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生鐵?建筑鋼材鋼材是鋼經(jīng)過(guò)冷、熱加工而得到的各種定型產(chǎn)鋼、角鋼、工字鋼等)、鋼板和用于鋼 工字圓鋼、鋼絲定指用于工程建設(shè)的各種鋼材,包括型鋼鋼鋼特特比強(qiáng)度塑性好、韌性能承受沖擊和振動(dòng)荷加工性易銹費(fèi)用應(yīng)應(yīng)建筑鋼材可用于多層 結(jié)意意為了掌握鋼材的合理使用,應(yīng)對(duì)鋼材的生產(chǎn)、組質(zhì)和用途等知識(shí)有一定的了解。鋼材的冶煉過(guò)程及其對(duì)鋼材質(zhì)量的影冶煉原按化學(xué)成份按質(zhì)量按結(jié)構(gòu)用途冶煉原將熔融的生鐵水或焦炭及鐵礦石加入煉鋼爐中精煉,使炭及其它雜質(zhì)氧化而揮發(fā)或變成氧化物進(jìn)入渣內(nèi),降低炭及其它雜質(zhì)的含量。過(guò)過(guò)鋼鋼材的冶煉過(guò)表爐種爐種的影響及氧化程度見表1表爐種爐原吹氣冶時(shí)鋼質(zhì)成應(yīng)熔融鐵氧分好低平生鐵、礦石空時(shí)好高同上及特殊途的電廢鋼生空短最高同冶煉中為除去雜質(zhì)而進(jìn)行的氧部分鐵不可避免的被氧使鋼錠內(nèi)生成許多氣降低了鋼的質(zhì)為了使FeO和Fe2O3 還原為Fe,在煉鋼的表2脫氧程度及鋼材質(zhì)量表2脫氧程度及鋼材質(zhì)量鋼脫氧程冷卻情鋼材質(zhì)沸騰不充澆筑時(shí)有大量逸差半介于二者之好鋼充特殊最充最按化學(xué)成按化學(xué)成分分碳素低碳鋼 中碳高碳合金低合金鋼 中合金鋼鋼合金 按質(zhì)量按質(zhì)量 高級(jí)優(yōu)質(zhì)
結(jié)構(gòu)按結(jié)構(gòu)用途按結(jié)構(gòu)用途工具刀具、模特殊不銹鋼、耐熱鋼、耐磨 機(jī)械性拉伸性沖擊韌疲勞強(qiáng)工藝性冷彎性焊接性拉拉伸性拉伸性能是建筑鋼材的主要性–屈服強(qiáng)–抗拉強(qiáng)–伸長(zhǎng)拉伸性低碳鋼的應(yīng)低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變?chǔ)褻DBA0圖δε定
屈服強(qiáng)意是彈性變形轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘霓D(zhuǎn)折形,鋼材的應(yīng)力自動(dòng)分配至低應(yīng)力部所以說(shuō),屈服點(diǎn)是確定鋼結(jié)構(gòu)容許應(yīng)力值的依據(jù)屈屈服強(qiáng)公A0σFs-屈服應(yīng)Ao-試件截面對(duì)屈服不明規(guī)定以產(chǎn)生0.2Oε低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變定σb是指鋼材能承受的最大拉應(yīng)力.因此,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不能應(yīng)屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比定意碳素鋼0.58—低碳合金結(jié)構(gòu)鋼0.65—σσεσs/σbσs/σb小大大小定d0指標(biāo)和公伸長(zhǎng)Lnδ LL0—the原標(biāo)點(diǎn)間距L1拉斷后標(biāo)點(diǎn)間距n=5dor10dd—n1伸長(zhǎng)率的測(cè)斷面收縮
A0說(shuō)伸長(zhǎng)率是表示鋼材塑性變形能力的重要指鋼結(jié)構(gòu)一般在彈性范圍內(nèi)工但在應(yīng)力集中處,應(yīng)力可能超過(guò)屈服點(diǎn),有一定的塑性變形因此可以保持應(yīng)力重新分布,從而避免結(jié)構(gòu)破壞沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能用擺錘打擊有槽口的標(biāo)準(zhǔn)試件,直到試件破壞單位面積所消耗的功沖擊韌沖沖擊韌性值k
/FlashFlash沖擊韌沖擊韌冷脆性 Tep:脆性臨冷脆性αk與溫度有溫度較低時(shí),冷脆性
T??指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能如果鋼材承受彎曲變形的程度大,那么鋼材的冷彎性好彎曲角度α及彎心直徑/(鋼板厚度或直徑試以規(guī)定的α和d/a進(jìn)彎?rùn)z查受彎部冷彎性冷彎是通過(guò)彎曲處的塑性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此它也是反映鋼材在靜荷載下塑性的一個(gè)指標(biāo)。在拉伸試驗(yàn)中,鋼材試件的塑性變形則是局部不均勻變形冷彎試驗(yàn)常常能反映鋼材組織的均勻程度,存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺因此可以用冷彎性來(lái)檢查鋼材的質(zhì)量,焊接質(zhì)
焊接性能(可焊性鋼材在一定焊接工藝條件下,在焊接及其附近過(guò)熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬傾向,焊接后焊縫處性質(zhì)應(yīng)盡可能與母材相同。%,可焊性顯著下降等 §8.3的組織與化學(xué)成一.鋼的晶體鋼是以鐵為主的Fe–C合金,其中Fe和C有以下三種結(jié)合形①固溶體—鐵(Fe)中固溶著微量的碳(C)②化合物—鐵和碳結(jié)合成化合物③機(jī)械混合物—固溶體鋼的組織—以上三種形式的Fe–C鋼的基本組織及性CSPONH CSPONH 強(qiáng)度強(qiáng)度熱脆性冷脆性強(qiáng)度 碳:土木工程用鋼材含碳量不大于0.8%。在此范圍內(nèi), 顯著下降,特別是溫度愈低,對(duì)韌性和塑性的影響愈大,磷在鋼中的偏析作用強(qiáng)烈,使鋼材冷脆性增大,并顯著降低鋼材的機(jī)械性能,特別是韌性,氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用,氧化物造成的低亦使鋼的可焊形變差。(9)釩:建建筑鋼材的冷加工與時(shí)冷加工與時(shí)效的定冷加工與時(shí)效強(qiáng)化原冷加工與時(shí)效強(qiáng)化的意冷冷加冷加工強(qiáng)降低的現(xiàn)象時(shí)可分為兩類:分為自然時(shí)效和人工時(shí)時(shí)自然時(shí)效處經(jīng)冷拉的鋼材在常溫下存放15-20其強(qiáng)度和硬度提高,塑性和韌性降低的現(xiàn)象人工時(shí)效處這將使時(shí)效加時(shí)時(shí)效敏感因時(shí)效而導(dǎo)致性能改變的程度大,導(dǎo)致塑性、韌性降低。有些鋼材即使沒有經(jīng)過(guò)冷加工處理,長(zhǎng)時(shí)間過(guò)后也會(huì)出現(xiàn)時(shí)效,但不如冷加工后表現(xiàn)明顯。冷加工時(shí)效強(qiáng)化的原之后,晶格產(chǎn)生滑移,造成性變形。由于晶粒面上繼續(xù)滑動(dòng)產(chǎn)生,抵抗變形的能力增大,因時(shí)效強(qiáng)化的原在高溫下固溶在晶體組織中的氮和氧的原子,在溫度降低后溶解度下降,但未完全析出,在存放過(guò)程中逐漸析出并擴(kuò)散到晶粒缺陷處,形成固體微粒,阻礙晶粒發(fā)生滑移,而提高了對(duì)塑性變形的抵抗能力。σσC冷屈服Bs變K塑性和韌性降 未冷屈服O冷加工和時(shí)效ε時(shí)σsσν變塑性和韌性降建筑鋼材的冷加工與時(shí)可節(jié)約鋼材20-30%對(duì)于受動(dòng)荷載或經(jīng)常處于中溫條件工作的鋼結(jié)構(gòu),如橋梁、鋼軌、鍋爐等,為避免過(guò)大脆性,出現(xiàn)突然斷裂,要求采用時(shí)效敏感小的鋼材?!臁?.5鋼結(jié)構(gòu)用鋼碳素結(jié)構(gòu)熱軋鋼冷軋帶肋鋼冷拔低碳鋼建筑鋼材包括型鋼鋼鋼常用的鋼材品種為碳素鋼與低合金鋼二大類我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材主要碳素結(jié)構(gòu)低合金指各種鋼結(jié)構(gòu)中采用的結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋鋼板、型鋼等?,F(xiàn)為《碳素結(jié)構(gòu)鋼》第四節(jié).建筑用鋼材的品牌號(hào)—依據(jù)屈服強(qiáng)度劃分為五牌號(hào),即Q195、Q215、Q235、Q255、質(zhì)量等級(jí)—依據(jù)沖擊韌性(即S、P含量)劃分四級(jí),即A、B、C、脫氧程度—F、b、Z、TZ(特殊鋼),[注:Z、TZ通常省略屈服點(diǎn)代號(hào)屈服點(diǎn)代號(hào)屈服點(diǎn)數(shù)值脫氧程質(zhì)量等例如:Q235B?F表示屈服強(qiáng)度235MPaB級(jí)沸騰特性:碳素結(jié)構(gòu)鋼(尤其是Q235)既有較高的強(qiáng)度,又有良好的塑性和韌性,可焊性也好,適宜于各種加工,廣泛用于制作鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋和鋼板等。牌號(hào)—共31個(gè)牌特性:對(duì)S、P牌號(hào)與性能的關(guān)當(dāng)牌號(hào)增大時(shí),鋼材的含碳量提高,伸長(zhǎng)率降低,冷彎性能也降低。質(zhì)量等級(jí):取決于鋼材內(nèi)有害雜質(zhì)S、P的含量,鋼材的質(zhì)量與好,其焊接性能和低溫抗沖擊性能也提高。碳素結(jié)構(gòu)鋼的選建筑鋼結(jié)構(gòu)中最常用的牌號(hào)為Q235(綜合性能符合建筑工程的要求)。Q235的C級(jí)和D級(jí)鋼,其S和P的含量低,所以主要作重要的焊接結(jié)構(gòu)。碳素結(jié)構(gòu)鋼的選Q19及載等情況下,能保證安全使用。Q25及中的構(gòu)件及螺栓(在機(jī)械零件及工具中常用之)。 牌牌號(hào)由以下四部分成(flash所示右鍵選擇”低合金鋼的強(qiáng)度大大高于碳素結(jié)構(gòu)鋼,并且具有良好的塑性和韌性、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性也好于碳素鋼,其生產(chǎn)工藝和成本都與碳素鋼相近。低低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu) 尤其適用于大跨度結(jié)構(gòu)和橋梁工程等鋼筋混凝土用砼抗壓強(qiáng)度高,但抗拉強(qiáng)度很低;而鋼筋抗拉和抗壓強(qiáng)度均很高;將二復(fù)合成筋砼,可以充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)。此外砼的堿性環(huán)境保護(hù)鋼筋不銹蝕一.熱軋鋼熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋,其外形分光圓和帶肋兩種熱軋鋼筋等級(jí)、性能和用外形鋼種 Ⅰ光圓ⅡⅢⅣ注:H(熱軋)、P(光圓)、R(帶肋)、B(鋼筋HotRolledPlainSteelHotRolledRibbedSteel②牌號(hào)—按抗拉強(qiáng)度最小值分為CRB550預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋是用Φ6、Φ8.2、Φ10預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)是:強(qiáng)度高,可大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件,由于受力很大,常采用高強(qiáng)度鋼絲或鋼絞線作為主要受力鋼筋。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條,經(jīng)酸洗、冷拉或再經(jīng)回火處理等工藝制成,鋼鉸線是由7根直徑為2.5~5.0㎜的高強(qiáng)度鋼絲,鉸捻后經(jīng)公稱直徑有3、4㎜、5㎜三種,它們的抗拉強(qiáng)度σb達(dá) 普通受力鋼筋宜采用HPB235、HRB335、HRB400級(jí)熱軋鋼筋和CRB550級(jí)冷帶肋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼筋宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋直徑為16mm的熱軋鋼筋,取樣作拉伸實(shí)驗(yàn),達(dá)到屈服點(diǎn)的荷載為極限時(shí)的荷載為104.5KN,試件標(biāo)距長(zhǎng)度為80mm,拉斷后的長(zhǎng)度為94.4mm問(wèn):①該鋼筋屬哪級(jí)?②該鋼筋的屈強(qiáng)比是多少解:①由題知,A==72.2103/82=
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