第5卷 钢材的化学成分与性能与建筑钢材的主要技术性能 浙江省（单独招生考试）《建筑材料》（高教版） 单元过关卷

浙江省（单独招生考试）建筑类 《建筑材料》（高教版） 钢材的化学成分与性能与建筑钢材的主要技术性能 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 钢材的焊接质量不取决于（ ） A. 焊接工艺 B. 表面质量 C. 钢的化学成分 D. 钢材的使用条件 2. 在钢材的拔制过程中，通过不同的处理可以得到不同的产品，下列哪种处理可以提高钢材的耐磨性？（ ） A. 淬火 B. 铸造 C. 压制 D. 镀锌 3. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 徐变破坏 C. 疲劳破坏 D. 脆性破坏 4. 碳素结构钢随着牌号的增大，其碳和锰的含量增加，强度和冷弯性能分别（ ） A. 增大；增大 B. 增大；降低 C. 降低；增大 D. 不变；增大 5. 钢材中硫元素的存在会使钢材（ ） A. 热脆 B. 冷脆 C. 强度提高 D. 焊接性能提高 6. 塑性材料的典型代表是（ ） A. 低碳钢 B. 钢筋混凝土 C. 铸铁 D. 水泥 7. 甲、乙两钢筋直径相同，所作冷弯试验的弯曲角相同，甲的弯心直径较小，则两钢筋的冷弯性能（ ） A. 甲较好 B. 相同 C. 乙较好 D. 无法判断 8. 钢筋的伸长率反映了钢筋的（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 9. 对于有抗震要求的结构，钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比应不小于（ ） A. 1.25 B. 1.30 C. 1.50 D. 2.00 10. 钢材的冲击韧性试验中，试样缺口越深、温度越低，测得的冲击功（ ） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 无法确定 11. 下列材料中，属于韧性材料的是（ ） A. 混凝土 B. 石材 C. 钢材 D. 砖 12. 钢结构设计计算时，取值依据是钢材的（ ） A. 抗压强度 B. 抗拉强度 C. 屈服强度 D. 极限强度 13. 钢筋的冷弯试验是检验钢筋的（ ） A. 焊接性能 B. 机械连接性能 C. 承受弯曲变形的能力 D. 抗压性能 14. 钢结构设计时，碳素结构钢以______强度作为设计计算取值的依据。（ ） A. σs B. σb C. σ0．2 D. σp 15. 钢材的屈强比（屈服强度/抗拉强度）越小，说明钢材的（ ） A. 强度越高 B. 疲劳性能越好 C. 刚度越大 D. 塑性越好 16. 在焊接过程中，哪种因素可能导致钢材焊接接头的性能下降（ ） A. 焊接电流过大 B. 焊接速度过快 C. 焊接材料不匹配 D. 以上都是 17. 钢材拉伸试验中，衡量钢材塑性的指标是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 伸长率 D. 屈强比 18. 中碳钢与高碳钢（硬钢）的屈服强度常用_____表示。（ ） A. 上屈服强度 B. 下屈服强度 C. 规定塑性延伸率为 0.2% 时的应力 D. 极限强度 19. 钢材的屈强比是（ ） A. 抗拉强度与屈服强度的比值 B. 下屈服强度与抗拉强度的比值 C. 下屈服强度与上屈服强度的比值 D. 上屈服强度与下屈服强度的比值 20. 钢材如卸去荷载，试件将恢复原状，此表现应处于（ ） A. 屈服阶段 B. 颈缩阶段 C. 强化阶段 D. 弹性阶段 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 适量硅能提高钢材的强度，但含量过高会降低钢材的塑性和焊接性能。（ ） 22. 冷弯性能是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。（ ） 23. 钢材的冷弯性能是指钢材在高温下承受弯曲变形的能力。（ ） 24. 一般来说，钢材硬度愈高，强度也愈大。（ ） 25. 钢材的冷弯性能越好，说明其在低温下的抗脆断能力越强。（ ） 26. 建筑钢材的伸长率越大，说明其塑性越差。（ ） 27. 钢材的疲劳破坏属于脆性破坏，无明显塑性变形。（ ） 28. 钢材伸长率δ10表示该钢筋的伸长率为10%。（ ） 29. 钢材的冲击韧性随温度降低而增大。（ ） 30. 冲击韧性中αK越大，表示冲断试件消耗的能量越大，钢材的冲击韧性越好。（ ） 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 碳是决定钢材性质的主要元素，随着碳含量增加，钢材的强度和硬度______，韧性和塑性______。 32. 磷与碳相似，能使钢的屈服强度和抗拉强度提高，______下降，显著增加钢材的冷脆性。 33. 碳素结构钢随钢号的增大，钢材的强度______，塑性降低。 34. 钢材的塑性指标有______、______。 35. 低碳钢从受拉至拉断，经历了______、______、______和______四个阶段。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 简述碳元素对钢材性能的影响规律。 37. 为何说屈服点、抗拉强度和伸长率δ是建筑用钢材的重要技术性能指标。 38. 屈服强度 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 某建筑钢材试件原始标距为 100 mm，拉断后测得断后标距为 125 mm。计算该试件的断后伸长率，并判断其塑性是否较好。 40. 某批热轧带肋钢筋进行拉伸试验，测得屈服强度为 400 MPa，抗拉强度为 560 MPa。计算该钢筋的屈强比，并说明其数值大小对结构安全储备的影响。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 低碳钢的屈强比是指什么？有什么要求？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $ 浙江省（单独招生考试）建筑类 《建筑材料》（高教版） 钢材的化学成分与性能与建筑钢材的主要技术性能 单元过关卷 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题2分，共40分） 1. 钢材的焊接质量不取决于（ ） A. 焊接工艺 B. 表面质量 C. 钢的化学成分 D. 钢材的使用条件 【答案】D 【解析】钢材的焊接质量主要受焊接工艺、钢材表面质量以及钢材化学成分等因素影响。焊接工艺不当会造成焊缝缺陷；表面有油污、锈蚀等会影响焊缝质量；碳、硫、磷等化学成分会影响钢材的可焊性。钢材的使用条件主要影响服役性能和耐久性，不是焊接质量形成的直接决定因素。因此选D。 2. 在钢材的拔制过程中，通过不同的处理可以得到不同的产品，下列哪种处理可以提高钢材的耐磨性？（ ） A. 淬火 B. 铸造 C. 压制 D. 镀锌 【答案】A 【解析】淬火可以提高钢材的耐磨性。 3. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 徐变破坏 C. 疲劳破坏 D. 脆性破坏 【答案】D 【解析】低温下钢材塑性、韧性下降，受力易发生突然的脆性破坏，故选B。 4. 碳素结构钢随着牌号的增大，其碳和锰的含量增加，强度和冷弯性能分别（ ） A. 增大；增大 B. 增大；降低 C. 降低；增大 D. 不变；增大 【答案】B 【解析】碳素结构钢牌号增大，碳、锰含量增加，强度增大，冷弯性能降低，故答案为B。 5. 钢材中硫元素的存在会使钢材（ ） A. 热脆 B. 冷脆 C. 强度提高 D. 焊接性能提高 【答案】A 【解析】硫在钢材中以 FeS 形式存在，FeS 与 Fe 形成低熔点共晶体，当钢材在热加工时，共晶体熔化，使钢材产生裂纹，这种现象称为热脆。 6. 塑性材料的典型代表是（ ） A. 低碳钢 B. 钢筋混凝土 C. 铸铁 D. 水泥 【答案】A 【解析】塑性材料是指在外力作用下能够产生较大塑性变形，且破坏前有明显变形特征的材料。低碳钢具有明显的屈服阶段和较大的伸长率，是典型的塑性材料；铸铁、水泥等材料脆性较明显，钢筋混凝土也不是典型塑性材料。因此选A。 7. 甲、乙两钢筋直径相同，所作冷弯试验的弯曲角相同，甲的弯心直径较小，则两钢筋的冷弯性能（ ） A. 甲较好 B. 相同 C. 乙较好 D. 无法判断 【答案】A 【解析】冷弯性能看弯心直径与钢筋直径比，比值小（ 弯心直径小 ）性能好，选A。 8. 钢筋的伸长率反映了钢筋的（ ） A. 强度 B. 塑性 C. 硬度 D. 韧性 【答案】B 【解析】伸长率是衡量钢筋塑性的指标。 9. 对于有抗震要求的结构，钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比应不小于（ ） A. 1.25 B. 1.30 C. 1.50 D. 2.00 【答案】A 【解析】对于有抗震要求的结构，钢筋的实测抗拉强度与实测屈服强度之比应不小于 1.25，以保证结构在地震作用下具有足够的延性和耗能能力。 10. 钢材的冲击韧性试验中，试样缺口越深、温度越低，测得的冲击功（ ） A. 越大 B. 越小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】B 【解析】缺口深会增加应力集中，温度低会降低钢材韧性，两者均会使钢材更易断裂，冲击功（抵抗冲击的能力）减小，故排除A、C、D。 11. 下列材料中，属于韧性材料的是（ ） A. 混凝土 B. 石材 C. 钢材 D. 砖 【答案】C 【解析】钢材在冲击或振动荷载下能吸收能量不破坏，是韧性材料；混凝土、石材、砖脆性较大，所以选C。 12. 钢结构设计计算时，取值依据是钢材的（ ） A. 抗压强度 B. 抗拉强度 C. 屈服强度 D. 极限强度 【答案】C 【解析】以屈服强度为设计计算取值依据，可保证结构在正常使用时不发生过度塑性变形。 13. 钢筋的冷弯试验是检验钢筋的（ ） A. 焊接性能 B. 机械连接性能 C. 承受弯曲变形的能力 D. 抗压性能 【答案】C 【解析】冷弯试验主要检验钢筋承受弯曲变形的能力。 14. 钢结构设计时，碳素结构钢以______强度作为设计计算取值的依据。（ ） A. σs B. σb C. σ0．2 D. σp 【答案】A 【解析】碳素结构钢按屈服强度（ σs ）设计，选A。 15. 钢材的屈强比（屈服强度/抗拉强度）越小，说明钢材的（ ） A. 强度越高 B. 疲劳性能越好 C. 刚度越大 D. 塑性越好 【答案】D 【解析】屈强比小意味着钢材屈服强度与抗拉强度差距大，拉断前有更大的塑性变形空间，塑性更好；屈强比与刚度、疲劳性能无直接关联，强度高低需看具体数值，故排除A、C、D。 16. 在焊接过程中，哪种因素可能导致钢材焊接接头的性能下降（ ） A. 焊接电流过大 B. 焊接速度过快 C. 焊接材料不匹配 D. 以上都是 【答案】D 【解析】焊接电流过大、焊接速度过快或焊接材料不匹配都可能导致焊接接头出现缺陷，如裂纹、夹渣等，从而降低焊接接头的性能。 17. 钢材拉伸试验中，衡量钢材塑性的指标是（ ） A. 屈服强度 B. 抗拉强度 C. 伸长率 D. 屈强比 【答案】C 【解析】伸长率反映钢材拉伸断裂后的变形能力，是塑性的关键指标。 18. 中碳钢与高碳钢（硬钢）的屈服强度常用_____表示。（ ） A. 上屈服强度 B. 下屈服强度 C. 规定塑性延伸率为 0.2% 时的应力 D. 极限强度 【答案】C 【解析】中碳钢与高碳钢屈服现象不明显，其屈服强度常用规定塑性延伸率为 0.2% 时的应力表示，C 选项正确。上屈服强度、下屈服强度适用于低碳钢屈服强度的表示，A、B 选项错误；极限强度不能代表屈服强度，D 选项错误。 19. 钢材的屈强比是（ ） A. 抗拉强度与屈服强度的比值 B. 下屈服强度与抗拉强度的比值 C. 下屈服强度与上屈服强度的比值 D. 上屈服强度与下屈服强度的比值 【答案】B 【解析】屈强比是下屈服强度与抗拉强度的比值，B 选项正确。A、C、D 选项的表述均错误。 20. 钢材如卸去荷载，试件将恢复原状，此表现应处于（ ） A. 屈服阶段 B. 颈缩阶段 C. 强化阶段 D. 弹性阶段 【答案】D 【解析】弹性阶段卸去荷载试件恢复原状，屈服阶段后产生塑性变形，故答案为D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 适量硅能提高钢材的强度，但含量过高会降低钢材的塑性和焊接性能。（ ） 【答案】正确 【解析】硅是钢材中的有益元素，适量存在时可提高钢材强度。硅含量过高会使钢材塑性降低，并对焊接性能产生不利影响。 22. 冷弯性能是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。（ ） 【答案】错误 【解析】冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。 23. 钢材的冷弯性能是指钢材在高温下承受弯曲变形的能力。（ ） 【答案】错误 【解析】冷弯性能是钢材在常温下承受弯曲变形的能力，不是高温。 24. 一般来说，钢材硬度愈高，强度也愈大。（ ） 【答案】正确 【解析】硬度与强度正相关（ 如布氏硬度与抗拉强度关联 ），硬度高通常强度大，表述正确。 25. 钢材的冷弯性能越好，说明其在低温下的抗脆断能力越强。（ ） 【答案】错误 【解析】冷弯性能反映钢材的冷加工变形能力和内部质量（如无裂纹），低温抗脆断能力由低温冲击韧性评价，二者无直接关联。 26. 建筑钢材的伸长率越大，说明其塑性越差。（ ） 【答案】错误 【解析】伸长率越大，钢材塑性越好，能产生更大的塑性变形。 27. 钢材的疲劳破坏属于脆性破坏，无明显塑性变形。（ ） 【答案】正确 【解析】疲劳破坏是钢材在反复荷载下，局部裂纹扩展导致的突然断裂，无明显塑性变形，属于脆性破坏。 28. 钢材伸长率δ10表示该钢筋的伸长率为10%。（ ） 【答案】错误 【解析】δ10表示标距为10倍钢筋直径时的伸长率，不是伸长率为10%。 29. 钢材的冲击韧性随温度降低而增大。（ ） 【答案】错误 【解析】温度降低，钢材冲击韧性变差，在低温下更易发生脆性断裂。 30. 冲击韧性中αK越大，表示冲断试件消耗的能量越大，钢材的冲击韧性越好。（ ） 【答案】正确 【解析】冲击韧性通常用试件冲断时单位截面积所消耗的冲击功表示，记作αK。αK数值越大，说明冲断试件所需消耗的能量越多，钢材抵抗冲击荷载和脆性破坏的能力越强，即冲击韧性越好。因此该说法正确。 三、填空题（本大题共5小题，每题2分，共10分） 31. 碳是决定钢材性质的主要元素，随着碳含量增加，钢材的强度和硬度______，韧性和塑性______。 【答案】① 提高 ② 降低 【解析】书中提到碳对钢材强度、硬度、韧性和塑性的影响。 32. 磷与碳相似，能使钢的屈服强度和抗拉强度提高，______下降，显著增加钢材的冷脆性。 【答案】塑性和韧性 【解析】磷在钢中能提高屈服强度和抗拉强度，但会使钢材的塑性和韧性下降，尤其会显著增加钢材在低温条件下发生脆性破坏的倾向，即冷脆性。因此空格处应填“塑性和韧性”。 33. 碳素结构钢随钢号的增大，钢材的强度______，塑性降低。 【答案】增加 【解析】钢号与钢材性能的关系。 34. 钢材的塑性指标有______、______。 【答案】① 伸长率 ② 断面收缩率 【解析】钢材的塑性是指钢材在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力。常用塑性指标包括拉伸试验中的伸长率和断面收缩率，其中伸长率反映试件拉断后长度增加的程度，断面收缩率反映断口处截面积缩小的程度。 35. 低碳钢从受拉至拉断，经历了______、______、______和______四个阶段。 【答案】① 弹性阶段 ② 屈服阶段 ③ 强化阶段 ④ 颈缩阶段 【解析】低碳钢受拉时的应力—应变曲线具有明显阶段性：开始为弹性阶段，应力与应变基本成正比；随后进入屈服阶段，变形明显增加而应力变化不大；继续加载进入强化阶段，钢材承载力继续提高；最后出现颈缩阶段，局部截面显著缩小直至拉断。 四、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 36. 简述碳元素对钢材性能的影响规律。 【答案】碳含量增加，钢材强度和硬度提高，塑性、韧性、耐腐蚀性和可焊性降低。在1%以内，强度硬度上升明显；超过一定范围，性能劣化加剧。 【解析】碳是影响钢材性能的主要元素。随着含碳量增加，钢材的强度和硬度一般提高，但塑性、韧性、耐腐蚀性和可焊性下降。建筑钢材通常要求具有足够强度，同时还要有良好的塑性、韧性和焊接性能，因此含碳量不宜过高。 37. 为何说屈服点、抗拉强度和伸长率δ是建筑用钢材的重要技术性能指标。 【答案】屈服点、抗拉强度和伸长率δ是建筑用钢材的重要技术性能指标。屈服点表示钢材开始产生明显塑性变形时的应力，是结构设计确定钢材许用应力或强度取值的重要依据，正常使用时钢材应力一般不应超过屈服点。抗拉强度表示钢材受拉破坏前所能承受的最大应力，反映钢材抵抗拉断破坏的能力，并可与屈服点共同评价钢材的安全储备。屈服点与抗拉强度的比值称为屈强比，屈强比反映钢材强度利用率和结构安全可靠程度。伸长率δ表示钢材拉断后的塑性变形能力，伸长率较大说明钢材塑性较好，能在局部应力集中处通过塑性变形实现应力重分布，降低脆性破坏风险，也有利于加工成型。但伸长率也不宜过大，否则可能导致使用中变形过大。 【解析】建筑用钢材既要满足承载力要求，又要具有足够的安全储备和变形能力。屈服点是结构设计的重要依据；抗拉强度反映钢材极限承载能力；屈强比可评价屈服后至拉断前的强度储备；伸长率δ反映塑性，塑性好有利于避免脆性破坏并满足加工要求。因此这三项是评价建筑钢材力学性能的重要指标。 38. 屈服强度 【答案】当应力超过弹性极限后，变形增加较快，此时除了产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。当应力达到B点后，塑性应变急剧增加，曲线出现一个波动的小平台，这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度。 【解析】屈服强度是材料在拉伸或压缩时开始出现显著塑性变形的应力值。它表示材料从弹性状态进入塑性状态的界限应力。屈服强度是评估材料强度的重要指标之一，常用于金属材料的性能评估。在建筑领域，屈服强度常用于评估钢材等金属材料的性能。 五、计算题（本大题共2小题，每题5分，共10分） 39. 某建筑钢材试件原始标距为 100 mm，拉断后测得断后标距为 125 mm。计算该试件的断后伸长率，并判断其塑性是否较好。 【答案】断后伸长率为 25%，塑性较好。 【解析】断后伸长率按 计算，代入得 。伸长率越大，钢材塑性越好。 40. 某批热轧带肋钢筋进行拉伸试验，测得屈服强度为 400 MPa，抗拉强度为 560 MPa。计算该钢筋的屈强比，并说明其数值大小对结构安全储备的影响。 【答案】屈强比为 0.71。屈强比较低，说明钢筋屈服后到拉断前仍有一定强度储备，有利于结构安全。 【解析】屈强比按 计算，代入得 。屈强比越小，钢材从屈服到破坏的安全储备越大，但也应符合规范要求。 六、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 41. 低碳钢的屈强比是指什么？有什么要求？ 【答案】低碳钢的屈服强度与其抗拉强度的比值。屈强比的大小反映了综合利用低碳钢的经济性和安全性的情况。一般要求屈强比为0.6～0.75。 【解析】屈强比是钢材屈服强度与抗拉强度的比值，即屈强比=屈服强度/抗拉强度。屈强比越小，说明钢材从屈服到最终破坏之间的强度储备越大，结构安全性较好，但强度利用率偏低；屈强比过大则说明屈服后安全储备较小，不利于结构安全。因此建筑用低碳钢通常要求屈强比保持在合理范围内，一般为0.6～0.75。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $