第4卷 钢材的化学成分与性能 河南省（对口招生）《建筑材料》（高教版·河南版） 单元过关卷

河南省（对口招生）建筑类 《建筑材料》（高教版·河南版） 钢材的化学成分与性能 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3分，共60分） 1. 钢材中的含碳量提高，其强度（ ） A. 提高 B. 下降 C. 不变 D. 可能提高，也可能下降 2. 钢材中的哪种元素如果含量过高，会导致钢材在焊接时产生热裂纹（ ） A. 碳（C） B. 硫（S） C. 锰（Mn） D. 硅（Si） 3. 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 4. 在建筑钢材的应用中，若要求钢材既具有高强度又需要良好的耐腐蚀性，通常会选择哪种类型的钢材（ ） A. 低碳钢 B. 高碳钢 C. 低合金高强度钢 D. 耐候钢 5. 钢材的疲劳强度是指（ ） A. 钢材在反复荷载作用下不发生破坏的最大应力 B. 钢材在一次静载作用下不发生破坏的最大应力 C. 钢材在高温下不发生破坏的最大应力 D. 钢材在低温下不发生破坏的最大应力 6. ______是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。（ ） A. 抗压强度 B. 抗拉强度 C. 冷弯性能 D. 韧性 7. 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 8. 在钢材的冷弯试验中，若试样在规定条件下弯曲后未出现裂纹，则说明该钢材具有良好的什么性能（ ） A. 拉伸性能 B. 冷弯性能 C. 冲击韧性 D. 耐腐蚀性 9. 钢材的哪种技术性能是通过将试样弯曲至一定角度或形状，检查其是否出现裂纹或断裂来测定的（ ） A. 拉伸性能 B. 冷弯性能 C. 冲击韧性 D. 疲劳性能 10. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 脆性破坏 C. 疲劳破坏 D. 徐变破坏 11. 钢材拉伸过程中的第三阶段是（ ） A. 颈缩阶段 B. 强化阶段 C. 屈服阶段 D. 弹性阶段 12. 对于有抗震要求的建筑结构钢材，冷加工及时效处理应（ ） A. 严格控制 B. 随意进行 C. 大量采用 D. 优先选择 13. 冷加工后的钢材在______环境下时效速度相对更快。（ ） A. 干燥低温 B. 潮湿低温 C. 干燥高温 D. 潮湿高温 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. 关于钢材时效的说法错误的是（ ） A. 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 B. 钢材在自然条件下的时效是非常缓慢的 C. 一般强度较低的钢材采用自然时效 D. 时效敏感性大的钢材，经时效后，塑性，韧性改变较小 16. 钢筋冷拉后，______提高。（ ） A. 屈服强度 B. 立方体抗压强度 C. 抗拉强度 D. 抗折强度 17. 钢筋的冷加工强化是通过______实现的？（ ） A. 加热处理 B. 低温冷却 C. 常温下拉伸或冷拔 D. 添加合金元素 18. 下列选项中符合细晶粒热轧带肋钢筋钢筋牌号的是（ ） A. RRB400 B. HRB400E C. HRBF500 D. CRB550H 19. 热轧光圆钢筋的牌号由HPB和屈服强度特征值组成，其中符号“P”表示（ ） A. 带肋 B. 光圆 C. 钢筋 D. 冷轧 20. 下列牌号的碳素结构钢中，质量最好的是（ ） A. Q235-BF B. Q235-AF C. Q235-C D. Q235-D 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 低碳钢在弹性阶段，应力与应变成正比。E越大，使其产生一定量弹性变形的应力值也越大。（ ） 22. 低碳钢拉伸性能试验会经历四个特征阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。（ ） 23. 建筑钢材的屈服强度和抗拉强度之比越大，说明钢材的利用率越高。（ ） 24. 钢材的硬度越高，其耐磨性越好，但加工难度也越大。（ ） 25. 在冷弯试验中，如有一根试件不符合标准要求，应再取一根试件重做试验，如再不符合标准要求，冷弯试验项目即为不合格。（ ） 26. 冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。（ ） 27. 建筑钢材的屈强比（ReL/Rm）越大，说明钢材的安全储备越高。（ ） 28. 一般强度较低的钢材采用人工时效，强度较高的采用自然时效（ ） 29. 低合金高强度结构钢的牌号越大，其强度越高，塑性和韧性也越高。（ ） 30. 沸腾钢脱氧不完全，质量较差，但成本低，可用于一般建筑结构。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一根do=22 mm，L0=5d。的热轧钢筋试件，送试验室检测，测得冷弯合格，屈服荷载为130kN，极限荷载为198 kN，拉断后的标距长度为142mm。请评定该钢筋的各项指标是否达到Ⅰ级？ 国家标准规定： 32. 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。 33. 简述热轧钢筋。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 碳素结构钢的牌号如何表示?为什么Q235号钢被广泛用于建筑工程中?试比较Q235-A·F、Q235-B、Q235-C和Q235-D在性能和应用上有什么区别? 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 $ 河南省（对口招生）建筑类 《建筑材料》（高教版·河南版） 钢材的化学成分与性能 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3分，共60分） 1. 钢材中的含碳量提高，其强度（ ） A. 提高 B. 下降 C. 不变 D. 可能提高，也可能下降 【答案】A 【解析】含碳量在<1%时，随含碳量提高，钢材强度提高，故答案为A。 2. 钢材中的哪种元素如果含量过高，会导致钢材在焊接时产生热裂纹（ ） A. 碳（C） B. 硫（S） C. 锰（Mn） D. 硅（Si） 【答案】B 【解析】硫是钢材中的有害元素之一，它容易与钢中的铁形成低熔点的硫化物，这些硫化物在焊接过程中容易熔化，导致焊接热裂纹的产生。 3. 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。 4. 在建筑钢材的应用中，若要求钢材既具有高强度又需要良好的耐腐蚀性，通常会选择哪种类型的钢材（ ） A. 低碳钢 B. 高碳钢 C. 低合金高强度钢 D. 耐候钢 【答案】D 【解析】耐候钢是一种通过添加少量合金元素（如铜、铬、镍等）来提高钢材耐腐蚀性的特殊钢材，它既能保持较高的强度，又具有良好的耐腐蚀性。 5. 钢材的疲劳强度是指（ ） A. 钢材在反复荷载作用下不发生破坏的最大应力 B. 钢材在一次静载作用下不发生破坏的最大应力 C. 钢材在高温下不发生破坏的最大应力 D. 钢材在低温下不发生破坏的最大应力 【答案】A 【解析】疲劳强度是针对反复荷载而言的。 6. ______是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。（ ） A. 抗压强度 B. 抗拉强度 C. 冷弯性能 D. 韧性 【答案】C 【解析】冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 7. 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。 8. 在钢材的冷弯试验中，若试样在规定条件下弯曲后未出现裂纹，则说明该钢材具有良好的什么性能（ ） A. 拉伸性能 B. 冷弯性能 C. 冲击韧性 D. 耐腐蚀性 【答案】B 【解析】冷弯性能是评估钢材在冷态下弯曲时抵抗裂纹产生的能力。 9. 钢材的哪种技术性能是通过将试样弯曲至一定角度或形状，检查其是否出现裂纹或断裂来测定的（ ） A. 拉伸性能 B. 冷弯性能 C. 冲击韧性 D. 疲劳性能 【答案】B 【解析】冷弯性能是通过冷弯试验来测定的，该试验评估了钢材在冷态下弯曲时的抗裂纹产生能力。 10. 钢材在低温下易发生（ ） A. 塑性破坏 B. 脆性破坏 C. 疲劳破坏 D. 徐变破坏 【答案】B 【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。 11. 钢材拉伸过程中的第三阶段是（ ） A. 颈缩阶段 B. 强化阶段 C. 屈服阶段 D. 弹性阶段 【答案】B 【解析】低碳钢拉伸过程通常可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。第三阶段为强化阶段，此阶段钢材继续受拉时应力随应变增大而提高，因此选B。 12. 对于有抗震要求的建筑结构钢材，冷加工及时效处理应（ ） A. 严格控制 B. 随意进行 C. 大量采用 D. 优先选择 【答案】A 【解析】有抗震要求的建筑结构，需要钢材具备良好的韧性和塑性来耗能、变形而不发生脆性破坏，而冷加工及时效会降低钢材的韧性和塑性，所以要严格控制冷加工及时效处理，避免影响结构抗震性能，选 A。 13. 冷加工后的钢材在______环境下时效速度相对更快。（ ） A. 干燥低温 B. 潮湿低温 C. 干燥高温 D. 潮湿高温 【答案】D 【解析】温度高、湿度大的环境有利于钢材内部原子的扩散等变化过程，会使冷加工后的钢材时效速度加快，所以潮湿高温环境下时效速度相对更快，选 D。 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. 关于钢材时效的说法错误的是（ ） A. 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 B. 钢材在自然条件下的时效是非常缓慢的 C. 一般强度较低的钢材采用自然时效 D. 时效敏感性大的钢材，经时效后，塑性，韧性改变较小 【答案】D 【解析】钢材经冷加工后，随时间延长会发生时效现象，一般表现为强度、硬度提高，而塑性、韧性下降。自然时效在常温自然条件下进行，过程较缓慢；人工时效可通过加热加速。时效敏感性大的钢材，经时效后塑性和韧性下降较明显，并非改变较小。因此错误说法是D。 16. 钢筋冷拉后，______提高。（ ） A. 屈服强度 B. 立方体抗压强度 C. 抗拉强度 D. 抗折强度 【答案】A 【解析】钢筋冷拉后，屈服强度提高。 17. 钢筋的冷加工强化是通过______实现的？（ ） A. 加热处理 B. 低温冷却 C. 常温下拉伸或冷拔 D. 添加合金元素 【答案】C 【解析】冷加工强化是常温下对钢筋进行拉伸、冷拔等塑性变形，提高屈服强度；A是热处理，B无强化作用，D是合金化，故排除A、B、D。 18. 下列选项中符合细晶粒热轧带肋钢筋钢筋牌号的是（ ） A. RRB400 B. HRB400E C. HRBF500 D. CRB550H 【答案】C 【解析】热轧带肋钢筋常用牌号中，HRB表示普通热轧带肋钢筋，HRBF中的F表示细晶粒热轧带肋钢筋。RRB表示余热处理带肋钢筋，CRB表示冷轧带肋钢筋，HRB400E表示具有抗震性能要求的热轧带肋钢筋。因此符合细晶粒热轧带肋钢筋牌号的是HRBF500，选C。 19. 热轧光圆钢筋的牌号由HPB和屈服强度特征值组成，其中符号“P”表示（ ） A. 带肋 B. 光圆 C. 钢筋 D. 冷轧 【答案】B 【解析】HPB中“H”为热轧，“P”为光圆，“B”为钢筋，故答案为B。 20. 下列牌号的碳素结构钢中，质量最好的是（ ） A. Q235-BF B. Q235-AF C. Q235-C D. Q235-D 【答案】D 【解析】碳素结构钢牌号中，Q表示屈服强度，235表示屈服强度数值，质量等级按A、B、C、D划分，质量等级由A到D逐渐提高，D级质量最好。Q235-BF、Q235-AF、Q235-C、Q235-D中，Q235-D质量等级最高，因此选D。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 低碳钢在弹性阶段，应力与应变成正比。E越大，使其产生一定量弹性变形的应力值也越大。（ ） 【答案】正确 【解析】低碳钢弹性阶段符合胡克定律，应力与应变成正比，弹性模量E越大，产生相同弹性变形所需应力越大。 22. 低碳钢拉伸性能试验会经历四个特征阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。（ ） 【答案】正确 【解析】低碳钢拉伸确实经历这四个阶段，故正确。 23. 建筑钢材的屈服强度和抗拉强度之比越大，说明钢材的利用率越高。（ ） 【答案】错误 【解析】建筑钢材的屈服强度和抗拉强度之比称为屈强比，屈强比小，说明钢材在达到屈服强度后还有较大的强度储备，结构的安全可靠性高；屈强比过大，钢材的利用率高，但结构的安全可靠性降低，所以该说法是错误的。 24. 钢材的硬度越高，其耐磨性越好，但加工难度也越大。（ ） 【答案】正确 【解析】硬度反映钢材抵抗磨损、压痕的能力，硬度高则耐磨性好，但硬度与塑性、韧性负相关，加工（如切削、弯曲）难度会增加，故正确。 25. 在冷弯试验中，如有一根试件不符合标准要求，应再取一根试件重做试验，如再不符合标准要求，冷弯试验项目即为不合格。（ ） 【答案】错误 【解析】冷弯试验中，若有试件不符合标准要求，通常应按规定取双倍数量试件进行复验；复验结果仍有不合格时，该检验项目才判为不合格。题干说“应再取一根试件重做试验”不符合一般复验规则，因此该说法错误。 26. 冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。（ ） 【答案】正确 【解析】冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下吸收能量、抵抗冲击破坏的能力。冲击韧性越高，钢材在突然荷载或低温等不利条件下越不易发生脆性破坏。因此题干表述正确。 27. 建筑钢材的屈强比（ReL/Rm）越大，说明钢材的安全储备越高。（ ） 【答案】错误 【解析】屈强比越小，钢材屈服强度与抗拉强度差距越大，在荷载超过屈服强度时，仍有较大强度储备，安全储备越高；屈强比大则安全储备低。 28. 一般强度较低的钢材采用人工时效，强度较高的采用自然时效（ ） 【答案】错误 【解析】一般强度较低的钢材采用自然时效，强度较高的采用人工时效。 29. 低合金高强度结构钢的牌号越大，其强度越高，塑性和韧性也越高。（ ） 【答案】错误 【解析】低合金高强度结构钢牌号增大，强度提高，但塑性和韧性会降低。 30. 沸腾钢脱氧不完全，质量较差，但成本低，可用于一般建筑结构。（ ） 【答案】正确 【解析】沸腾钢用弱脱氧剂脱氧，脱氧不完全，内部气泡和杂质较多，质量相对较差，但因其成本低，在一般建筑结构中可使用，该说法正确。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 有一根do=22 mm，L0=5d。的热轧钢筋试件，送试验室检测，测得冷弯合格，屈服荷载为130kN，极限荷载为198 kN，拉断后的标距长度为142mm。请评定该钢筋的各项指标是否达到Ⅰ级？ 国家标准规定： 【答案】 【解析】 32. 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，原因如下： 1. 屈服点表示钢材开始产生明显塑性变形时的应力，是结构设计中确定钢材强度取值和允许应力的重要依据。建筑结构在正常工作条件下，钢材所受应力一般不应超过屈服点，以避免产生不可恢复的过大变形。 2. 抗拉强度表示钢材受拉破坏前所能承受的最大应力，反映钢材的极限承载能力。屈服点与抗拉强度的比值称为屈强比，屈强比可反映钢材强度利用率和安全储备。屈强比过大，说明钢材屈服后到破坏前的安全储备较小；屈强比过小，则材料强度利用率偏低。 3. 伸长率δ表示钢材拉断后的塑性变形能力，是衡量钢材塑性的重要指标。伸长率较大，说明钢材塑性好，在受力过程中能够通过塑性变形使应力重新分布，减少因局部应力集中而发生脆性破坏的危险；同时钢材在冷加工、弯曲成型等施工过程中也需要具有一定塑性。但伸长率也不宜过大，否则可能导致构件使用中变形过大。 【解析】本题要求说明三项指标对建筑用钢材的重要意义。屈服点关系到结构正常使用状态下的强度设计取值；抗拉强度关系到钢材的极限承载能力，并与屈服点共同形成屈强比，用于评价强度利用率和安全储备；伸长率δ反映钢材塑性，塑性良好的钢材能在受力和加工过程中产生一定变形，缓和应力集中，降低脆性破坏风险。因此三者分别从设计强度、极限安全储备和塑性变形能力方面评价建筑钢材性能。 33. 简述热轧钢筋。 【答案】热轧钢筋是将钢材胚料在结晶温度以上通过一对旋转轧辊的间隙，轧制而成的钢筋，主要有热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋两类。 【解析】主要考查热轧钢筋。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 碳素结构钢的牌号如何表示?为什么Q235号钢被广泛用于建筑工程中?试比较Q235-A·F、Q235-B、Q235-C和Q235-D在性能和应用上有什么区别? 【答案】碳素结构钢的牌号一般由四部分组成：代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级符号和脱氧方法符号。例如Q235-A·F中，Q表示屈服点，235表示屈服强度约为235MPa，A表示质量等级，F表示沸腾钢。质量等级按A、B、C、D划分，质量依次提高；脱氧方法中F表示沸腾钢，Z表示镇静钢，TZ表示特殊镇静钢，Z和TZ在牌号中通常可以省略。 Q235号钢强度适中，塑性、韧性和焊接性能较好，且冶炼方便、成本较低，能满足一般建筑结构对强度和加工性能的要求，因此在建筑工程中应用广泛。 Q235-A·F为A级沸腾钢，质量等级较低，杂质含量相对较高，冲击韧性和焊接性能要求较低，一般用于承受静荷载的普通结构或非重要构件。Q235-B质量较A好，性能较稳定，可用于一般建筑结构和普通焊接结构。Q235-C质量高于B级，通常对冲击韧性有更高要求，适用于承受动荷载或较重要的焊接结构。Q235-D质量等级最高，低温冲击韧性较好，适用于低温环境下承受动荷载的重要焊接结构。 【解析】碳素结构钢牌号的核心信息包括屈服强度、质量等级和脱氧方法。Q235钢因强度、塑性、韧性、焊接性及经济性综合较好，在建筑工程中最常用。Q235-A·F、Q235-B、Q235-C、Q235-D主要区别在质量等级、杂质控制、冲击韧性要求和适用结构重要性方面：从A到D质量逐步提高，韧性和低温性能要求逐步提高，适用范围也从普通静载构件逐步扩展到重要焊接结构、动荷载结构及低温环境结构。 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 $