6.3 建筑钢材的性能(课件）-《建筑材料》同步教学（国防科技大学出版社）

目录 模块6 建筑钢材 6.1 建筑钢材的冶炼加工 6.2 钢材的分类 6.3 建筑钢材的性能 6.4 化学成分对钢材性能的影响 6.5 建筑钢材的技术标准与选用 6.6 钢材的锈蚀与防护 学习目标 掌握建筑钢材的主要技术性质。 了解钢材的化学组成及对钢材性能的影响。 掌握钢材的选用原则。 熟悉钢材的锈蚀原因及常用防护措施。 模块6 建筑钢材 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 1.拉伸性能 低碳钢的拉伸性能是建筑钢材最重要的性能，通过对钢材进行拉伸试验所测得的屈服强度、抗拉强度和伸长率是钢材的3个重要技术指标。将低碳钢制成一定规格的试件，放在材料机上进行拉伸试验。钢材从受拉到拉断，经历了4个阶段，即弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 2.冲击韧性 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。钢材的冲击韧性是将标准试件(中部加工有V形或U形缺口)放在摆锤式冲击试验机上进行冲击弯曲试验，试件缺口处受冲击破坏后，缺口底部处单位面积上所消耗的功，其符号为aK(J／cm2)。aK值越大，表示冲断试件时消耗的功越多，钢材的冲击韧度越好。 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 2.冲击韧性 钢材进行冲击试验，能较全面地反映出材料的品质。试验表明，冲击值的大小能非常灵敏地反映出材料内部晶体组织、有害杂质、各种缺陷、应力状态以及环境温度等微小变化对性能的影响，因此，为了防止上述诸因素对钢材引起的脆性断裂，应经常用冲击值来检查其对钢材性能引起的变化，并作为选材的依据。 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 3.疲劳强度 钢构件承受重复或交变荷载作用时，可能在远低于屈服强度的应力作用下突然发生断裂，这种断裂现象称为疲劳破坏。 疲劳破坏的危险应力用疲劳强度(或称疲劳极限)来表示，它是指疲劳试验时试件在交变应力作用下，在规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 3.疲劳强度 研究表明，金属的疲劳破坏要经历疲劳裂纹的萌生、扩展及断裂三个过程。疲劳破坏的过程虽然是缓慢的，但断裂却是突发性的，事先并无明显的塑性变形，故危险性较大，往往造成灾难性事故。 6.3.1 力学性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 4.硬度 硬度是衡量钢材软硬程度的一个指标，它是表示钢材表面局部体积内抵抗变形或破裂的能力，且与钢材的强度有一定的内在联系。 测定钢材硬度的方法很多，其中常用的有布氏法和洛氏法。 6.3.2 工艺性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 1.冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯性能是钢材的重要工艺性能。 建筑工程中，常常要把钢板、钢筋等材料弯曲成要求的形状，冷弯性能试验就是通过模拟钢材弯曲加工来进行的。通过检查被弯曲后钢件拱面和两侧面是否出现裂纹、起层或断裂来判定是否合格。 6.3.2 工艺性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 2.可焊性 钢材的可焊性是指钢材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倾向，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。钢材的可焊性主要受化学成分及其含量的影响。 6.3.2 工艺性能 6.3 建筑钢材的性能 1.硅酸盐水泥的生产 2.可焊性 含碳量小于0.25% 的低碳钢具有良好的焊接性，随着含碳量的增加，焊接性下降。硫含量过高会使焊接处产生热裂纹，出现热脆性；杂质含量增加会使可焊性降低；锰、钒等化学元素也会增大焊接的硬脆倾向，降低可焊性。 硅酸盐水泥熟料的矿物组成非常复杂，其主要矿物和含量见表3-1。各种矿物单独与水作用时所表现出的特性见表3-2 6.4 化学成分对钢材性能的影响 1. 碳 碳是决定钢性能的重要元素。当含碳量小于0.8%时，随含碳量的增加，钢的屈服强度、抗拉强度和硬度提高，冷脆性和时效敏感性增加，而塑性、韧性、可焊性、抗腐蚀性下降。 硅酸盐水泥熟料的矿物组成非常复杂，其主要矿物和含量见表3-1。各种矿物单独与水作用时所表现出的特性见表3-2 6.4 化学成分对钢材性能的影响 2. 硅 硅是钢的主要合金元素，是钢中的有益元素，炼钢时作为脱氧剂而加入。其能提高钢的强度，而对钢的塑性和韧性影响不大，特别是当其含量小于1%时，对塑性和韧性基本上无影响。但含硅量超过1%时，钢材的冷脆性要增加，可焊性变差。 硅酸盐水泥熟料的矿物组成非常复杂，其