鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理第2章鋼結(jié)材料(編輯修改稿)
2025-02-03 01:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ﹡ 硫（ S） 硫是一種有害元素，降低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性等，在高溫時(shí)使鋼材變脆，即熱脆。因此，鋼材中硫的含量不得超過 %，在焊接結(jié)構(gòu)中不超過 %。 化學(xué)元素 ﹡ 磷 (P) 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。在高溫時(shí)磷也能使鋼減少塑性。但磷能提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕能力。 ﹡ 氧 (O)、氮 (N) 氧和氮也是有害雜質(zhì)，在金屬熔化的狀態(tài)下可以從空氣中進(jìn)入。氧能使鋼熱脆，其作用比硫劇烈，氮能使鋼冷脆，與磷相似。 化學(xué)元素 成材過程的影響 ＊ 冶煉 可分為平爐煉鋼、 氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼 、堿性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼及電爐煉鋼 ＊ 澆鑄 一種是澆入鑄模做成鋼錠，另一種是澆入連續(xù)澆鑄機(jī)做成鋼坯。 按脫氧程度不同，分為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼。 冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔及裂紋等。 ＊ 軋制 鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細(xì)，也能使氣泡、裂紋等焊合，因而改善了鋼材的力學(xué)性能 。 ＊ 熱處理 熱處理的目的在于取得高強(qiáng)度的同時(shí)能夠保持良好的塑性和韌性。 正火（ 850~900℃ ） 回火（ 650℃ ） 淬火（ 900℃ ） 調(diào)質(zhì)處理（淬火加回火） 成材過程的影響 影響鋼材性能的其他因素 ﹡ 冷加工 硬化 (應(yīng)變硬化 ) 影響鋼材性能的其他因素 ﹡ 溫度的影響 正溫范圍 正溫范圍總的趨勢是隨著溫度的升高， 鋼材強(qiáng)度降低，變形增大。 250℃ 有蘭脆現(xiàn)象 260~320℃ 有徐變現(xiàn)象 fy與 fu都增高 但塑性變形能 力減小，因而 材料轉(zhuǎn)脆，對 沖擊韌性的影 響十分突出。 溫度轉(zhuǎn)變區(qū) 負(fù)溫范圍 在缺陷或截面變化處附近，應(yīng)力線曲折、密集、出現(xiàn)高峰應(yīng)力的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。 應(yīng)力集中 孔洞、缺口處 的應(yīng)力集中 鋼材的延性破壞和非延性破壞 循環(huán)加載和快速加載的效應(yīng) 延性破壞和非延性破壞 塑性材料 與 脆性材料 ﹡ 有屈服現(xiàn)象 ﹡ 沒有明顯屈服現(xiàn)象而能發(fā)生較大塑性變形 ﹡ 材料原始性能以及在常溫、靜載并一次加荷的工作條件之下能在破壞前發(fā)生較大塑性變形，與所處 工作條件 有關(guān) ﹡ 塑性破壞 ： 超過屈服點(diǎn) fy即有明顯的塑性變形產(chǎn)生，達(dá)到抗拉強(qiáng)度 fu時(shí)將在很大變形情況下斷裂 。 ﹡ 脆性破壞： 沒有塑性變形或在塑性變形很小時(shí)即發(fā)生破壞。 塑性破壞與脆性破壞 ﹡ 疲勞斷裂的概念 疲勞斷裂是微觀裂縫在 連續(xù)重復(fù)荷載 作用下不斷擴(kuò)展直至斷裂的脆性破壞。 ?裂紋的形成 ?緩慢擴(kuò)展 ?迅速擴(kuò)展 循環(huán)荷載效應(yīng) ﹡ 應(yīng)力比 ﹡ 應(yīng)力幅 ﹡ 平均應(yīng)力 關(guān)于循環(huán)荷載的幾個(gè)概念 ﹡ 一個(gè)循環(huán) : 連續(xù)重復(fù)
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