[工學(xué)]第7章建筑鋼材(編輯修改稿)
2025-03-15 23:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 硫 含量高會(huì)使焊接處產(chǎn)生熱裂紋，出現(xiàn)熱脆性。 2022/3/13 21 2）焊接方法 電弧焊 —— 鋼結(jié)構(gòu)焊接用。 是工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的焊接方法，它的原理是利用電弧放電（俗稱電弧燃燒）所產(chǎn)生的熱量將焊條與工件互相熔化并在冷凝后形成焊縫，從而獲得牢固接頭的焊接過程 。 電渣壓力焊 —— 鋼筋的連接用。 是將兩鋼筋安放成豎向?qū)有问剑煤附与娏魍ㄟ^兩鋼筋間隙，在焊劑層下形成電弧過程和電渣過程，產(chǎn)生電弧熱和電阻熱，熔化鋼筋，加壓完成的一種壓焊方法。 2022/3/13 22 焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)方法 —— 取樣試件試驗(yàn)、原位非破損檢驗(yàn)兩類。 焊接點(diǎn) 斷裂點(diǎn) 斷裂點(diǎn) 鋼材的可焊性試驗(yàn) 2022/3/13 23 鋼材的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響 C:隨含碳量增大 ,鋼強(qiáng)度和硬度增大 ,塑性和韌性降低； 含碳量大于 1%,隨含碳量增大 ,鋼強(qiáng)度降低。 Si:小于 1%時(shí) ,提高強(qiáng)度和硬度 ,對(duì)塑性和韌性影響不大； 大于 1%后 ,顯著降低塑性和韌性 ,并使可焊性變差。 2022/3/13 24 Mn:含量小時(shí)有益 。超過 1%后 ,將降低鋼的塑性韌性和可焊性 . S:有害 ,熱脆性增大 。 P:有害 ,冷脆性增大 。 O:有害 . N:降低塑性韌性 ,增大時(shí)效敏感性和冷脆性 . H:顯著降低塑性和韌性 ,使脆性增大 。 Ti,V：顯著提高強(qiáng)度，細(xì)化晶粒改善韌性，合金鋼的常用微量元素 2022/3/13 25 鋼材的冷加工與熱處理 ? 冷加工強(qiáng)化 ① 定義 ——冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過其屈服點(diǎn)但不超過抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。 建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等。 ② 作用 ——?s明顯提高， ?b不變；而塑性、韌性及彈性模量明顯降低（ ∵ 塑性變形中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力）。 2022/3/13 26 (冷加工 )時(shí)效處理 (強(qiáng)化 ) ① 定義 —— 將經(jīng)過冷加工的鋼筋，于常溫下存放 15～20d(自然時(shí)效 )；或加熱到100～ 200℃ 并保持一定時(shí)間(人工時(shí)效 )，此過程稱為時(shí)效處理 (強(qiáng)化 )。 ② 作用 —— ?s進(jìn)一步提高，?b略有提高；而塑性、韌性進(jìn)一步降低；彈性模量得以恢復(fù)（ ∵ 時(shí)效過程中應(yīng)力的消減）。 圖 7－ 9 鋼筋經(jīng)冷拉時(shí)效后應(yīng)力－應(yīng)變圖的變化 2022/3/13 27 熱處理 ? 按照一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時(shí)間，再以一定的速度和方式進(jìn)行冷卻，以使鋼材內(nèi)部晶體組織和顯微結(jié)構(gòu)按要求進(jìn)行改變，或者消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，從而獲得人們所需求的機(jī)械力學(xué)性能，這一過程就稱為鋼材的 熱處理 。 ? 常用的熱處理方法 —— 退火、正火、淬火及回火等。 2022/3/13 28 ? ? 是指將鋼材加熱至 723℃ 以上某一溫度，保持相當(dāng)時(shí)間后，在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高。 ? ? 是將鋼材加熱到 723℃ 以上某一溫度，并保持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，然后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細(xì)小的顯微組織。鋼材正火后強(qiáng)度和硬度提高，塑性較退火為小。 2022/3/13 29 3. 淬火 將鋼材加熱至 723℃ （相變溫度）以上某一溫度，并保持一定時(shí)間后，迅速置于水中或機(jī)油中冷卻，這個(gè)過程稱鋼材的淬火處理。鋼材經(jīng)淬火后，強(qiáng)度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低。 將淬火后的鋼材重新加熱到 723℃ 以下某一溫度范圍，保溫一定時(shí)間后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一過程稱為回火處理?；鼗鹂上摬拇慊饡r(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使其硬度降低，恢復(fù)塑性和韌性?；鼗饻囟扔?，鋼材硬度下降愈多，塑性和韌性等性能均得以改善。若鋼材淬火后隨即進(jìn)行高溫回火處理，則稱調(diào)質(zhì)處理，其目的是使鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性等性能均得以改善。 2022/3/13 30 鋼材的標(biāo)準(zhǔn)和選用 1. 碳素結(jié)構(gòu)鋼 1）牌號(hào)及其表示方法 （ 1）牌號(hào) —— 依據(jù)屈服強(qiáng)度劃分為 4個(gè)牌號(hào) ，即 Q19 Q21Q23 Q275； （ 2）質(zhì)量等級(jí) ——依據(jù)沖擊韌性（即 S、 P含量）劃分 4級(jí) ，即 A、B、 C、 D（含量由多到少） （ 3）脫氧程度 — F、 b、 Z、 TZ(特殊鎮(zhèn)靜鋼 )； [ 注： Z、 TZ通常省略 ] （ 4）牌號(hào)表示方法： 4個(gè)要素 屈服點(diǎn)代號(hào) 屈服點(diǎn)數(shù)值 /MPa － 質(zhì)量等級(jí) 脫氧程度 例如 ： Q235 A?F表示 屈服強(qiáng)度為 235 MPa 的 A 級(jí)沸騰鋼 。 Q235—B 表示屈服點(diǎn)為 235MPa的 B級(jí)鎮(zhèn)靜鋼。 2022/3/13 31 ?2）技術(shù)性能 ? 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。 隨鋼號(hào)的增大 ,含碳量增加 ,強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高 ,而塑性和韌性則降低。 ? 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合表 7－ 1～表 7－ 3（ P134－ 135）的規(guī)定。 2022/3/13 32 ? 3）碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用 ? 建筑工程中主要應(yīng)用 Q235號(hào)鋼 ， 可用于軋制各種型鋼 、鋼板 、 鋼管與鋼筋 。 具有較高的強(qiáng)度 ， 良好的塑性 、 韌性 ， 可焊性及可加工等綜合性能好 ,且冶煉方便 ， 成本較低 ， 因此廣泛用于一般鋼結(jié)構(gòu) 。 其中 C、 D級(jí)可用在重要的焊接結(jié)構(gòu) 。 ? Q19 Q215號(hào)鋼材強(qiáng)度較低 ， 但塑性 、 韌性較好 ， 易于冷加工 ， 可制作鉚釘 、 鋼筋等 。 Q22 Q275號(hào)鋼材強(qiáng)度高 ， 但塑性 、 韌性 、 可焊性差 ， 可用于鋼筋混凝土配筋及鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件及螺栓等 。 ? 受動(dòng)荷載作用結(jié)構(gòu) 、 焊接結(jié)構(gòu)及低溫
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