8.3 钢材的冷加工、时效及应用（课件）-高一《建筑材料》（高教版 第4版）

单元8 建筑钢材 8.3 钢材的冷加工、时效及应用 钢材在常温下进行的加工称为冷加工。建筑钢材常见的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭等。 钢材经冷加工产生一定塑性变形后，其屈服强度、硬度提高，而塑性、韧性及弹性模量降低，这种现象称为冷加工强化。 以冷拉为例，如图所示，钢材的应力应变曲线为OBKCD，若钢材被拉伸至K点时，放松拉力，则钢材将恢复至O’点，此时重新受拉后，其应力应变曲线将为O’KCD，新的屈服点将比原屈服点提高，但伸长率降低。在一定范围内，冷加工变形程度越大，屈服强度提高越多，塑性和韧性降低越多。 钢筋冷拉后屈服强度可提高 15%-20%，冷拔后屈服强度可提高40%-60%。 钢材经冷加工后随时间的延长，强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称为时效。 经时效处理后的钢材，若再受拉，屈服点进一步提高，抗拉强度也提高，塑性和韧性进一步降低，弹性模量得到恢复。这种现象也称时效强化。 钢材在自然条件下的时效是非常缓慢的，若经过冷加工或使用中经常受到振动、冲击荷载作用时，时效将迅速发展。钢材经冷加工后在常温下搁置15～20天或加热至100～200℃保持2h以内，钢材的屈服强度、抗拉强度及硬度都进一步提高，而塑性、韧性继续降低直至完成时效过程，前者称为自然时效，后者称为人工时效，经冷加工和时效后，其屈服强度和抗拉强度比时效前进一步提高。 ※一般强度较低的钢材采用自然时效，强度较高的钢材采用人工时效。 因时效导致钢材性能改变的程度称为时效敏感性。时效敏感性大的钢材，经时效后，其韧性、塑性改变较大。因此，承受振动、冲击荷载作用的重要结构（如吊车梁、桥梁等），应选用时效敏感性小的钢材。建筑用钢筋，常利用冷加工、时效作用来提高其强度，增加钢材的品种规格，节约钢材。 $$