第二章第四节钢材冷加工-PPT.ppt

第二章第四节钢材冷加工1冷拉。将热轧钢筋用拉伸设备在常温下拉长，使之产生一定的塑性变形称为冷拉。冷拉后的钢筋不仅屈服强度提高20%30%，同时还增加钢筋长度（4%10%），因此冷拉是节约钢材（一般10%20%）的一种措施。钢材经冷拉后屈服阶段缩短，伸长率减小，材质变硬。实际冷拉时，应通过试验确定冷拉控制参数。冷拉参数的控制，直接关系到冷拉效果和钢材质量。钢筋的冷拉可采用控制应力或控制冷拉率的方法。当采用控制应力方法时，在控制应力下的最大冷拉率应满足规定要求，当最大冷拉率超过规定要求时，应进行力学性能检验。当采用控制冷拉率方法时，冷拉率必须由试验确定，测定冷拉率时钢筋的冷拉应力应满足规定要求。冷拉仅能提高钢材的抗拉强度，不能提高抗压强度。22冷拔。将光圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔。钢筋在冷拔过程中，不仅受拉，同时还受到挤压作用。经过一次或多次冷拔后，钢筋的屈服强度可提高40%60%，但塑性大大降低，具有硬钢的性质。经冷拔后，钢材的抗压、抗拉强度均有一定的提高。3.冷轧。将光圆钢筋在常温下用轧钢机上轧成断面按一定规律变化的钢筋，轧制时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好的保持其塑性和内部结构的均匀性。目前工程中使用的有冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。总的来说，冷加工钢筋尽管强度有一定提高，但塑性、韧性均有所降低，且大多为作坊式生产，质量不宜保证，目前使用量呈下降趋势。3二、钢材的时效处理将经过冷加工后的钢材，在常温下存放1520天，或加热至100200并保持2h左右，其屈服强度、抗拉强度及硬度进一步提高，这个过程称为时效处理。前者称为自然时效，后者称为人工时效。通常对强度较低的钢筋可采用自然时效，强度较高的钢筋则需采用人工时效。钢材经冷加工和时效处理后，其性能变化规律在应力应变图上明显地得到反映，如图所示。4图中OBCD为未经冷拉和时效处理试件的 曲线。当试件冷拉至超过屈服强度的任意一个K点时卸荷载，此时由于试件已产生塑性变形，曲线沿KO下降，KO大致与BO平行。如果立即重新拉伸，则新的屈服点将提高至K点，以后的 曲线将与原来曲线KCD相似。如果在K点卸荷载后不立即重新拉伸，而将试件进行自然时效或人工时效，然后再拉伸，则其屈服点又进一步提高至K1点，继续拉伸时曲线沿K1C1D1发展。这表明钢筋经冷拉和时效处理后，屈服强度得到进一步提高，抗拉强度亦有所提高，塑性和韧性则相应降低。OOBCDKK1C1D1OBCD：未冷拉钢筋曲线OKCD：冷拉钢筋曲线OKC1D1：冷拉并经时效处理钢筋曲线5三、钢材的热处理热处理是将钢材按规定的温度制度，进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要的性能的一种工艺热处理包括淬火、回火、退火和正火 淬火将钢材加热至基本组织改变温度以上，保温，然后投入水或矿物油中急冷，使晶粒细化，碳的固溶量增加，强度和硬度增加，塑性和韧性明显下降。回火将比较硬脆、存在内应力的钢，再加热至基本组织改变温度以下（150650），保温后按一定制度冷却至室温的热处理方法称回火。回火后的钢材，内应力消除，硬度降低，塑性和韧性得到改善。6 退火将钢材加热至基本组织转变温度以下（低温退火）或以上（完全退火），适当保温后缓慢冷却，以消除内应力，减少缺陷和晶格畸变，使钢的塑性和韧性得到改善。正火将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中冷却，使晶格细化，钢的强度提高而塑性有所降低。对于含碳量高的高强度钢筋和焊接时形成的硬脆组织的焊件，适合以退火方式来消除内应力和降低脆性，保证焊接质量。7四、钢材的焊接焊接是各种型钢、钢板、钢筋等钢材的主要连接方式。土木工程的钢结构中，焊接结构要占90%以上。在钢筋混凝土结构中，大量的钢筋接头、钢筋网片、钢筋骨架、预埋铁件及钢筋混凝土预制构件的安装等，都要采用焊接。8大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点9（一）钢材焊接的基本方法钢材的焊接主要采用以下两种基本方法：1电弧焊。电弧焊的焊接接头是由基体金属和焊条金属通过电弧高温熔化联接成一体。2接触对焊。接触对焊是通过电流把被焊金属接头端面加热到熔融状后，立即将其对接加压而成一体。焊接过程的特点是：在很短的时间内达到很高的温度；金属熔化的体积很小；由于金属传热快，故冷却的速度很快。因此，在焊件中常发生复杂的、不均匀的反应和变化；存在剧烈的膨胀和收缩。因而易产生变形、内应力和组织的变化。10经常发生的焊接缺陷有以下几种。焊缝金属缺陷：裂纹（主要是热裂纹）、气孔、夹杂物（脱氧生成物和氮化物）。基体金属热影响区的缺陷：裂纹（冷裂纹）、晶粒粗大和析出脆化（碳、氮等原子在焊接过程中形成碳化物或氮化物，于缺陷处析出，使晶格畸变加剧所引起的脆化）。由于焊接件在使用过程中的主要力学性能是强度、塑性、韧性和耐疲劳性，因此，对性能影响最大的焊接缺陷是焊件中的裂纹、缺口和由于硬化而引起的塑性和冲击韧性的降低。11