第08章金属材料.ppt

(2)合金钢。是指在炼钢过程中,有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得的钢种。常用合金元素有:硅、锰、钛、钒、铌、铬等。按合金元素总含量的不同,合金钢可分为
低合金钢(合金元素总含量小于5%)
中合金钢(合金元素总含量为5%~10%)
高合金钢(合金元素总含量大于10%)。
2. 按冶炼时脱氧程度分类
(1)沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行脱氧,则脱氧不完全。这种钢水浇入锭模时,会有大量的CO气体从钢水中外逸,引起钢水呈沸腾状,故称沸腾钢,代号为“F“。沸腾钢组织不够致密,成分不太均匀,硫、磷等杂质偏析较严重,故质量较差。但因其成本低、产量高,故被广泛用于一般建筑工程。
(2)镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱氧剂,脱氧完全,且同时能起去硫作用。这种钢水铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固,故称镇静钢,代号为“Z”。镇静钢虽成本较高,但其组织致密,成分均匀,性能稳定,故质量好。适用于预应力混凝土等重要的结构工程。
(3)半镇静钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间,为质量较好的钢,其代号为“b”。
(4)特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢,故其质量最好,适用于特别重要的结构工程,代号为“TZ”。
钢材的技术性质
1. 抗拉性能
抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度和伸长率。低碳钢(软钢)受拉的应力一应变图能够较好地解释这些重要的技术指标,见图8-
3. 按有害杂质含量分类 接钢中有害杂质磷(P)和硫(S)含量的多少,钢材可分为以下四类:(1)普通钢。%;%。(2)优质钢。%;%。(3)高级优质钢。磷含量不大于 %;%。(4)特级优质钢。%;%。
(1)屈服点:当试件拉力在 OB范围内时,如卸去拉力,试件能恢复原状,应力与应变的比值为常数,因此,该阶段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段BC时,称屈服下限C下所对应的应力为屈服强度或屈服点,记做σs。设计时一般以σs作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材,%。
(2)抗拉强度:从图8-1中CD曲线逐步上升可以看出:试件在屈服阶段以后,其抵抗塑性变形的能力又重新提高,称为强化阶段。对应于最高点D的应力称为抗拉强度,用σb表示。
设计中抗拉强度虽然不能利用,但屈强比σs/σb有一定意义。屈强比愈小,反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大,因而结构的安全性愈高。但屈强比太小,则反映钢材不能有效地被利用。
(3) 伸长率:图8-1中当曲线到达D点后,试件薄弱处急剧缩小,塑性变形迅速增加,产生“颈缩现象”而断裂。量出拉断后标距部分的长度Ll,标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。即
伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由于在塑性变形时颈缩处的伸长较大,故当原始标距与试件的直径之比愈大,则颈缩处伸长中的比重愈小,因而计算的伸长率会小些。通常以δ5和δ10分别表示L0=5d0和 L0=10d0(d0为试件直径)时的伸长率。对同一种钢材,δ5应大于δ10。