土木工程材料(-建筑材料)14.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,6,.4 钢材的加工与焊接,6.4.1 钢材的冷加工强化和时效强化,1.定义,冷加工强化：,钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使其产生塑性变形，从而提高屈服强度。钢材经冷加工强化后，屈服强度提高，塑性、韧性及弹性模量降低。,1,时效处理,：,将冷加工后的钢材，在常温下存放1520,d,或在100200条件下存放一段时间（23,h）。,前者为自然时效处理，后者为人工时效处理。钢材经时效处理后，屈服强度将进一步提高，抗拉强度也提高，硬度增加，弹性模量基本恢复，但塑性和韧性将进一步降低。,2,2.过程,3,3.原因,钢材产生塑性变形后，塑性变形区域内的晶粒产生相对滑移，导致滑移面上的晶粒破碎，晶格畸变，使滑移面变得凹凸不平，从而阻碍变形的进一步发展，提高了抵抗外力的能力，因而屈服强度提高，塑性降低，脆性增大。时效处理后，溶于,Fe,中的碳、氮原子向滑移面等缺陷部位移动、富集，使晶格扭曲、畸变加剧，因而强度进一步提高，塑性和韧性进一步下降。,4,6.4.2 钢材的热处理,1.定义：是按照一定的制度，对钢材进行加热、保温和冷却，使得钢材的性能按要求而改变的过程。热处理可以改变钢的晶体组织和显微结构，或消除由于冷加工在材料内部产生的内应力，从而改变钢材的力学性能。,2.方法：退火、正火、淬火和回火。,5,.淬火,定义：将钢加热到723910（依含碳量而定）以上的某一温度，保温使其晶体组织完全转变后，立即在水或油中淬冷的工艺过程，称为淬火。,结果：淬火后的钢材，强度和硬度大为提高。塑性和韧性明显下降。攀钢的淬火钢轨,6,.回火,定义：将淬火后的钢材在723以下的温度范围内重新加热，保温后按一定速度冷却至室温的过程，成为回火。,结果：回火可消除淬火产生的内应力，恢复塑性和韧性，但硬度下降。根据加热温度分为高温回火（500650）、中温回火（300500）和低温回火（150300），加热温度愈高，硬度降低愈多，塑性和韧性恢复愈好。在淬火后随即采用高温回火，称为调质处理，经调质处理的钢材，在强度、塑性和韧性方面均有较大改善。,7,.退火,结果：将钢材加热到723910（依含碳量而定）以上的某一温度，然后在退火炉中保温，缓慢冷却的工艺过程，称为退火。,结果：退火能消除钢材中的内应力，改善钢的显微结构。细化晶粒，以达到降低硬度、提高塑性和韧性的目的。冷加工后的低碳钢，常在650700的温度下进行退火，提高其塑性和韧性。,8,.正火,定义：正火也称正常化处理，是将钢材加热到723910或更高温度，然后在空气中冷却的工艺过程。,结果：正火处理的钢材，能获得均匀细致的显微结构，与退火处理相比较，钢材的强度和硬度提高，但塑性较退火为小。,9,6.4.3 钢材的焊接,1.定义：焊接是将两金属的接缝处加热熔化或加压，或两者并用，以造成金属原子间和分子间的结合，从而使之牢固地连接起来。,2.方式：电弧焊和接触对焊。焊接的质量取决于钢材的焊接性、焊接工艺和焊接材料。限制钢材中的含碳量和碳当量。,3.过程：在焊接过程中，钢材在很短时间内达到很高的温度，使局部金属熔融，由于金属的传热性好，所以，在被焊接区域，往往伴随温度的急速升高和下降及体积的急剧膨胀和收缩，易产生内应力、变形及内部组织的变化，形成焊接缺陷，如裂纹、气孔、夹杂物等，影响钢材的强度、塑性、韧性和耐疲劳性。因此，必须正确选择焊接方法、控制焊接工艺参数。,10,4.焊缝的质量等级及检测,焊缝质量等级分为一、二、三级，其中三级焊缝通过目测检测，二级焊缝检测方法为：超声波检测；一级焊缝检测方法为：超声波检测和,X,光探伤检测。,11,6.5 建筑钢材的品种与选用,6.5.1 建筑钢材的主要品种,一、碳素结构钢,分类：根据屈服强度分为五个牌号，每个牌号根据硫、磷的含量分为若干等级。,12,二、优质碳素结构钢,优质碳素结构钢根据锰含量的不同可分为：普通锰含量（锰含量0.8）钢和较高锰含量（锰含量0.71.2）钢两组。,三、低合金高强度结构钢,低合金高强度结构钢分为,Q295，Q345，Q390，Q420,和,Q460,共五个牌号。每个牌号根据硫、磷等有害杂质的含量，分为,A，B,C,D,和,E,五个等级。低合金高强度结构钢均为镇静钢，其牌号由代表钢材屈服强度的字母“,Q”、,屈服强度值、质量等级符号三个部分按顺序组成。如,Q345B,表示屈服强度不小于345,MPa，,质量等级为,B,级的低合金高强度结构钢。,13,6.5.2 常用的建筑钢材,一、钢筋,(一)热轧钢筋,分为光圆钢筋和带肋钢筋。钢筋主要分类见下表：,14,(二)冷轧带肋钢筋,生产：冷轧带肋钢筋是以普通低碳钢或低合金钢热轧盘条为母材，经多道冷轧（拔）减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。,级别：,LL550,LL650,LL800,三个级别。直径有5,6,7,8,9,10,mm。,用途：冷轧带肋钢筋可用于没有振动荷载和重复荷载的建筑和一般构筑物的钢筋混凝土结构。,LL550,级宜用于钢筋混凝土结构的受力主筋、架立筋、箍筋和构造钢筋。,15,(三)冷轧扭钢筋,生产：冷轧扭钢筋是采用低碳热轧盘圆（,Q235）,钢材经冷轧扁和冷扭转而成的具有连续螺旋状的钢筋。,(四)预应力混凝土用热处理钢筋,预应力混凝土用热处理钢筋是用热轧带肋钢筋经淬火和回火调质热处理而成。热处理钢筋成盘（称为盘圆或盘条）供应。,(五)预应力混凝土用钢丝和钢绞线,预应力混凝土用钢丝是用牌号为6080号的优质碳素钢盘条，经酸洗、冷拉或冷拉再回火等工艺制成，故有冷拉钢丝与消除应力钢丝两种。,16,二、型钢和钢板,（一）热轧型钢,（二）冷弯薄壁型钢,冷弯薄壁型钢通常是由26,mm,的薄钢板经冷弯或模压而成。有结构用冷弯空心型钢和通用冷弯开口型钢。按形状有角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢。可用于轻型钢结构。,（三）钢板和压型钢板,17,6.5 钢材的腐蚀与防止,6.6.1 钢材腐蚀的类型,一、化学腐蚀,钢材的化学腐蚀是由于大气中的氧和工业废气中的硫酸气体、碳酸气体等与钢材表面作用引起的。,二、电化学腐蚀,电化学腐蚀是由于金属表面形成原电池而产生的腐蚀。,18,6.6.2 防止腐蚀的措施,一、涂敷保护膜,使金属与周围介质隔离，既不能产生氧化锈蚀反应，也不能形成腐蚀原电池。,二、电化学防腐,电化学防腐包括阳极保护和阴极保护，适用于不容易或不能涂敷保护膜层的钢结构。,三、制成合金钢,19,