土木工程材料 建筑材料第十四讲

§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15～20d或在100～200℃条件下存放一段时间（2～3h）。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。22.过程33.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α－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。5①.淬火定义：将钢加热到723～910℃（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6②.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（500～650℃）、中温回火（300～500℃）和低温回火（150～300℃），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。7③.退火结果：将钢材加热到723～910℃（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650～700℃的温度下进行退火，提高其塑性和韧性。8④.正火定义：正火也称正常化处理，是将钢材加热到723～910℃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。104.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、突优质腰碳素价结构汇钢优质猾碳素睬结构效钢根滔据锰序含量核的不孤同可咳分为希：普泳通锰篇含量爸（锰捡含量当<0斧.8匀％）鬼钢和洽较高筒锰含更量（服锰含英量0祝.7礼％～阁1.剖2％冬）钢师两组嗽。三、被低合鸽金高弓强度尘结构益钢低合梦金高赌强度膛结构颗钢分片为Q2隶95那，Q泄34戒5，找Q3覆90息，Q筐42色0和Q4乏60共五霜个牌拢号。牧每个膨牌号菜根据厉硫、翼磷等雅有害僚杂质朱的含严量，弯分为A，讨B,甩C,非D和E五个妖等级蝇。低浮合金观高强怖度结顿构钢筹均为赚镇静漆钢，到其牌至号由报代表拌钢材释屈服孔强度蛾的字匠母“Q”脚、屈服格强度乌值、绿质量悦等级养符号施三个爆部分饶按顺亦序组博成。此如Q3要45闷B表示裙屈服呀强度鹊不小铜于3寇45MP娇a，质量昨等级载为B级的桶低合单金高病强度哀结构渣钢。13§6.粮5.摊2坊常用观的建幼筑钢佣材一、口钢筋(一斯)热费轧钢迅筋分为榜光圆进钢筋岛和带絮肋钢烦筋。担钢筋禁主要汗分类遥见下草表：14(二合)冷苏轧带誓肋钢钓筋生产惑：冷断轧带筛肋钢得筋是暴以普嫩通低甩碳钢恳或低孩合金道钢热趋轧盘骗条为涨母材颤，经健多道巷冷轧创（拔度）减栗径后午，在对其表蛮面冷滩轧成驳三面炎有肋呜的钢旬筋。级别袜：LL值55登0,努LL阿65孝0,肃LL旧80争0三个披级别士。直逃径有饺5,稍6,捷7,叹8,泽9,屡10mm助。用途牢：冷絮轧带遗肋钢硬筋可沾用于旋没有臂振动维荷载由和重场复荷嗓载的酬建筑杆和一残般构会筑物畜的钢蚊筋混破凝土备结构分。LL寨55情0级宜跟用于穿钢筋高混凝浓土结由构的损受力筛主筋慰、架淹立筋万、箍际筋和汪构造趟钢筋伞。15(三攀)冷荷轧扭幸钢筋生产汗：冷隔轧扭哑钢筋甩是采显用低没碳热自轧盘蹈圆（Q2妨35赌）钢材概经冷纵轧扁篮和冷傍扭转兄而成龙的具掉有连废续螺催旋状裂的钢粪筋。(四呼)预盘应力轮混凝琴土用嫌热处瞎理钢莫筋预应轨力混糊凝土保用热驶处理焰钢筋约是用车热轧新带肋条钢筋靠经淬扰火和哄回火零调质僻热处蜡理而咸成。文热处忍理钢灾筋成样盘（瓣称为自盘圆虑或盘葡条）贼供应业。(五闪)预降应力辽混凝萌土用白钢丝杂和钢初绞线预应岗力混模凝土震用钢善丝是届用牌医号为降60萄～8袭0号燥的优春质碳牙素钢跌盘条糕，经烛酸洗馆、冷译拉或渔冷拉言再回打火等锅工艺肤制成敞，故爱有冷卫拉钢采丝与滨消除孕应力绩钢丝控两种售。16二、沸型钢筐和钢食板（一忽）热妹轧型筑钢（二驳）冷煤弯薄帽壁型块钢冷弯仇薄壁捆型钢薪通常木是由淋2～锻6mm的薄扇钢板校经冷比弯或兼模压威而成手。有惠结构山用冷愉弯空胆心型裤钢和枯通用货冷弯别开口或型钢茂。按班形状颠有角治钢、狗槽钢驰等开娘口薄切壁型拜钢及纪方形番、矩毛形等夏空心拉薄壁挤型钢冒。可敬用于共轻型惰钢结辟构。（三救）钢并板和极压型说钢板17§6烛.5删钢津材的顽腐蚀扰与防拍止§6.允6.浊1艰钢材亲腐蚀目的类喜型一、客化学触腐蚀钢材佣的化体学腐培蚀是劫由于的大气躁中的寻氧和剧工业鱼废气榜中的材硫酸哄气体打、碳善酸气旧体等误与钢殿材表忍面作孕用引即起的魔。二、泛电化售学腐博蚀电化新学腐顾蚀是秋由于宏金属新表面声形成纳原电差池而穷产生倒的腐帜蚀。18§6.影6.霉2腰防止爸腐蚀够的措丝式施一、揉涂敷槽保护妄膜使金尤属与