建筑 鋼材影響因92課件講解

建筑鋼材影響因素

建筑鋼材性能影響因素1、化學(xué)成份的影響

鋼材的化學(xué)成分直接影響鋼的組織構(gòu)造，從而影響鋼材的力學(xué)性能。鐵（Fe）是鋼材的基本元素，普通碳素鋼中占99%，此外還有碳（C）、硅（Si）、錳（Mn）等有益元素，及硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等有害元素，這些總含量不大，約1%，但對(duì)鋼材力學(xué)性能卻有很大影響。低合金鋼中有＜5%的合金元素，如銅(Cu)、釩(V)、鈦(Ti)、鈮(Nb)、鉻(Cr)等。

建筑鋼材性能影響因素碳（C）：形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨其含量增加，強(qiáng)度增加，塑性和韌性降低，可焊性和抗腐蝕性降低。鋼結(jié)構(gòu)用鋼中，碳含量一般控制在0.22%以下，當(dāng)其含量在0.2％以下時(shí)，可焊性良好。硫（S）：鋼材中的有害元素，具有熱脆性（溫度達(dá)到800-1000℃時(shí)，硫化鐵會(huì)熔化使鋼材變脆，從而引發(fā)熱裂紋）。規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)用鋼中硫的含量不得超過(guò)0.05%。氧（O）：有害雜質(zhì)，與S相似。1、化學(xué)成份的影響

建筑鋼材性能影響因素1、化學(xué)成份的影響磷（P）：磷在一定程度上可提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕的能力。鋼材中的有害元素，具有冷脆性（溫度較低時(shí)促使鋼材變脆）。因此，磷的含量也要嚴(yán)格控制，規(guī)范中規(guī)定不得超過(guò)0.045%。氮（N）：有害雜質(zhì)，與P相似。錳（Mn）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種弱脫氧劑，可提高鋼材強(qiáng)度，與S形成MnS，熔點(diǎn)1600℃，可以消除硫?qū)︿摬牡臒岽嘤绊憽?/p>

建筑鋼材性能影響因素1、化學(xué)成份的影響硅（Si）：有益元素。在普通碳素鋼中，是一種強(qiáng)脫氧劑，常與錳共同除氧，生成鎮(zhèn)靜鋼。釩（V）：合金元素。細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。銅（Cu）：提高抗銹蝕性，提高強(qiáng)度，對(duì)可焊性有影響。

建筑鋼材性能影響因素2、冶金缺陷的影響

偏析金屬結(jié)晶后化學(xué)成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊性變壞。

裂紋鋼材中存在的微觀裂紋。

非金屬夾雜指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼材性能變脆。氣泡澆鑄時(shí)由FeO和C作用所生成的CO氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠那形成的微小空洞。分層澆鑄時(shí)的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。

建筑鋼材性能影響因素3、鋼材硬化的影響冷作硬化在冷加工或一次加載使鋼材產(chǎn)生較大的塑性變形的情況下，卸載后再重新加載，鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化隨著時(shí)間的增加，純鐵體中有一些數(shù)量極少的碳和氮的固熔物質(zhì)析出，使鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象。在交變荷載、重復(fù)荷載和溫度變化等情況下，會(huì)加速時(shí)效硬化的發(fā)展。

建筑鋼材性能影響因素4、應(yīng)力集中的影響

在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中不可避免的存在著孔洞、槽口、凹角、裂縫、厚度變化、形狀變化和內(nèi)部缺陷等，此時(shí)截面中的應(yīng)力分布不再保持均勻，而是在一些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，形成所謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。

建筑鋼材性能影響因素4、應(yīng)力集中的影響不同槽口試件靜力拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力——應(yīng)變曲線

應(yīng)力集中對(duì)σ-ε曲線關(guān)系的影響

可以看出截面槽口改變愈急劇，應(yīng)力集中現(xiàn)象愈厲害，其抗拉強(qiáng)度愈高，但塑性愈差，破壞的脆性傾向愈大。1020300.425100ε%σ(N/mm2)①①②②③③④④φ10測(cè)距100φ10φ100600700500400300200100

建筑鋼材性能影響因素5、溫度的影響正溫范圍：（1）溫度在150℃以內(nèi)，鋼材材質(zhì)變化很小，鋼結(jié)構(gòu)可用于溫度不高于150℃的場(chǎng)合。（2）溫度在250℃左右的區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)藍(lán)脆現(xiàn)象，fu有局部性提高，同時(shí)塑性降至最低，材料有轉(zhuǎn)脆傾向。（3）當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼材進(jìn)入熱塑性狀態(tài)，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，將喪失承載能力。負(fù)溫范