钢材的抗拉性能

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1、第七章建筑钢材掌握：建筑钢材的主要性能。熟悉：建筑钢材的常用钢种及应用。了解：钢筋混凝土用钢材的品种及应用。本章教学目标第一节　钢的冶炼和分类平炉炼钢氧气转炉炼钢电炉炼钢一钢的冶炼(1)沸腾钢(2)镇静钢(3)半镇静钢根据脱氧程度分为：二钢的分类第二节　建筑钢材的主要技术性能建筑钢材的技术性能力学性能工艺性能化学性能抗拉性能冲击韧性疲劳强度硬度冷弯性能1.应力2.应变3.弹性与弹性变形4.塑性与塑性变形FFAΔLL0L1建筑钢材的抗拉性能一、钢材的拉伸性能钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=

2、5d0或10d0ΔL1ΔL2低碳钢的受拉过程分为四个阶段建筑钢材的抗拉性能O弹性阶段OA屈服阶段AB强化阶段BC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力－应变图建筑钢材的抗拉性能一、弹性阶段OA一条通过原点的直线，应力与应变成正比。弹性弹性模量E值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力。A点对应的应力。αOA低碳钢受拉的应力－应变图E1＞E2图形的特点：试件的特点：计算的指标：ABCD弹性极限建筑钢材的抗拉性能二、屈服阶段AB一条波动的曲线，应力增加很小，而应变增加很大。所能承受的拉力增加很小，而塑性变形迅速增加，似乎钢材不能承受外力——

3、屈服强度（也叫屈服点）点对应的应力。图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOA低碳钢受拉的应力－应变图ACDBB上B下屈服。三、强化阶段BC一段上升的曲线。抵抗塑性变形的能力又重新提高——抗拉强度图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOA低碳钢受拉的应力－应变图ACDBB上B下C点对应的应力。建筑钢材的抗拉性能强化。四、颈缩阶段CD一段下降的曲线。变形迅速发展，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小——，直到断裂。伸长率δ：图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOAACDBB上B下L1L0建筑钢材的抗拉性能计算的指标：颈缩三个重要的指标1

4、.屈服强度σs结构设计中钢材强度取值的依据2.抗拉强度σb钢材所能承受的最大应力屈强比屈强比，利用率，安全可靠程度3.伸长率δ衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好↑αOAACDBB上B下↑↓4．断面收缩率L1d0L0L0=5d0或10d0A0、An前后的截面积δ5与δ10谁大中碳钢、高碳钢的应力－应变图规定：产生残余变形为原始标距的0.2%时所对应的应力值，作为硬钢的屈服强度，称为条件屈服强度，用σ0.2表示。二、冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。定义试件讨论与分析计算式测试方法演示ak↑冲击韧性↑。钢的化学成分;例：S、P↑

5、冲击韧性↓冶炼及轧制质量质量↑冲击韧性↑温度温度↓，冲击韧性↓ak影响冲击韧性的因素三、疲劳强度设计承受交变荷载且须进行疲劳验算的结构时，应当了解所用钢材的疲劳强度。四、钢材的硬度硬度――是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能力。方法：布氏法、洛氏法和维氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定义测定方法演示讨论与分析材料的硬度往往与材料的其它性能有一定的相关系，如：钢材的HB值与抗拉强度之间有较好的相关关系。五、钢材的冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，试件被弯曲角度α、弯心直径与厚度的比值d/a定义指标试验演示弯曲角度α↑d/a↑

6、，表示对冷弯性能要求越高。结论试验演示钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。六钢材的冷加工(一)钢材的冷加工及时效钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化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%。时效钢材随时间的延长而表现出强度提高，塑性和韧性下降的现象称为时效。(二)冷加工在工程中的应用1.碳是决定钢材性能的主要元素。随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。但当含碳量大于1.0%时，由于钢材变脆，强度反而下降。七　钢的化学成分对钢材性能的影响2.硅、锰加入硅和锰可以与钢中有害成分FeO和F

7、eS分别形成SiO2、MnO和MnS而进入钢渣排出，起到脱氧、降硫的作用。3.硫、磷硫使钢材的热脆性增加，磷能使钢的强度、硬度提高，但显著降低钢材的塑性和韧性，使钢材的冷脆性增加。4.氧、氮降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢的热脆性增加，氮使冷脆性及时效敏感性增加。5.铝、钛、钒、铌是钢的强脱氧剂和合金元素。能改善钢的组织、细化晶粒、改善韧性，并显著提高强度。第三节　建筑钢材的常用钢种普通碳素结构钢简称碳素结构钢，化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁-碳合金。其含碳量为0.02%-2.06%，此外尚含有少量的硅、锰和微

8、量的硫、磷等元素。一碳素结构钢(一)碳素结构钢的牌号表示方法碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧程度符号四部分按顺序组成。碳素结构钢分5个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275。按其硫、磷杂质含量由多