第2章 建筑金属材料.ppt

钢的分类
第2章建筑金属材料
建筑钢材的力学与工艺性能
钢材的组成结构及对性能的影响
钢材的强化与加工
土木工程常用金属材料的性质及应用
钢材的腐蚀与防护
历史的启迪
创造性培养
历史的启迪
广州海珠桥的钢材
广州海珠桥已经“年逾七旬”,但其使用的钢材预计已有百年历史。 2004年,提供建造海珠桥钢材的英国企业向广州市政部门发来传真,提醒有关部门注意,这些钢材是从当时英国的一座旧钢桥上拆卸下来的,所以就其寿命计算,海珠桥使用的钢材预计已有百年历史,已经进入疲劳期,继续使用则需进行疲劳强度的测试,并根据测试结果进行加固等。
基础知识
钢的分类
钢与生铁的区分在于含碳量的大小。%的铁碳合金称为钢。%的铁碳合金称为生铁。
按化学成分分类
按品质(杂质含量)分类
按冶炼时脱氧程度分类
按化学成分分类
(1) 碳素钢 低碳钢:含碳量< % 中碳钢:%~% 高碳钢:含碳量> %(2) 合金钢 低合金钢:合金元素总含量< % 中合金钢:%~10% 高合金钢:合金元素总含量> 10% 建筑工程中,钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢,主要使用非合金钢中的低碳钢,及低合金钢加工成的产品。合金钢亦有少量应用。
按品质(杂质含量)分类
(1)普通钢:含硫量≤%;含磷量≤%。
(2)优质钢:含硫量≤%;含磷量≤%。
(3)高级优质钢:含硫量≤%,高级优质钢的钢号后加“高”字或“A”;含磷量≤%。
(4)特级优质钢:含硫量≤%,特级优质钢后加“E”;含磷量≤%。
按冶炼时脱氧程度分类
钢按冶炼时脱氧程度可分为镇静钢、特殊镇静钢、沸腾钢和半镇静钢。
观察与讨论
讨论
A
B
钢的分类
钢材的冶炼脱氧程度与性能
下图为沸腾钢(图A)与镇静钢(图B)两钢锭的纵剖面,请观察其结构差别,讨论其性能差异。
讨论
从图中可见,沸腾钢的气泡明显多于镇静钢,沸腾钢是脱氧不完全的钢,浇铸后在钢液冷却时有大量一氧化碳气体外逸,引起钢液剧烈沸腾。沸腾钢内部杂质和夹杂物多,化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差,但生产成本低,可用于一般地建筑结构。而镇静钢是指在浇铸时,钢液平静地冷却凝固,基本无一氧化碳气泡产生,是脱氧较完全的钢。钢质均匀密实,品质好,但成本高。镇静钢可用于承受冲击荷载地重要结构。 此外,还有比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢,其质量最好,称特殊镇静钢,其使用于特别重要的结构工程。脱氧程度与质量介于镇静钢和沸腾钢之间的钢,称为半镇静钢,其质量较好。
钢的分类
工程实例分析
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概况
原因分析
某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成,使用一段时间后,屋架坍塌,请分析事故原因。
原因分析
首先是因为钢材的选用不当,中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差;且其焊接性能较差,焊接时钢材局部温度高,形成了热影响区,其塑性及韧性下降较多,较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。
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