建筑材料 金属材料.pptx

第八章金属材料
本章主要内容
建筑钢材
铝材及铝合金
金属材料包括黑色金属和有色金属两大类,黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其合金,常用的黑色金属材料有钢和生铁。有色金属是指黑色金属以外的金属,如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。
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第一节建筑钢材
建筑钢材是指用于钢结构的各种型钢、钢板和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝、钢绞线等。
刚才具有良好的技术性质:材质均匀,性能可靠,强度高,能承受较大的弹塑性变形,加工性能好。
一、钢材的分类
钢按照《钢分类》(GB/T13304—91)推荐的方法,分类如下:
1、按照化学成分分为非合金钢(碳素结构钢)、低合金钢和合金钢三类。
2、按质量分为普通钢、优质钢和高级优质钢。
3、建筑钢材按用途的分类如下:结构钢和工具钢。
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二、钢材的性质(一)抗拉性能 低碳钢的含碳量低,强度较低,塑性较好,其应力应变图(σ—ε图)如图所示。从图中可以看出,低碳钢拉伸过程经历:弹性阶段(OA)屈服阶段(AB)强化阶段(BC)颈缩阶段(CD)
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1、屈服点:钢材在荷载作用下,开始丧失对变形的抵抗能力,并产生明显的塑性变形。在屈服阶段,锯齿形的最高点所对应的应力称为上屈服点(σSU);最低点所对应的应力称为下屈服点(σSL)。下屈服点的应力为钢材的屈服强度,用σs表示,单位为MPa。屈服强度是确定结构容许应力的主要依据。 2、抗拉强度:应变随应力的增加而继续增加。C点的应力称为强度极限或抗拉强度,用σb表示,单位为MPa。屈强比σs/σb在工程中很有意义,此值越小,表明结构的可靠性越高,即防止结构破坏的潜力越大;但此值太小时,钢材强度的有效利用率低。~。 3、伸长率:钢材的变形速度明显加快,而承载能力明显下降。此时在试件的某一部位,截面急剧缩小,出现颈缩现象,钢材将在此处断裂。
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(二)冲击韧性(三)硬度(四)耐疲劳性(五)冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下,以一定的弯心直径和弯曲角度对钢材进行弯曲,钢材能够承受弯曲变形的能力。钢材的冷弯,一般以弯曲角度α、弯心直径d与钢材厚度(或直径)a的比值d/a来表示弯曲的程度。弯曲角度越大,d/a越小,表示钢材的冷弯性能越好。
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(六)焊接性能 钢材的可焊性是指在一定焊接工艺条件下,在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响,焊接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等,均会降低可焊性。%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时,为了改善焊接后的硬脆性,焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。三、钢材的化学成分对其性能的影响(一)钢材的化学成分 以生铁冶炼钢材,经过一定的工艺处理后,钢材中除主要含有铁和碳以外,还有少量硅、锰、磷、硫、氧、氮等难以初净的化学元素。(二)微量化学元素对钢材性能的影响
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四、钢材的冷加工及热处理
(一)冷加工
冷加工强化是钢材在常温下,以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等。对钢材进行冷加工的目的,主要是利用时效提高强度,利用塑性节约钢材,同时也达到调直和除锈的目的。
(二)时效
钢材随时间的延长,其强度、硬度提高,而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。
时效分为自然时效和人工时效两种。
自然时效是将其冷加工后,在常温下放置15~20d;
人工时效是将冷加工后的钢材加热至100~200℃保持2h以上。
经过时效处理后的钢材,其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高,而塑性和韧性降低。
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(二)混凝土结构用钢材
1、热扎钢筋
(1)牌号
热轧直条光圆钢筋:HPB235
热轧带肋钢筋:HRB335、
HRB400、HRB500。
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