(shí)，不易屈服，塑性下降，越接近越明顯。下降，越接近越明顯。212221eq應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響同號(hào)的三向主應(yīng)力作用同號(hào)的三向主應(yīng)力作用三個(gè)主應(yīng)力相差不大時(shí)（三個(gè)主應(yīng)力相差不大時(shí)（ 1 1 2 2 3 3 ）時(shí)，即使各主應(yīng)力）時(shí)，即使各主應(yīng)力很高，材料也很難進(jìn)入屈服和有明顯的變形，但是由于高很高，材料也很難進(jìn)入屈服和有明顯的變形，但是由于高應(yīng)力的作用，聚集在材料內(nèi)的體積改變應(yīng)變能很大，因而應(yīng)力的作用，聚集在材料內(nèi)的體積改變應(yīng)變能很大，因而材料一旦遭到破壞，便呈現(xiàn)出無(wú)明顯癥兆的脆性破壞特征。材料一旦遭到破壞，便

36、呈現(xiàn)出無(wú)明顯癥兆的脆性破壞特征。)()()(21213232221eq三向受力狀態(tài)的影響三向受力狀態(tài)的影響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免的存在著孔洞、槽口、凹角、裂在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免的存在著孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變化、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，此時(shí)截面中的應(yīng)力分縫、厚度變化、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，此時(shí)截面中的應(yīng)力分布不再保持均勻，而是在一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，形成所布不再保持均勻，而是在一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，形成所謂謂應(yīng)力集中應(yīng)力集中現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的影響由于結(jié)構(gòu)鋼材塑性很好，在靜力荷載

37、作用下，能使應(yīng)力進(jìn)行重由于結(jié)構(gòu)鋼材塑性很好，在靜力荷載作用下，能使應(yīng)力進(jìn)行重分布，直到構(gòu)件全截面的應(yīng)力都達(dá)到屈服強(qiáng)度，分布，直到構(gòu)件全截面的應(yīng)力都達(dá)到屈服強(qiáng)度，應(yīng)力集中一般應(yīng)力集中一般不影響構(gòu)件的靜力極限承載力不影響構(gòu)件的靜力極限承載力。應(yīng)力集中處常常產(chǎn)生三向的同號(hào)拉應(yīng)應(yīng)力集中處常常產(chǎn)生三向的同號(hào)拉應(yīng)力，易使鋼材開裂時(shí)也沒有明顯的塑性力，易使鋼材開裂時(shí)也沒有明顯的塑性變形（變形（脆斷脆斷）。）。應(yīng)力集中對(duì)塑性良好的鋼結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)應(yīng)力集中對(duì)塑性良好的鋼結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度影響不大，但是度影響不大，但是對(duì)負(fù)溫下或動(dòng)力荷載對(duì)負(fù)溫下或動(dòng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)的不利影響作用下的結(jié)構(gòu)的不利影響很大。很大。 應(yīng)力集中的影

38、響應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中的處理應(yīng)力集中的處理荷載類型的影響荷載類型的影響應(yīng)力集中的處理應(yīng)力集中的處理 常溫靜載作用下的構(gòu)件，只要構(gòu)造符合規(guī)范要求，可不常溫靜載作用下的構(gòu)件，只要構(gòu)造符合規(guī)范要求，可不考慮應(yīng)力集中的影響?？紤]應(yīng)力集中的影響。 受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度影響很大，應(yīng)受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，應(yīng)力集中對(duì)疲勞強(qiáng)度影響很大，應(yīng)采取措施避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。采取措施避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。1:2.5脆性破壞實(shí)例脆性破壞實(shí)例荷載可分為靜力和動(dòng)力兩大類荷載可分為靜力和動(dòng)力兩大類1.1.加荷速度的影響加荷速度的影響 這是加載過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。加荷速度過(guò)快，構(gòu)件來(lái)不及變這是加載過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。加荷速度過(guò)

39、快，構(gòu)件來(lái)不及變形，得到的屈服點(diǎn)也高，且呈脆性。特別在低溫時(shí)對(duì)鋼材性能的形，得到的屈服點(diǎn)也高，且呈脆性。特別在低溫時(shí)對(duì)鋼材性能的影響要比常溫下大得多。影響要比常溫下大得多。 因此，試驗(yàn)時(shí)需規(guī)定加載速度；靜力加載試驗(yàn)一般應(yīng)加載因此，試驗(yàn)時(shí)需規(guī)定加載速度；靜力加載試驗(yàn)一般應(yīng)加載5 5分分鐘后再讀數(shù)據(jù)。鐘后再讀數(shù)據(jù)。2.2.循環(huán)荷載的影響循環(huán)荷載的影響 鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會(huì)逐漸累積損傷，產(chǎn)生裂紋及鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會(huì)逐漸累積損傷，產(chǎn)生裂紋及裂紋逐漸擴(kuò)展，直到最后破壞裂紋逐漸擴(kuò)展，直到最后破壞（疲勞破壞）（疲勞破壞）。荷載類型的影響荷載類型的影響脆性破壞實(shí)例脆性破壞實(shí)例疲勞破壞的實(shí)例疲

40、勞破壞的實(shí)例脆性破壞實(shí)例脆性破壞實(shí)例防止脆性斷裂的方法防止脆性斷裂的方法脆性破壞實(shí)例脆性破壞實(shí)例俄羅斯莫斯科水上樂園屋頂?shù)顾?8死95傷，原因在室內(nèi)外溫差高達(dá)51下，施工焊接時(shí)殘留的冷凝劑使鋼結(jié)構(gòu)迅速疲勞，無(wú)法承重而斷裂。疲勞分類疲勞分類引起疲勞破壞的交變荷載不同進(jìn)行分類引起疲勞破壞的交變荷載不同進(jìn)行分類疲勞分類疲勞分類變幅疲勞變幅疲勞常幅交變荷載常幅交變荷載-常幅應(yīng)力常幅應(yīng)力-常幅疲勞常幅疲勞變幅交變荷載變幅交變荷載-變幅應(yīng)力變幅應(yīng)力-變幅疲勞變幅疲勞 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（n n，疲勞壽命），疲勞壽命）常幅疲勞常幅疲勞影響疲勞強(qiáng)度的因素影響疲勞強(qiáng)度的因素當(dāng)應(yīng)力循環(huán)內(nèi)的應(yīng)力幅隨機(jī)當(dāng)應(yīng)力

41、循環(huán)內(nèi)的應(yīng)力幅隨機(jī)變化時(shí)為變化時(shí)為變幅疲勞變幅疲勞。情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律i21i-1t變幅荷載變幅荷載情形二情形二 不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律 變幅疲勞變幅疲勞影響疲勞強(qiáng)度的因素影響疲勞強(qiáng)度的因素變幅疲勞變幅疲勞情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律情形二情形二 不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律 影響疲勞強(qiáng)度的因素影響疲勞強(qiáng)度的因素？焊接結(jié)構(gòu)的疲勞焊接結(jié)構(gòu)的疲勞焊接結(jié)構(gòu)的疲勞焊接結(jié)構(gòu)的疲勞通過(guò)大量試驗(yàn)研究表明，控制焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命最主要的因素是通過(guò)大量試驗(yàn)研究表明

42、，控制焊接結(jié)構(gòu)疲勞壽命最主要的因素是構(gòu)件和連構(gòu)件和連接的類型接的類型、應(yīng)力幅應(yīng)力幅DD以及以及循環(huán)次數(shù)循環(huán)次數(shù)n n，而與應(yīng)力比無(wú)關(guān)。，而與應(yīng)力比無(wú)關(guān)。焊縫部位存在殘余拉應(yīng)力，通常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度焊縫部位存在殘余拉應(yīng)力，通常達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度f(wàn) fy y ，該處是產(chǎn)生和發(fā)該處是產(chǎn)生和發(fā)展疲勞裂紋最敏感的區(qū)域。展疲勞裂紋最敏感的區(qū)域。 maxyf最大：最大：maxminyyffD最?。鹤钚。簓yffD真實(shí)應(yīng)力比：真實(shí)應(yīng)力比：fyfyfyfyfyfy殘余應(yīng)力的分布?xì)堄鄳?yīng)力的分布焊縫附近真實(shí)應(yīng)力比的大小取決于應(yīng)力幅焊縫附近真實(shí)應(yīng)力比的大小取決于應(yīng)力幅DD的大小的大小常幅疲勞計(jì)算常幅疲勞計(jì)算疲勞計(jì)算

43、構(gòu)件和連接的類別疲勞計(jì)算構(gòu)件和連接的類別 疲勞計(jì)算采用疲勞計(jì)算采用容許應(yīng)力幅法容許應(yīng)力幅法，按彈性狀態(tài)計(jì)算。只適用于無(wú)高，按彈性狀態(tài)計(jì)算。只適用于無(wú)高溫（溫（t150t150）、無(wú)嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的高周低應(yīng)變的疲勞計(jì)算（應(yīng)）、無(wú)嚴(yán)重腐蝕環(huán)境中的高周低應(yīng)變的疲勞計(jì)算（應(yīng)力循環(huán)次數(shù)力循環(huán)次數(shù)n n5510104 4) )。/1)(nCDD（2-5）n應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；應(yīng)力循環(huán)次數(shù)；C C、參數(shù)，根據(jù)表參數(shù)，根據(jù)表2-22-2中的構(gòu)件和連接的類別按表中的構(gòu)件和連接的類別按表2-32-3采用。采用。常幅疲勞計(jì)算常幅疲勞計(jì)算DD對(duì)于焊接部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅對(duì)于焊接部位的設(shè)計(jì)應(yīng)力幅: DD= max- min ；

44、對(duì)于非焊接部位的折算應(yīng)力幅：對(duì)于非焊接部位的折算應(yīng)力幅：DD= max- 0.7 min max 每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最大拉應(yīng)力（取正值）每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最大拉應(yīng)力（取正值） min 每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力每次應(yīng)力循環(huán)中，計(jì)算部位的最小拉應(yīng)力或壓應(yīng)力（拉應(yīng)（拉應(yīng)力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）；力取正值，壓應(yīng)力取負(fù)值）；DD 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅常幅疲勞的容許應(yīng)力幅;疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類疲勞計(jì)算的構(gòu)件和連接分類容許應(yīng)力幅與鋼材的強(qiáng)容許應(yīng)力幅與鋼材的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，這表明不同種度無(wú)關(guān)，這表明不同種類的鋼材具有相同的抗類的鋼材具有相同的抗疲勞性能。疲勞性能。變幅疲勞強(qiáng)度

45、驗(yàn)算方法變幅疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算方法DDe e等效常幅疲勞應(yīng)力幅。等效常幅疲勞應(yīng)力幅。 DD 常幅疲勞的容許應(yīng)力幅。常幅疲勞的容許應(yīng)力幅。 情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律情形一能夠測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律DDe變幅疲勞計(jì)算變幅疲勞計(jì)算等效常幅疲勞應(yīng)力幅計(jì)算等效常幅疲勞應(yīng)力幅計(jì)算不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律 計(jì)算計(jì)算eD 若能預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在使用壽命期間各種荷載的應(yīng)力幅以及次數(shù)分若能預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)在使用壽命期間各種荷載的應(yīng)力幅以及次數(shù)分布所構(gòu)成的設(shè)計(jì)應(yīng)力譜，則根據(jù)累積損傷原理可將變幅疲勞折合布所構(gòu)成的設(shè)計(jì)應(yīng)力譜，則根據(jù)累積損傷原理可將變幅疲勞折合為等效常幅疲勞，將隨機(jī)變化的應(yīng)力幅折算

46、為等效應(yīng)力幅為等效常幅疲勞，將隨機(jī)變化的應(yīng)力幅折算為等效應(yīng)力幅DDe e按下按下式進(jìn)行疲勞計(jì)算：式進(jìn)行疲勞計(jì)算：1DDiiienn(2-7)(2-7)n ni i 以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命；以應(yīng)力循環(huán)次數(shù)表示的結(jié)構(gòu)預(yù)期使用壽命； n ni i 預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅水平達(dá)到預(yù)期壽命內(nèi)應(yīng)力幅水平達(dá)到DDi i的的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)變幅疲勞計(jì)算變幅疲勞計(jì)算吊車梁參數(shù)取值表格吊車梁參數(shù)取值表格情形二情形二 不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律不能測(cè)得使用期內(nèi)應(yīng)力變幅規(guī)律 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)重級(jí)工作制吊車的吊車梁和重級(jí)、中級(jí)工作制吊車桁架時(shí)，重級(jí)工作制吊車的吊車梁和重級(jí)、中級(jí)工作制吊車桁架時(shí)，應(yīng)力幅是按滿載

47、得出的，實(shí)際上常常發(fā)生不同程度欠載情況。如果應(yīng)力幅是按滿載得出的，實(shí)際上常常發(fā)生不同程度欠載情況。如果沒有對(duì)實(shí)際應(yīng)力幅的統(tǒng)計(jì)資料，即屬本情形。使用欠載效應(yīng)系數(shù)，沒有對(duì)實(shí)際應(yīng)力幅的統(tǒng)計(jì)資料，即屬本情形。使用欠載效應(yīng)系數(shù)，按常幅疲勞進(jìn)行計(jì)算。按常幅疲勞進(jìn)行計(jì)算。 6102DDnf（2-92-9）f 欠載效應(yīng)的等效系數(shù)欠載效應(yīng)的等效系數(shù)DDef6102Dn循環(huán)次數(shù)為循環(huán)次數(shù)為n n=2=210106 6次的容許應(yīng)力幅。次的容許應(yīng)力幅。變幅疲勞計(jì)算變幅疲勞計(jì)算疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題1.00.80.5重級(jí)工作制硬鉤吊車重級(jí)工作制硬鉤吊車 重級(jí)工作制軟鉤吊車梁重級(jí)工作制軟鉤吊車梁中級(jí)工作

48、制吊車中級(jí)工作制吊車 f吊車梁類別吊車梁類別表表2-4 2-4 吊車梁或吊車桁架欠載效應(yīng)系數(shù)吊車梁或吊車桁架欠載效應(yīng)系數(shù)59697890103118144176N/mm2Dn=210687654321連接形式類別連接形式類別表表2-5 2-5 n n=2=210106 6的容許應(yīng)力幅值的容許應(yīng)力幅值變幅疲勞計(jì)算變幅疲勞計(jì)算2) 2) 疲勞驗(yàn)算采用的是疲勞驗(yàn)算采用的是容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法，而不是以概率論為基礎(chǔ)的，而不是以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方法。這主要是因?yàn)楹附訕?gòu)件焊縫周圍的力學(xué)性能非常復(fù)設(shè)計(jì)方法。這主要是因?yàn)楹附訕?gòu)件焊縫周圍的力學(xué)性能非常復(fù)雜，目前還沒有較好試驗(yàn)或數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行以概率論

49、為基礎(chǔ)雜，目前還沒有較好試驗(yàn)或數(shù)值方法對(duì)其進(jìn)行以概率論為基礎(chǔ)的研究。的研究。疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題3) 3) 疲勞計(jì)算采用的是疲勞計(jì)算采用的是容許應(yīng)力幅法容許應(yīng)力幅法，計(jì)算公式是以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的，計(jì)算公式是以實(shí)驗(yàn)為依據(jù)的，實(shí)驗(yàn)中已包含了動(dòng)力的影響，故荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值且不乘動(dòng)力系實(shí)驗(yàn)中已包含了動(dòng)力的影響，故荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值且不乘動(dòng)力系數(shù)，應(yīng)力幅按彈性工作計(jì)算。數(shù)，應(yīng)力幅按彈性工作計(jì)算。1) 1) 當(dāng)當(dāng)n n10105 5時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。時(shí)，應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算。疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題鋼材的鋼種、鋼號(hào)及選擇鋼材的鋼種、鋼號(hào)及選擇5 5）對(duì)于）對(duì)于只有壓應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)

50、作用只有壓應(yīng)力的應(yīng)力循環(huán)作用，由于鋼材內(nèi)部缺陷不易開展，由于鋼材內(nèi)部缺陷不易開展，則不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，則不會(huì)發(fā)生疲勞破壞，不必進(jìn)行疲勞計(jì)算不必進(jìn)行疲勞計(jì)算。4 4）國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)證明，大多數(shù)焊接連接類別的疲勞強(qiáng)度不受鋼材）國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)證明，大多數(shù)焊接連接類別的疲勞強(qiáng)度不受鋼材強(qiáng)度的影響，故可認(rèn)為強(qiáng)度的影響，故可認(rèn)為疲勞容許應(yīng)力幅與鋼種無(wú)關(guān)疲勞容許應(yīng)力幅與鋼種無(wú)關(guān)。6 6）提高疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命的措施）提高疲勞強(qiáng)度和疲勞壽命的措施（）采取合理構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，盡可能減少應(yīng)力集中；（）采取合理構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，盡可能減少應(yīng)力集中；（）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，減小初始裂紋尺寸；（）嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，減小初始裂紋尺寸；（

51、）采取必要的工藝措施如打磨、敲打等。（）采取必要的工藝措施如打磨、敲打等。疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題疲勞計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題正確制造正確制造外因外因 鋼材在構(gòu)造和加工工程中引起的鋼材在構(gòu)造和加工工程中引起的應(yīng)力集中應(yīng)力集中、低溫影響低溫影響、動(dòng)力荷動(dòng)力荷 載的作用載的作用、冷作硬化冷作硬化和和應(yīng)變時(shí)效硬化應(yīng)變時(shí)效硬化等等 內(nèi)因內(nèi)因 鋼材的鋼材的化學(xué)成分化學(xué)成分、組織構(gòu)造組織構(gòu)造和和缺陷缺陷等等(1(1）合理的選用鋼材）合理的選用鋼材; ; (2(2）對(duì)于低溫工作和受動(dòng)力荷載的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)使所選鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度）對(duì)于低溫工作和受動(dòng)力荷載的鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)使所選鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫度低于結(jié)構(gòu)的工作溫

52、度; ;(3) (3) 盡量使用較薄的型鋼和板材，使其具有良好的沖擊韌性盡量使用較薄的型鋼和板材，使其具有良好的沖擊韌性; ;(4(4）設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要合理，避免構(gòu)件截面的突然改變，使之能均勻、）設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要合理，避免構(gòu)件截面的突然改變，使之能均勻、連續(xù)的傳遞應(yīng)力，從而減小構(gòu)件的應(yīng)力集中。連續(xù)的傳遞應(yīng)力，從而減小構(gòu)件的應(yīng)力集中。影響鋼材出現(xiàn)脆性破壞的因素影響鋼材出現(xiàn)脆性破壞的因素合理設(shè)計(jì)合理設(shè)計(jì)防止脆性斷裂的方法防止脆性斷裂的方法合理使用合理使用正確制造正確制造(1) (1) 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作，不得隨意進(jìn)行鋼材代換，不得嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行制作，不得隨意進(jìn)行鋼材代換，不得隨意將

53、螺栓連接改為焊接連接，不得隨意加大焊縫厚度。隨意將螺栓連接改為焊接連接，不得隨意加大焊縫厚度。(2) (2) 為了避免冷作硬化現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用鉆孔或沖孔后再擴(kuò)鉆為了避免冷作硬化現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)采用鉆孔或沖孔后再擴(kuò)鉆的方法，以及對(duì)剪切邊進(jìn)行刨邊。的方法，以及對(duì)剪切邊進(jìn)行刨邊。(3) (3) 為了減少焊接殘余應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)力集中，應(yīng)該制定合理的焊為了減少焊接殘余應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)力集中，應(yīng)該制定合理的焊接工藝和技術(shù)措施，并由考試合格的焊工施焊，必要時(shí)可采用接工藝和技術(shù)措施，并由考試合格的焊工施焊，必要時(shí)可采用熱處理方法消除主要構(gòu)件中的焊接殘余應(yīng)力。熱處理方法消除主要構(gòu)件中的焊接殘余應(yīng)力。(4) (4) 焊

54、接中不得在構(gòu)件上任意打火起弧，影響焊接的質(zhì)量，應(yīng)按焊接中不得在構(gòu)件上任意打火起弧，影響焊接的質(zhì)量，應(yīng)按照規(guī)范的要求進(jìn)行。照規(guī)范的要求進(jìn)行。 防止脆性斷裂的方法防止脆性斷裂的方法鋼的種類鋼的種類合理使用合理使用(1) (1) 不得隨意改變結(jié)構(gòu)使用用途或超負(fù)荷使用結(jié)構(gòu)。不得隨意改變結(jié)構(gòu)使用用途或超負(fù)荷使用結(jié)構(gòu)。(2) (2) 原設(shè)計(jì)在室溫工作的結(jié)構(gòu)，在冬季停產(chǎn)時(shí)要注意保暖。原設(shè)計(jì)在室溫工作的結(jié)構(gòu)，在冬季停產(chǎn)時(shí)要注意保暖。(3) (3) 不要在主要結(jié)構(gòu)上任意焊接或附加零件懸掛物。不要在主要結(jié)構(gòu)上任意焊接或附加零件懸掛物。(4) (4) 避免因生產(chǎn)和運(yùn)輸不當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)造成的撞擊或機(jī)械損傷。避免因生產(chǎn)和運(yùn)輸

55、不當(dāng)對(duì)結(jié)構(gòu)造成的撞擊或機(jī)械損傷。(5) (5) 平時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)注意檢察和維護(hù)。平時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)注意檢察和維護(hù)。 防止脆性斷裂的方法防止脆性斷裂的方法常用鋼的種類常用鋼的種類鋼的種類鋼的種類碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼常用鋼的種類常用鋼的種類碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金鋼低合金鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用作制造冷拔高強(qiáng)鋼絲、高強(qiáng)螺栓優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用作制造冷拔高強(qiáng)鋼絲、高強(qiáng)螺栓以及自攻螺釘?shù)?。以及自攻螺釘?shù)?。碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及特點(diǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)及特點(diǎn)碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼1 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼的表達(dá)方式由（）碳素結(jié)構(gòu)鋼的表達(dá)方式由（屈服點(diǎn)的字母屈服點(diǎn)的字母Q Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)）量

56、等級(jí)符號(hào)和脫氧方法符號(hào)）四個(gè)部分組成。四個(gè)部分組成。2)2)質(zhì)量等級(jí)符號(hào)是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和沖擊韌性不同化分為質(zhì)量等級(jí)符號(hào)是根據(jù)鋼材的化學(xué)成分和沖擊韌性不同化分為A A、B B、C C、D D共共4 4個(gè)質(zhì)量等級(jí)。個(gè)質(zhì)量等級(jí)。3)3)脫氧方法符號(hào)也有四種，其中脫氧方法符號(hào)也有四種，其中F F代表沸騰鋼，代表沸騰鋼，b b代表半鎮(zhèn)靜鋼，代表半鎮(zhèn)靜鋼，Z Z代表鎮(zhèn)靜鋼，代表鎮(zhèn)靜鋼，TZTZ代表特種鎮(zhèn)靜鋼，代表特種鎮(zhèn)靜鋼，在具體標(biāo)注時(shí)在具體標(biāo)注時(shí)Z Z和和TZTZ可以省可以省略。略。4 4）鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范將將Q235Q235牌號(hào)的鋼材選為承重結(jié)構(gòu)用鋼牌號(hào)的鋼材選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。其化學(xué)

57、成分和脫氧方法、拉伸和沖擊試驗(yàn)以及冷彎試驗(yàn)結(jié)果其化學(xué)成分和脫氧方法、拉伸和沖擊試驗(yàn)以及冷彎試驗(yàn)結(jié)果均應(yīng)符合規(guī)范均應(yīng)符合規(guī)范GB/T700GB/T700的要求。的要求。牌號(hào)表示方法牌號(hào)表示方法碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235表示方法表示方法低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼1)1)含碳量均含碳量均不大于不大于0.200.20，強(qiáng)度的提高主要依靠添加少量強(qiáng)度的提高主要依靠添加少量幾種合金元素來(lái)達(dá)到，但合金元素的總量幾種合金元素來(lái)達(dá)到，但合金元素的總量低于低于5 5。2)2)牌號(hào)為牌號(hào)為Q345Q345，Q390,Q420Q390,Q420的鋼材

58、都有較高的強(qiáng)度和較好的的鋼材都有較高的強(qiáng)度和較好的塑性、韌性和焊接性能，被塑性、韌性和焊接性能，被規(guī)范規(guī)范選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。選為承重結(jié)構(gòu)用鋼。3)3)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)命名與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，只低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)命名與碳素結(jié)構(gòu)鋼相似，只是質(zhì)量等級(jí)分為是質(zhì)量等級(jí)分為A A、B B、C C、D D、E E五等，低合金高強(qiáng)度結(jié)五等，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼采用的脫氧方法均為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，故構(gòu)鋼采用的脫氧方法均為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，故可不可不加脫氧方法的符號(hào)加脫氧方法的符號(hào)，例如，例如Q345Q345B B，Q390Q390D D，Q420Q420E E。4)4)鋼材的化學(xué)成分和拉伸、沖擊、

59、冷彎試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)鋼材的化學(xué)成分和拉伸、沖擊、冷彎試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范范GB/T1591GB/T1591要求。要求。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼表示方法低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼表示方法低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼規(guī)范對(duì)沖擊韌性的具體規(guī)定規(guī)范對(duì)沖擊韌性的具體規(guī)定低合金鋼低合金鋼Q345表示方法表示方法優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金鋼低合金鋼Q345表示方法表示方法鋼絲鋼絲1)1)磷、硫等有害元素的含量均磷、硫等有害元素的含量均不大于不大于0.0350.035，對(duì)于其他對(duì)于其他缺陷的限制也較嚴(yán)格。缺陷的限制也較嚴(yán)格。2)2)主要用作制造主要用作制造冷拔高強(qiáng)鋼

60、絲冷拔高強(qiáng)鋼絲、高強(qiáng)螺栓高強(qiáng)螺栓以及以及自攻螺釘自攻螺釘?shù)?。等。?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 699-1988)(GB/T 699-1988)鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線、鋼絲繩的總稱。鋼絲、平行鋼絲索、鋼絞線、鋼絲繩的總稱。鋼索鋼索優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、鋼索優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、鋼索平行鋼絲索平行鋼絲索鋼鋼 絲絲鋼絞線鋼絞線平行鋼絲索平行鋼絲索鋼絲繩鋼絲繩鋼鋼 絞絞 線線專用結(jié)構(gòu)鋼專用結(jié)構(gòu)鋼鋼鋼 絲絲 繩繩鋼材的選擇原則鋼材的選擇原則2)2)耐候鋼耐候鋼 在鋼材冶煉時(shí)加入少量的合金元素如在鋼材冶煉時(shí)加入少量的合金元素如CuCu、CrCr、NiNi、MoMo、NbNb、TiTi、ZrZr、V V等，