6-建筑鋼材(編輯修改稿)
2025-02-01 06:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一定條件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體 ， 稱為鋼的組織 ， 在顯微鏡下能觀察到它們的微觀形貌圖像 ， 故也稱顯微組織 。 鋼的基本組織主要有以下幾種： （ １ ） 鐵素體 鋼材中的鐵素體為Ｃ在 α 一 Fe中的固溶體 ，由于 α 一 Fe體心立方晶格的原子間空隙小 ， 溶碳能力較差 ， 故鐵素體含Ｃ量很少 （ 小于 ％ ） ， 由此決定其塑性 、 韌性很好 ， 但強(qiáng)度 、硬度很低 。 （ ２ ） 奧氏體 奧氏體為Ｃ在 γ 一 Fe中的固溶體 ， 溶碳能力較強(qiáng) ， 高溫時(shí)含碳量可達(dá) ％ ， 低溫時(shí)下降至 ％ 。 其強(qiáng)度 、 硬度不高 ， 但塑性好 ， 在高溫下易于軋制成型 。 （ ３ ） 滲碳體 滲碳體為鐵和碳的化合物 Fe3C ，其含Ｃ量高 （ 達(dá) ％ ） ， 晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ， 塑性差 ， 性硬脆 ， 抗拉強(qiáng)度低 。 （ ４ ） 珠光體 珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物 ， 含Ｃ量較低 （ ％ ） ， 層狀結(jié)構(gòu) ， 塑性較好 ， 強(qiáng)度和硬度較高 。 第 4節(jié) . 鋼材的冷加工和熱處理 1. 鋼材的冷加工 將鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉 、 冷拔或冷軋 ，使產(chǎn)生塑性變形 ， 從而提高屈服強(qiáng)度 ， 這個(gè)過程稱為鋼材的冷加工強(qiáng)化 。 冷加工強(qiáng)化的原理是：鋼材在塑性變形中晶格的缺陷增多 ， 而缺陷的晶格嚴(yán)重畸變 ， 對(duì)晶格的進(jìn)一步滑移將起到阻礙作用 ，故鋼材的屈服點(diǎn)提高 ， 塑性和韌性降低 。由于塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ， 故鋼材的彈性模量Ｅ降低 。 工地或預(yù)制廠鋼筋混凝土施工中常利用這一原理 ， 對(duì)鋼筋或低碳鋼盤條按一定制度進(jìn)行冷拉或冷拔加工 ， 以提高屈服強(qiáng)度 。 將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放 15～20ｄ ， 或加熱到 100～ 200℃ 并保持一段時(shí)間 ， 這個(gè)過程稱為 時(shí)效 處理 。 前者稱為自然時(shí)效 ， 后者稱為人工時(shí)效 。 鋼材產(chǎn)生時(shí)效的主要原因是 ， 溶于 α 一Fe中的碳 、 氮原子 ， 向晶格缺陷處移動(dòng)和集中的速度大為加快 ， 這將使滑移面缺陷處碳 、 氮原子富集 ， 使晶格畸變加劇 ， 造成其滑移 、 變形更為困難 ， 因而強(qiáng)度進(jìn)一步提高 ， 塑性和韌性則進(jìn)一步降低 ， 而彈性模量則基本恢復(fù) 。 2. 鋼材的熱處理 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 。 鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法： (１ ) 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 。 ?(２ ) 回火 。 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 。 回火可消除鋼材淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力 ， 使其硬度降低 ， 恢復(fù)塑性和韌性 。 回火溫度愈高 ， 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 。 （ ３ ） 退火 。 退火是指將鋼材加熱至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 。 （ ４ ） 正火 。 是將鋼材加熱到 723℃ 以上某一溫度 ， 并保持相當(dāng)長時(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 。 第五節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1. 建筑鋼材的主要鋼種 （ 1） 碳素結(jié)構(gòu)鋼 按國家標(biāo)準(zhǔn) GB70088規(guī)定 ， 我國碳素結(jié)構(gòu)鋼分五個(gè)牌號(hào) ， 即Ｑ 19 Q21 Q23Q255和 Q275。 各牌號(hào)鋼又按其硫 、 磷含量由多至少分為Ａ 、 Ｂ 、 Ｃ 、 Ｄ四個(gè)質(zhì)量等級(jí) 。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示按順序由代表屈服點(diǎn)的字母 （ Q） 、 屈服點(diǎn)數(shù)值 （ Ｎ/mm2） 、 質(zhì)量等級(jí)符號(hào) (A、 B、 C、 D)、脫氧程度符號(hào) (F、 B、 Z、 TZ)等四部分組成 。 例如 .， 它表示：屈服點(diǎn)為 235N／ｍｍ 2的平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉的Ａ級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼 。 當(dāng)為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼時(shí) ， 則牌號(hào)表示 “ Ｚ ” 與“ Ｔ Z” 符號(hào)可予以省略 。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能指標(biāo)規(guī)定見表 31所示 。 表 2 — 1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能 拉伸試驗(yàn) 沖擊試驗(yàn) 屈服點(diǎn) 伸長率 鋼材厚度（直徑） 鋼材厚度（直徑） ≦16 16 ~ 40 40 ~ 6 0 60 ~ 100 100 ~ 150 150 ≦ 16 16 ~ 40 40 ~ 60 60 ~ 100 100 ~ 150 150 溫 度 186。 C Ｖ型 沖擊功 ( 縱向 ) /J 牌 號(hào) 等 級(jí) 不小于 抗拉 強(qiáng)度 σb N/ mm2 不小于 不小于 Q 195 — 195 185 — — — — 315~ 430 33 32 — — — — — — A — — Q 215 B 215 205 195 185 175 165 335~ 450 31 30 29 28 27 26 20 27 A — — B 20 C 0 Q 235 D 235
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