[材料科學(xué)]金屬裝飾材料(已修改)
2025-02-02 13:18 本頁(yè)面
【正文】 高職高專土建類專業(yè)規(guī)劃教材 建筑裝飾工程技術(shù)專業(yè) 新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑裝飾材料 167。 6 金屬裝飾材料 167。 6 金屬裝飾材料 主要介紹建筑工程及裝飾工程中廣泛應(yīng)用的建筑鋼材、不銹鋼及其鋁合金材料。 本章提要 本 章 內(nèi) 容 ? 167。 建筑鋼材及制品 ? 167。 裝飾不銹鋼材及其制品 ? 167。 裝飾鋁合金及制品 建筑鋼材的特點(diǎn)： 是在嚴(yán)格的技術(shù)條件下生產(chǎn)的材料，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)： ? 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）質(zhì)量均勻，性能可靠 ? （ 2）強(qiáng)度、硬度高 ? （ 3）塑性、韌性好 ? 缺點(diǎn)： （ 1）易銹蝕 ? （ 2）維修費(fèi)用高 ? （ 3）耐火性差 鋼材的冶煉及分類 1. 鋼材的冶煉原理 由于鐵和碳的化合力極強(qiáng)，所以工業(yè)上很難得到純鐵。 含碳量低于 %的 鐵稱為熟鐵 ，熟鐵軟而易于加工，但力學(xué)強(qiáng)度很低。 含碳量在 %以上的 鐵稱為生鐵 ，并含有較多的硅、硫、磷、錳等雜質(zhì)。 將生鐵中的 碳含量降至 %以下，使硫和磷等雜質(zhì)降至一定范圍內(nèi) 即成為鋼 。 2. 鋼材的冶煉過(guò)程 鋼材的 冶煉過(guò)程 為除碳、造渣和脫氧。 除碳過(guò)程是通過(guò) 氧化法 ，將一部分鐵變?yōu)闅怏w而逸出。 造渣過(guò)程 為在 氧化還原反應(yīng)中 可將生鐵中硅和錳變?yōu)殇撛?，浮于鋼水之上而排出? 鐵水中的 硫和磷雜質(zhì)只能在堿性條件下才能除去 ，通常加入一定量的石灰石。 ? 因?yàn)?錳、硅、鋁與氧的結(jié)合力 大于 氧和鐵的結(jié)合能力 ，所以 脫氧過(guò)程 是在鋼水中加入一定量的 錳鐵、硅鐵或鋁錠作為還原劑 ， ? 將鋼水中的 FeO還原為 鐵 ，使 氧 變?yōu)殄i、硅或鋁的 氧化物而進(jìn)入鋼渣 。 ? 脫氧減少了鋼材中的氣泡，并克服了元素分布不均（通常是 偏析 ）的缺點(diǎn)，可明顯改善鋼材的性質(zhì)。 3. 鋼材的冶煉方法 ? 根據(jù)煉鋼所用爐種的不同，鋼材的冶煉方法可分為 ? 平爐煉鋼 、 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 和 電爐煉鋼 三種 ? 平爐煉鋼 ? 是應(yīng)用較早的一種煉鋼方法，該方法冶煉得到的鋼質(zhì)量高，但是該冶煉方法煉鋼周期長(zhǎng)，效率低，成本高。 ? 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 ? 得到的鋼材質(zhì)量穩(wěn)定，另外該方法冶煉周期短，所以被廣泛應(yīng)用。 ? 電爐煉鋼 ? 是可以精確控制成分，所生產(chǎn)的鋼雜質(zhì)含量低，質(zhì)量最好，但成本也最高。 ? 轉(zhuǎn)爐煉鋼法 ? 平爐煉鋼法 ? 電爐煉鋼法 鋼材的分類 1. 按化學(xué)成分分類 （ 1） 碳素鋼。 ? 以鐵碳合金為主體， 含碳量 2%（含碳量 2%為生鐵 ），除含有極少量的硅、錳和微量的硫、磷之外，不含有別的合金元素的鋼稱為 碳素鋼 。 ? 根據(jù)含碳量的高低， ? 將 碳素鋼 分為： ? 低碳鋼 （碳含量低于 %） ? 中碳鋼 （碳含量介于 %%） ? 高碳鋼 （碳含量高于 %）。 ? （ 2） 合金鋼 ? 在碳素鋼中，加入了一定量的合金元素，如硅、錳、鈦、釩及鉻等的鋼材稱為 合金鋼 。 ? 根據(jù)合金元素含量的高低， ? 將合金鋼分為： ? 低合金鋼 （合金含量低于 %）、 ? 中合金鋼 （合金含量介于 5%～ 10%） ? 高合金鋼（合金含量高于 10%）。 按冶煉脫氧程度分類 ? （ 1）沸騰鋼 ? 一種脫氧不完全的鋼，其抗蝕性、沖擊韌性和可焊性較差，尤其是低溫時(shí)沖擊韌性降低更顯著。 ? （ 2）鎮(zhèn)靜鋼 ? 鎮(zhèn)靜鋼是脫氧充分的鋼。由于鋼液中氧已經(jīng)很少，當(dāng)鋼液澆鑄后在錠模內(nèi)呈靜止?fàn)顟B(tài)，故稱為鎮(zhèn)靜鋼。其優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)成分均勻、機(jī)械性能穩(wěn)定、焊接性能和塑性較好、抗蝕性也較強(qiáng)。多用于承受沖擊荷載及其它重要的結(jié)構(gòu)上 ? （ 3）特殊鎮(zhèn)靜鋼 ? 是一種脫氧程度比鎮(zhèn)靜鋼更充分的鋼，其性能與質(zhì)量比鎮(zhèn)靜鋼更好。 鋼材的性質(zhì)：力學(xué)性質(zhì)和工藝性質(zhì) ? 力學(xué)性質(zhì)： 是指鋼材在外力作用下，抵抗破壞和變形的能力。 ? 包括： 抗拉性能 、沖擊韌性 和 疲勞強(qiáng)度 ? 工藝性質(zhì)： 是指鋼材在加工過(guò)程中表現(xiàn)出的性能，它直接影響鋼材的加工質(zhì)量。 ? 包括： 冷彎 、 冷加工 和 焊接 ? 拉伸是建筑鋼材的主要受力形式， ? 所以，拉伸性能是表示鋼材性能和選用鋼材的重要依據(jù)。 ? 以低碳鋼為例。 ? 圖 61為低碳鋼拉伸過(guò)程的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系圖。 ? 從圖中可以看出， ? 低碳鋼拉伸過(guò)程經(jīng)歷了四個(gè)階段： ? 彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段。 ? 1）彈性階段（ 0→ A） ? 特點(diǎn)： 彈性 。 ? 在該階段，若缷去外力，試件能恢復(fù)原來(lái)的形狀。 ? 指標(biāo)： 彈性模量 E ? ① A點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值 ——彈性極限，用 E表示。 ? E=σ/ε E值越大，鋼材的剛度越大。 ? 彈性模量 反映鋼材抵抗彈性變形的能力，是計(jì)算鋼材在受力條件下變形的重要指標(biāo) ? 2）屈服階段（ A→ B） ? 特點(diǎn) ： 塑性 。 ? 屈服 ——變形迅速增加，外力則大致在恒定的位置波動(dòng)，這就是所謂的 “ 屈服現(xiàn)象 ” ，似乎鋼材不能承受外力而屈服。 ? 指標(biāo) ： 屈服強(qiáng)度 （也稱為 屈服點(diǎn) ） ——下屈服點(diǎn) B下點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，用 σs 表示。 0AF ss ??? 3）強(qiáng)化階段（ B→ C） ? 特點(diǎn)： 強(qiáng)度極限 。 ? 強(qiáng)化 ——鋼材抵抗外力的能力重新提高。 ? 指標(biāo)： 抗拉強(qiáng)度 ——C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值，用 σb 表示。 0AF bb ??? 4）頸縮階段（ C→ D） ? 特點(diǎn) ： 變形斷裂 。 ? 頸縮 ——其抵抗變形的能力明顯降
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