钢材的屈服强度【优选内容】

1、8金属材料_建筑钢材，制作者-伊娃丹，1，行业参考#，钢材特征和在建筑工程中应用钢材是土木工程中使用量最大的金属材料，包括钢结构工程中使用的各种型钢(山形钢、沟型钢、h型钢等)，钢板和钢筋混凝土结构工程中使用的各种钢筋和钢丝。 2、行业参考#，8金属材料_建筑钢材，第一节钢的冶炼和分类第二节建筑钢材的主要性能第三节建筑钢材的技术标准和第四节钢筋混凝土用钢材，3、行业参考#，优点： (1)质量均匀性能可靠(2)强度、硬度高(3)塑性、韧性好的缺点： (1)容易生锈(2) 维护费用高(3)耐火性差，4，行业为#，(1)钢材的特点，1，钢材的优点： (1)良好的力学性能：拉伸、抗压、耐弯曲、抗剪强度

2、高，具有一定的塑性和韧性，在常温下能承受大的冲击和振动载荷；(2)良好的加工性能：铸造、振动2、钢材的缺点：容易生锈，维护费用大，耐火性差。 5、行业#、(2)以钢材的应用为参考，1、建筑上各种型钢构成的钢结构安全性大，自重轻，适合广泛和高层结构。 2、钢筋和混凝土构成的钢筋混凝土结构虽然重大，但在节约钢材的同时，由于混凝土的保护作用，大大克服了钢材容易锈蚀、维修费用高的缺点。 6、行业为#，第一节钢的冶炼和分类，第一、钢的冶炼钢是生铁冶炼而成的。 生铁中的碳含量为2.06%6.67%，磷、硫等杂质的含量也高。 生铁又硬又脆，没有塑性和韧性，不能进行焊接、锻造、轧制等加工。 7、行业为#，炼钢

3、原理：冶炼生铁钢材，使碳和其他杂质含量降低到允许范围，8、行业为#、(1)钢的冶炼方法、转炉炼钢法、平炉炼钢法、电炉炼钢法，9、行业为#、(2)脱氧处理，1、为什么进行脱氧处理？ 在冶炼过程中，由于氧化作用，铁的一部分被氧化，残留在钢水中，钢的质量降低了。 因此，在炼钢后期精炼时进行脱氧处理。 10、行业为#、2、如何进行？ 在炉内或浇包中加入脱氧剂(锰铁、硅铁、铝锭等)进行脱氧，将氧化铁还原成金属铁。 11、行业根据#、脱氧度的分类，脱氧度浇铸钢锭时，材质为沸腾钢脱氧不完全的CO气泡在镇静钢的脱氧度和材质以上两者之间，12、行业根据#、二、钢的分类，(1)钢根据化学成分分为碳钢和合金钢两种。

4、 (2)碳钢根据碳含量，根据低碳钢(碳含量不足0.2% )、中碳钢(碳含量为0.25%0.6%以上)、高碳钢(碳含量超过0.60% )、13、业界参考#、(4)根据钢在熔炼过程中的脱氧程度，脱氧充分地镇静钢和特殊镇静钢(符号z和TZ 14、行业参考#，第二节建筑钢材的主要性能，钢材的性能主要包括力学性能、技术性能和化学性能。 15、行业参考#、一、力学性能、(一)拉伸性能的增长是建筑钢材的主要受力形式，拉伸性能是钢材性能和选择钢材的重要依据。 以低碳钢为例。 16、行业为#，图8-1是低碳钢拉伸过程的应力-应变关系图。 由图可知，低碳钢的拉伸过程经历了弹力阶段、屈服阶段、强化阶段、颈部缩减阶段

5、4个阶段。 17、行业参考#、18、行业参考#、19、行业参考#、20、行业参考#、1、弹性阶段(0A )、(1)的特征：灵活性。 在这个阶段，如果施加外力，样品会恢复到原来的形状。 (2)指标：用P表示与a点对应的应力值的弹性极限。业界用#、弹性模量用e表示，E=/。 弹性模量反映钢材抵抗弹性变形的能力，是计算钢材在受力条件下变形的重要指标。 22、行业为#，2、屈服阶段(AB )、(1)的特征：屈服的变形迅速增加，外力几乎在一定位置变动，即所谓的“屈服现象”，钢材屈服时不能承受外力。 (2)指标：与屈服强度(也称为屈服点) 下的屈服点b的下点对应的应力值用s表示。 23、行业为#、3、强化

6、阶段(BC )、(1)特征：增强钢材对外力的抵抗力。 (2)与拉伸强度(强度极限) C点对应的应力值用b表示。 24、行业为#，4、缩颈阶段(CD )、(1)特征：缩颈抗变形能力显着下降，在有杂质和缺陷的地方，截面急剧缩小，直至断裂。 (2)指标：增长率。 25、行业有#、屈服强度、拉伸强度、增长率三个指标对钢材具有重要意义，现在叙述如下。 26、行业参考#、(1)屈服强度(也称为屈服点)、屈服强度通过下式计算：27、行业参考#、式中：s钢材的屈服强度(MPa) Fs钢材的拉伸达到屈服点时的屈服载荷(n) A0钢材试样的初始截面积(mm2 )。 屈服强度是确定钢材容许应力的主要依据。 28、行

7、业参考#、(2)拉伸强度(也称为强度极限)、拉伸强度通过以下公式计算：29、行业参考#、式中：b钢材的拉伸强度(MPa) Fb钢材的极限载荷(n) A0钢材样品的初始截面积(mm2 )。 拉伸强度是钢材被拉伸时能承受的最大应力值。 30、业界把屈服强度s和拉伸强度b之比s/b称为屈强比。 s/b，利用率，安全可靠度下箭头。 s/b下箭头、利用率下箭头、安全可靠性。 建筑结构用钢的合理屈强比一般为0.600.75。 31、业界参考#、(3)伸长率、伸长率用下式计算：32、业界参考#、式中：伸长率(L0=5d0时，5； 在L0=10d0的情况下为10； L1试料拉伸后的坐标间的长度(mm) L0试

8、料的原坐标间距离(mm )如图8-2所示。 33、行业为#，增长率是测量钢材塑性的重要指标，塑性。 对钢材来说，一定的塑性变形能力保证了应力的再分布，避免了应力集中，提高了钢材用于结构的安全性。 34、行业参考#、35、行业参考#、36、行业参考#、(2)冲击韧性，定义：冲击韧性是钢材抗冲击载荷不破坏的能力。 指标：冲击韧性值ak(J/cm2 )、ak、冲击韧性。 实验如图8-3所示。 37、行业参考#、冲击韧性实验：图8-3、38、行业参考#、影响因素：(1)钢的化学成分、组织状态以及冶炼、轧制、焊接质量影响冲击韧性。 举例说明。 39、行业参考#、(2)温度下箭头、冲击韧性下箭头。 冲击韧

9、性随着温度的下降而下降，最初下降缓慢，达到一定的温度范围后急剧下降呈脆性的性质称为钢材的冷脆性。 此时的温度称为脆性临界温度。 40、行业参考#、图像、41、行业参考#，其数值越低，钢材的低温冲击韧性越好。 因此，在负温度下使用的结构应该选择脆性临界温度比使用温度低的钢材。 42、行业为#、(3)时间，冲击韧性。 时效钢材随时间的推移强度硬度提高，塑性冲击韧性降低的现象称为时效。 43、行业参考#、(三)硬度，硬度定义钢材抵抗硬物体的压入而产生局部变形的能力，即钢材表面抵抗塑性变形的能力。 指标：布氏硬度值HB、HB、硬度。 常用布氏法测定钢材的硬度，试验如图8-4所示。 材料强度越高，抵抗塑

10、性变形的能力越强，硬度值也越大。44、行业#、(4)疲劳强度、疲劳破坏钢材在交变应力的作用下，以远低于拉伸强度的应力突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏。 钢材疲劳破坏的应力指标用疲劳强度(或疲劳极限)表示，这是试验片不因交变应力而引起疲劳破坏的最大应力值。 45、行业参考#、二、技术性能、钢材的技术性能是钢材在加工过程中表现的性能，直接影响钢材的加工质量。 46、行业参考#、47、行业参考#、(1)冷弯性能，定义：冷弯性能是钢材在常温下受到弯曲变形的能力。 指标：弯曲角度 用弯曲心直径d和样品直径(或厚度) a之比d/a表示。 弯曲角度越大，d/a越小，表示样品的冷弯曲性能越好。 48、行业参考#

11、、冷加工实验：49、行业参考#、(二)冷加工强化和时效，1、冷加工强化定义：冷加工强化钢材在常温下，以不超过其屈服强度的应力加工，产生一定的塑性变形，屈服强度、硬度提高，塑性、韧性和弹性模量降低的现象，则冷加工强化50、行业为#，冷加工方式：冷拔、冷拔、冷轧、切口等。 以钢材冷却为例，如图8-6所示，51、行业参考#、图8-6 :52、行业参考#、冷拉拔低碳钢丝：53、行业参考#、54、行业参考#、未冷拉拔的情况下，应力应变曲线为OABCD； 寒冷过程： OABKO； 冷拉伸后立即拉伸：应力应变曲线为okcd，屈服强度提高，但塑性、韧性降低，55，行业为#，冷轧后经时效处理：应力应变曲线为ok

12、k1c1d 1，屈服强度、硬度进一步提高，拉伸强度也提高，塑性和韧性进一步降低。 56、行业参考#、2、时效，钢材冷加工后的时效发展迅速。 时效处理的方式是将两种自然时效钢材冷加工后，在常温下保存1520d。 人工时效钢材冷加工后，加热到100200，保持2h左右。 对钢材冷加工后，一般进行时效处理，通常，强度低的钢材应采用自然时效，强度高的钢材应采用人工时效。 57、行业参考#，3、冷加工在建筑工程中的应用，在建筑工程中采用冷拉钢筋和冷拉卷材的方法，达到了节约钢材的目的。 58、行业#、三、钢的化学成分对钢材性能的影响，(一)碳(c )碳是决定钢材性能的主要元素。 碳含量、强度、硬度、塑性、

13、韧性、焊接性能、耐锈性能、冷脆性、时效敏感。 但是，碳含量超过1.0%时，钢材变脆，因此拉伸强度反而降低。 59、行业为#，硅(Si )，锰(Mn )，(二)硅(Si )，锰(Mn)的有益元素脱氧，降低硫的硅提高了钢材的强度，对塑性和韧性没有显着的影响。 60、业界认为#、硫(s )、磷(p )、(三)硫(s )、磷(P)的有害元素硫引起热脆性，热脆性显着降低了钢的热加工性和焊接性。 61、业界认为#、硫(s )、磷(p )、硫的存在会使钢的冲击韧性、疲劳强度、焊接性和耐腐蚀性降低。 磷能提高钢材的强度、硬度、耐腐蚀性，但显着降低钢材的塑性韧性，特别是低温状态下的冲击韧性显着降低，把钢材容易脆

14、裂的现象称为冷脆性。 冷脆性降低钢材的冲击韧性和焊接等性能。 62、行业存在#、氧(o )、氮(n )、(四)氧(o )、氮(N)的有害元素降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。 氧增加钢材的热脆性，氮增加钢材的冷脆性和时效敏感性。 参考了#、(5)铝(Al )、钛(Ti )、钒(v )、铌(Nb)的有益元素，它们是炼钢时的强脱氧剂，也是合金钢中常用的合金元素。将适量的这些元素加入钢材中，可以改善钢材的组织，使晶粒微细化，显着提高强度和韧性。 64、行业为#，第三节建筑钢材的技术标准和选择，一、普通碳结构钢是普通碳结构钢的简称。 在各种钢中，碳钢产量最多，用途最广，被轧制成钢板、钢带、型钢等。

15、 业界参考#、(1)碳结构钢的品牌表示方法，碳结构钢的品牌由表示屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四个部分依次构成。 q :表示屈服点屈服点的数值分为195、215、235、255和275MPa五种，66、行业参考#、品种表示方法：质量等级：硫、磷等杂质的含量多，因此至少分为四个等级，分别用a、b、c、d符号表示的脱氧方法举例说明。 67、行业参考#、例题：1、Q215AF:屈服点为215MPa，质量等级为a级沸石腾钢。 2、Q235C:屈服点为235MPa，质量等级为c级镇静钢，68，行业参照#、(二)碳结构钢的技术要求，见表8.2、8.3、8.4。 (3)碳结构钢的性能和应

16、用碳结构钢按屈服强度分为五个品种。 由表8.2、8.3、8.4可知，品种、碳含量、强度和硬度、塑性、冲击韧性和冷弯性能。 69、行业参考#，应用：建筑工程中应用最广泛的是Q235号钢。 具有高强度，良好的塑性、韧性和焊接性，综合性能好，能满足一般的钢结构和钢筋混凝土用钢的要求，且成本低，大量用于轧制各种型钢、钢板和钢筋。 70、行业应用：q95、Q215号钢常用于轧制薄板和卷材，制造钉子、铆钉、螺栓和铁丝等。 Q215号钢经冷加工后可代替Q235号钢。 71、行业参考#、应用：Q255、Q275号钢可用于轧制钢筋、螺栓部件等，但多用于机械部件和工具等。 72、行业参考#、二、低合金高强度结构钢

17、，低合金高强度结构钢是在碳结构钢中添加少量合金元素(总含量小于5% )而成的结构钢。 添加元素主要是锰(Mn )、硅(Si )、钒(v )、钛(Ti )、铌(Nb )、铬(Cr )、镍(Ni )和稀土类金属，其目的是提高钢的屈服强度、拉伸强度、耐磨损性、耐腐蚀性和耐低温性能等。 73、业界对#、低合金高强度结构钢的综合性能很理想，特别适合大跨度、动载荷和冲击载荷的结构，比使用碳钢能节约20%30%的钢材，但成本不太高。 74、行业参考#、(1)低合金高强度结构钢的品牌表示方法，与碳结构钢进行对比掌握。 (二)低合金高强度结构钢的技术要求如表8.5、8.6所示。 (3)低合金高强度结构钢的性能和应用Q295号钢主要用于建筑工程中对强度要求低的一般工程。 7