钢材的抗拉性能PPT学习教案

1、会计学1钢材的抗拉性能钢材的抗拉性能第一节钢的冶炼和分类第1页/共78页一一 钢的冶炼钢的冶炼第2页/共78页根据脱氧程度分为：第3页/共78页电炉钢平炉钢转炉钢）按冶炼方法分（1镇静钢半镇静钢沸腾钢）按脱氧程度分（2第4页/共78页冷加工钢材热加工钢材）按压力加工方式分（3）量高合金钢（合金元素总）量中合金钢（合金元素总）量低合金钢（合金元素总合金钢）高碳钢（含碳量）中碳钢（含碳量）低碳钢（含碳量碳素钢）按化学成分分（10%10%5%5%0.600.60%0.25%0.254第5页/共78页），含磷量高级优质钢（含硫量），含磷量优质碳素钢（含硫量），含磷量普通碳素钢（含硫量）按质量分（0.0

2、35%0.027%0.030%0.020%0.040%0.035%0.045%0.030%0.085%0.045%0.065%0.055%5磁钢等钢、耐热钢、耐磨钢、特殊钢：不锈钢、耐酸、量具、模具等工具钢：用于制作刀具机械制造用结构钢建筑工程用结构钢结构钢）按用途分（6第6页/共78页第二节建筑钢材的主要技术性能第7页/共78页 建筑钢材的技术性能建筑钢材的技术性能力学性能力学性能工艺性能工艺性能化学性能化学性能抗拉性能抗拉性能冲击韧性冲击韧性疲劳强度疲劳强度硬硬 度度冷弯性能冷弯性能第8页/共78页AFAN0001LLLLLFFALL0L1建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能第9页/共78

3、页钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0L1L2第10页/共78页第11页/共78页第12页/共78页建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能0LLOAF弹性阶段弹性阶段OAOA屈服阶段屈服阶段ABAB强化阶段强化阶段BCBC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图第13页/共78页建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能一、弹性阶段OA 一条通过原点一条通过原点的直线，应力与应变成正比。的直线，应力与应变成正比。 弹性弹性弹性模量弹性模量 E E值的大小反映了钢材抵抗值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能

4、力。弹性变形的能力。 A点对应点对应的应力。的应力。tgE:p0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图p E1 E2图形的特点： 试件的特点：计算的指标：ABCD 弹性极限第14页/共78页建筑钢材的抗拉性能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 屈服强度（也叫屈服点） 点对应的应力。0LL图形的特点：试件的特点：计算的指标：OAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图pACDBB上上B下下:s下BsAFss屈服。第15页/共78页三、强化阶段BC 一段上升的

5、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：0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图pACDBB上上B下下s:bAFbbbC点对应的应力。建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能强化。第16页/共78页四、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： 图形的特点：试件的特点：计算的指标：AF0LLOApACDBB上上B下下sb%100001LLLL1L0建筑钢材的抗拉性能建筑钢材的抗拉性能计算的指标：颈缩第17页/共78页三个重要的指标1.屈服强度s 结构设计中钢材强度取值的依据2.抗拉强度b

6、 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 衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好 bsbsAF0LLOApACDBB上上B下下sbsbbs%100001LLL第18页/共78页L10AAnd0L0L0=5d0或10d0A0、 An前后的截面积5与10谁大第19页/共78页第20页/共78页2 . 0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0.2表示。1第21页/共78页定义试件第22页/共78页FAKk讨论与分析计算式测试方法演示ak冲击韧性。第23页/共78页第24页/共7

7、8页性ak影响冲击韧性的因素 第25页/共78页第26页/共78页定义测定方法演示第27页/共78页第28页/共78页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。HBb6 . 3175HB，当HBb5 . 3175HB，当第29页/共78页定义指标试验演示第30页/共78页第31页/共78页结论试验演示第32页/共78页第33页/共78页钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。( (一一) ) 钢材的冷加工及时效钢材的冷加工及时效第34页/共78页钢筋经冷拉时效后应力钢筋经冷拉时效后应力- -应变图的变化应变图的变化 第35页/共78页

8、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%。时效钢材钢材随时间的延长而表现出强度提高，塑性和韧性下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降的现象称为时效时效。(二) 冷加工在工程中的应用第36页/共78页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。第37页/共78页第38页/共78页第39页/共78页第40页/共78页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41页/共78页第三节建筑钢材的常用

9、钢种第42页/共78页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、锰和微量的硫、磷等元素。一一 碳素结构钢碳素结构钢( (一一) ) 碳素结构钢的牌号表示方法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、磷杂质含量由多到少分为A、B、C、D 4个质量等级。第43页/共78页举例 镇静钢和特殊镇静钢在钢的牌号中Z和TZ予以省略。如Q235-AF，表示此碳素结构钢

10、是屈服点为235MPa的A级沸腾钢；Q235C，表示此碳素结构钢是屈服点为235MPa的C级镇静钢。 (二二) 碳素结构钢的技术要求碳素结构钢的技术要求化学成分、力学性能、 冷弯性能碳素结构钢随着牌号的增大，其含碳量和含锰量增加，强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。第44页/共78页第45页/共78页二二 低合金高强度结构低合金高强度结构钢钢第46页/共78页主要用于主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中，钢结构和钢筋混凝土结构中，特别适用于特别适用于各种重型各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等

11、。结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。第47页/共78页第四节钢材混凝土用钢材第48页/共78页一一 钢筋混凝土用热轧钢筋钢筋混凝土用热轧钢筋第49页/共78页(a)等高肋钢筋；(b)月牙肋钢筋 第50页/共78页热轧钢筋的力学性能和工艺性能热轧钢筋的力学性能和工艺性能 第51页/共78页第52页/共78页二二 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋第53页/共78页冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋第54页/共78页热处理钢筋经过调质热处理而成，具有强度高、韧性高、粘结力高和塑性降低小等优点，特别适用于预应力混凝土构件 。三三 预应力混凝土用热处理钢筋预应力混凝土用热处理钢筋第55页/共78页热处理钢筋的力学性

12、质热处理钢筋的力学性质(GB 4463(GB 44631984)1984) 公称直径(mm)牌号屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%) 不小于 640Si2Mn 1325147068.248Si2Mn 1045Si2Cr 第56页/共78页四四 预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝质量稳定、安全可靠、强度高、无接头、施工方便，主要用于大跨度的屋架、薄腹架、吊车梁或桥梁等大型预应力混凝土构件，还可用于轨枕、压力管道等预应力混凝土构件。第57页/共78页螺旋肋钢丝外形示意图 第58页/共78页三面刻痕钢丝外形示意图 第59页/共78页五五 预应力混凝土用钢绞线预应力混凝土用钢绞线钢绞线具有强度高，与混凝土粘结好，断面面积大，使用根数少，在结构中排列布置方便，易于锚固等优点，主要用于大跨度、大荷