2019岩土工程师土木工程材料讲义：建筑钢材

第七章 建筑钢材

　　1、 建筑刚才的抗拉极限屈服、伸长率、冲击韧性。

　　2、 建筑钢材的冷弯性能。

　　3、 钢的组织、组织形式对钢材性能的影响。

　　4、 钢材化学成分对刚才性能的影响。

　　5、 冷加工和热处理对钢材性能的影响。

　　7-1 钢的冶炼和分类及主要技术性能

　　一、 钢铁生产基本知识性

　　1、钢材特点

　　优点：

　　品质均匀，拉、压强度都很高，塑性、韧性好，加工性好，便于装配。

　　缺点：

　　容易锈蚀，维修周期短，费用高，能耗大，成本高。

　　二、 技术性能

　　1、力学性能：屈服点、抗拉强度、伸长率

　　2、工艺性能(可焊性)

　　§7-2钢的组织与化学成分对钢性能响、钢材的冷加工与热处理

　　一、 钢的化学成分对钢性能的影响

　　1、碳：是决定钢材性能的主要元素，碳含量直接引起结晶组织的变化。。含碳量的增加，钢的强度和硬度增大，塑性和韧性降低;当含碳量超过1.0%时，钢材的强度反而降低，并增大钢的冷脆性和时效倾向。

　　2、有益元素

　　(1)硅：脱氧、减少钢内气泡而加入硅铁。硅在钢内溶于素铁，形成含硅的铁素体，使钢的硬度和强度提高，当含量超过1.0%时，钢的塑性和冲击韧性显著降低，冷脆性增加，焊接性能变差。

　　(2)锰：脱氧，可形成MnO和MnS，成为钢渣而排出，故Mn起着脱氧去硫，能消除钢的热脆性，改善热加工性。Mn可提高钢的屈服、抗拉强度。劣势使钢的伸长率略有下降，当Mn的含量较高时，可焊性显著降低。在普通碳素钢中Mn的含量在0.9%之下。

　　3、有害元素

　　(1)磷：使钢的屈服点和抗拉强度提高，但塑性降低、韧性显著下降。冷脆性显著，对承受冲击和在低温下使用的钢材有害。同时，钢的冷弯性能也下降。

　　(2)硫：在钢内以FeS形式存在。由于FeS的熔点低，使钢材在热加工过程中产生晶粒的分离，引起钢的断裂，即所谓的热脆现象。硫的存在降低了钢的冲击韧性、疲劳强度、可焊性和抗腐蚀性。不能超过0.065%.

　　(3)氧：在钢内多以氧化物形式存在，使钢材的强度下降，热脆性增加，冷弯性能变坏，并使钢的热加工性能和焊接性能下降。

　　(4)氮：可提高屈服点、抗拉强度和硬度，但会使钢材的塑性和冲击韧性下降，增大冷脆性、热脆性和时效敏感性，并使钢的冷弯性能和焊接性能下降。

　　二、钢材的冷加工与热处理

　　1、热加工、冷处理、时效硬化的概念。

　　2、压力热加工

　　3、冷加工及冷加工强化：在常温下钢材的冷拉、冷拔、冷轧等工艺的总称。强度和硬度提高，塑性和韧性降低。

　　4、热处理：对钢材进行加热、保温、冷却等手段，来改变钢材的组织结构，已达到改善性质的一种工艺。

　　5、钢的时效硬化;钢的强度和硬度随时间延长而逐渐增大，塑性和韧性逐渐减退的现象称为时效硬化。分为热时效和冷加工时效。

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