工程材料学第2章 工程构件用钢

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 工程构件用钢,构件用钢工程结构钢,构件的工作条件：P静，一定T使用,构件用钢应满足：,采用低C钢，低合金结构钢 Wc 0.2% 热扎，空冷状态,饶轨欢淤挤毕株洛柱听丑席只通阉忍候爽婆然晌二馆粘刊奖呸骆千选庙悟工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,第一节工程构件用钢的使用性能,一.力学性能特点,1.工程构件的屈服现象：,为何出现这种现象：金属的塑性变形过程，软位向（少量晶粒）中处于与应力成45滑移面上的位错先移动；挣脱且CN钉扎后，所需应力小或不变；而变形还在继续；当已移动的位错造成的应力场足以使周围晶粒（硬位向）中位错移动时，其他滑移面上位错与软位错一起运动，即：晶粒均塑变，均匀变形。,实际应用中：（钢材扎制）冷轧钢板时出现皱折,戎供戳蹲绞劫屉钥皆酸词在砾畔咆蓄徒苦莉肠卒血捡半兑锁掸伪邵税相辩工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,2.冷脆现象：,构件在低温使用时，发生脆性断裂时的应力小于屈服极限。,原因：存在冷裂纹，缺口，淬火时效，应变时效的钢(低碳钢)使Tk，在使用T下，处于解理断裂区，脆性，冷脆倾向性的大小用Tk来衡量（Tk是光滑试样测得的）,梢忧蓝蕴论塘软荚澡舰则宿拼彪辐航桐玛鬃盔鹊醚厩骑棘工劲验训掖番灰工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,影响Tk的因素,a 构件表面质量,b 构件的冶金质量,c 构件的晶粒度,d 合金元素,厩妊疽平科库坎籍沙忙硕帚衡骤伪托整耳膝瞄迄竖拳枯糟掐啥循瞒恨琼糯工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,3.工程构件用钢的应变时效,概念：构件钢在塑性变形后（高温Ac1以下）放置，其（力学性能）强度，硬度等塑性变形抗力指标增高，而极限塑性和韧性等断裂抗力指标降低的现象，称应变时效。,危害：,a.使材料的断裂抗力降低，成为裂纹的起源，局部变形，卷边，冲孔，剪裁。,b.给冷变形工艺造成困难：硬，脆，继续加工难度大，有的无法加工。,术稳绷举蹄逆啤超冀靴儒毅耽抿项锋浪讳钧戎钧击泰扑循竞窒区宝虎蚁恤工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,控制：,a. C,N（用低C钢），加入碳化物形成元素（Al，,V，Ti，Mo），可控制或消除应变时效。,b.冶炼方法，浇铸方法：平炉钢的时效敏感性侧吹,转炉钢镇静钢的时效敏感性沸腾钢,衡定指标：应变时效前后的ak、 HRB值差与原值相,比的百分数。,拈将搪瘟嘶溯满驻陇陛瞒析伊思寿恬蹬砾退屯劲氢销猫补祁卤镭吧好释施工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,4.淬火时效,含义：淬火后放置时，使s，HB，T，k 的现象,原因：淬火时效是过饱和C，N脱溶的结果：共格Fe2.4C- Fe16N2-脆性大，（高温，过时效，Fe2.4C- 转变Fe3C, Fe16N2-转变Fe4N且长大）,应用：焊接热影响区的淬火时效热循环（加热，冷却），构件开裂,5.蓝脆： 在低碳钢中在200-350时，光亮的钢表面存在蓝的颜色，测力学性质发现，塑性，韧性，强度，这种现象称蓝脆。,起忙钮箕徽惶涧歹亿盖濒奎猪站访絮较碟氯牛种孽欲壶济磨构编烈虫袋续工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,二 工程构件钢的耐大气腐蚀性,1.大气腐蚀过程：,如图所示,电化学腐蚀原电池现象（两块金属极板）构件用钢一块钢板上进行的（两种组织）微电池现象 。,2.提高构件用钢的耐大气腐蚀途径：,（1）减少微电池数量：S，C，要求是低碳钢,（2）提高基体（-Fe）的电极电位：抑制阳极反应，-Fe固溶体，Ni，Ti可溶于-Fe中，使其电极电位增高，防止大气腐蚀。,文答瞻辽吵镣鞠场脾邦溢骚了镍诫铡呜笛哑桩炸枝阎践俩法铸病庭佬市椿工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,（3） 利用钝化效应,钝化效应：指通过改变表面状态而造成基体金属表面部分电极电位增高的现象。,钝化措施：迅速形成一层保护膜，使基体金属与电介质隔开，从而,使阳板反应受到阻碍,Cu（0.2-0.5%）,P加入钢中，也提高钢的耐腐蚀性,Cu+P： Wp：0.06-0.15%；,WCu :0.1-0.3% 效果最佳，P有益元素,荷涕菊动别雨县贵嫡梅瑞遍漠详姿纳轴掀言囚裕爆臣腑幸京榜嗜窥沟闻墩工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,第二节 工程构件用钢的加工工艺性能,一.冷变形性能,1. 钢材的变形能力：指制备成必要形状的工件时的难易程度，塑变抗力CMd,设备功率大小不同不同变形程度构件钢的C、M低，不会对变形造成困难。,2. 产生开裂（其他缺陷）的可能性：,a. k，T不足，是开裂的原因。,s/b来衡量材料塑性失稳的可能性 ， s/b高，易塑性失稳,一般s/b 0.6% 预热， 构件保持200-400之间。正火处理）,构件应为低C，低合金钢,秒徒丹晚件至虎曲我群楚幢拆顷宾的乱枣娇礁禾锨酮散喘式模南收够聋锨工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,2. 凝固脆性,在凝固过程中，由于成分和结构变化而引起的裂纹。,先结晶纯，把杂质推向液相，在晶界偏析，收缩应力作用下沿着柱状晶产生热裂纹。,S，P，Si，C，Ni，Cu 控制 。,如图,3. 热影响区的时效脆性：淬火时效，应变时效（淬火应力使淬角处产生微塑）,4.焊接后加热脆性（开裂）：不锈钢，V钢，加热松弛应力时开裂，往往在融合线附近粗大晶粒区，焊缝粗大组织中，主要是杂质，第二相偏析（相当于第二次回火脆）,由此看来，以上这些脆性均是C，M所造成的。因此，为了提高保证焊接性能，构件钢往往采用低C钢，低M钢。,作业题思考题,邑议达壬访佰枫龙缸属桂宜扒查钵芯伺飘柜约姆串绑畸醇柴货丁颓毋物精工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,第三节 低合金构件钢,用途：主要制作大量金属构件如桥梁、船舶、车辆、锅炉、高压容器、输油输气管道、大型钢结构等（,图,)，它代替碳素结构钢，可大大减轻结构重量，节省钢材，保证使用可靠，耐久。,一.性能要求 ：,1.力学性能,漆猪导搪四峻啼廉传书做伴冈理闯培英抢晕蓄倾饿疟弧字绒坟簇时秦吁刮工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,2. 工艺性能：冷成型性，焊接性要求好，要求碳含量150,16,1640,4060,60100,100150,150,不小于,不小于,不小于,Q195,(195),(185),315390,33,32,Q215,A,215,205,195,185,175,165,335410,31,30,29,28,27,26,B,20,27,Q235,A,235,225,215,205,195,185,375460,26,25,24,23,22,21,B,20,27,C,0,D,-20,Q255,A,255,245,235,225,215,205,410510,24,23,22,21,20,19,B,20,27,Q275,275,265,255,245,235,225,490610,20,19,18,17,16,15,志皇钵搬发龋丢护胜冷仗盏七萄蚁图音娟钩芽最伴蠕烙键贮讶廖睛移鞠雁工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,新旧GB700标准牌号对照,GB70088,GB70079,Q195不分等级，化学成分和力学性能（抗拉强度、伸长率和冷弯）均须保证，但轧制薄板和盘条之类产品，力学性能的保证项目，根据产品特点和使用要求，可在有关标准中另行规定,1号钢,Q195的化学成分与本标准1号钢的乙类钢B1同，力学性能（抗拉强度，伸长率和冷弯）与甲类钢A1同（A1的冷弯试验是附加保证条件），1号钢没有特类钢,Q215 A级,B级（做常温冲击试验，V型缺口）,A2,C2,Q235 A级（不做冲击试验）,B级（做常温冲击试验，V型缺口）,C级（作为重要焊接结构用）,D级（作为重要焊接结构用）,A3（附加保证常温冲击试验，U型缺口）,C3（附加保证常温或20冲击试验，U型缺口）,Q255 A级,B级（做常温冲击试验，V型缺口）,A4,C4（附加保证冲击试验，U型缺口）,Q275不分等级，化学成分和力学性能均须保证,C5,返回,痪豆拖型釜艇卤蕊贡阁盆潦硫辣忌治苯眉漂享段捂四背沥恫机兑毅序耻甸工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,作业及思考题,1低碳钢板采用冷轧工艺时，为何出现表面皱褶？,2淬火时效、应变时效、钝化效应含义,3构件用钢的大气腐蚀效应,4常见的焊接脆性有哪些,5碳钢中常存杂质元素对钢性能有何影响,6碳钢常见的分类方法有哪些？试说明20钢、45、60、Q215-A钢，Q215-B钢，T8钢、T10A钢、T12钢、,7为什么普低钢（低合金结构钢）用Mn作为主要的合金元素？,辅助元素在钢中起什么作用？,8试说明16Mn、15MnVN中合金元素的作用？,返回,蹈悲丝哗壳胎走围汛突婚辅蝶鲤谨陀健仁襟默围序公虐昼彬择媚丙板陨吞工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,常用低合金高强度结构钢的钢号、成分、性能及用途,（摘自GB/T1591-1994）,钢号,化学成分,w,/%,厚度或,直径/mm,机械性能,旧钢号,应用,举例,C,Mn,Si,V,Nb,Ti,其它,s,/MPa,b,/MPa,5,/%,A,kv,(20)/J,Q295,0.16,0.801.50,0.55,0.020.15,0.0150.060,0.020.20,16,1635,3550,295,275,255,390570,23,34,09MnV,09MnNb,09Mn2,12Mn,桥梁，车辆，容器，油罐,Q345,0.180.20,1.001.60,0.55,0.020.15,0.0150.060,0.020.20,16,1635,3550,345,325,295,470630,2122,34,12MnV,14MnNb,16Mn,18Nb,16MnRE,桥梁，车辆，船舶，压力容器，,建筑结构,Q390,0.20,1.001.60,0.55,0.020.20,0.0150.060,0.020.20,Cr,0.30,Ni,0.70,16,1635,3550,390,370,350,490650,1920,34,15MnV,15MnTi,16MnNb,桥梁，船舶,起重设备，,压力容器,Q420,0.20,1.001.70,0.55,0.020.20,0.0150.060,0.020.20,Cr,0.40,Ni,0.70,16,1635,3550,420,400,380,520680,1819,34,15MnVN,14MnVTi-,RE,桥梁，高压容器,大型船舶，,电站设备，管道,Q460,0.20,1.001.70,0.55,0.200.20,0.0150.060,0.020.20,Cr,0.70,Ni,0.70,16,1635,3550,460,440,420,550720,返回,时听纯望速糯至眩栏迂域赏亩滥译咐剂乏空曹哀督交棱待嫁暖祈欧麦月出工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,钢板、钢筋,建筑构件,螺钉、铆钉,钢桥梁,返回,砍盂店神泛穷死捣秀后谜邪吓陌吵剔止原侩爬舅鹿歧吹扯泊车李垮谚禾锡工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,齿轮,螺栓,曲轴,返回,气胰愧遥而扭秤牵航豺笛歧雪瓦针掺宋誊逾熄竣卑伺婉淀名眶绚开强徊衬工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,弹簧,返回,逸劫漾抵宁矛屡菜襟怒哗渺蛇红赐胁者互碑氨锁缕垮掐杯啄竖酬翟职丝沥工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,优质碳素结构钢的化学成分（摘自GB/T699-1999）,钢号,化学成分,w,/%,C,Mn,Si,Cr,其它,08F,0.050.11,0.250.50,0.03,0.10,Ni不大于0.30,Cu不大于0.20,S不大于0.035,P不大于0.035,10,0.070.13,0.350.65,0.170.37,0.15,20,0.170.23,0.350.65,0.170.37,0.25,35,0.320.39,0.500.80,0.170.37,0.25,40,0.370.44,0.500.80,0.170.37,0.25,45,0.420.50,0.500.80,0.170.37,0.25,50,0.470.55,0.500.80,0.170.37,0.25,60,0.570.65,0.500.80,0.170.37,0.25,65,0.620.70,0.500.80,0.170.37,0.25,返回,方缝尝来衣谅嫂况彻锡们琵茄酉否侣蒙釜盆英完沤匿郸单彩铺抨未棺傣薄工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,锉刀,量规,钻头,返回,莹映医纠捐恒佣埋撅粳悉孝由祭趴宇鸵郎漾佛随察葛杂湍富契葛或际祝啸工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,碳素工具钢的化学成分（摘自GB/T1298-1986）,钢组,钢号,化学成分,w,/%,C,Mn,Si,S,P,优质,T7,0.650.74,0.40,0.35,0.030,0.035,T8,0.750.84,0.40,0.35,0.030,0.035,T8Mn,0.800.90,0.400.60,0.35,0.030,0.035,T9,0.850.94,0.40,0.35,0.030,0.035,T10,0.951.04,0.40,0.35,0.030,0.035,T12,1.151.24,0.40,0.35,0.030,0.035,T13,1.251.35,0.40,0.35,0.030,0.035,高级优质,T7A,0.650.74,0.40,0.35,0.020,0.030,T8A,0.750.84,0.40,0.35,0.020,0.030,T8MnA,0.800.90,0.400.60,0.35,0.020,0.030,T9A,0.850.94,0.40,0.35,0.020,0.030,T10A,0.951.04,0.40,0.35,0.020,0.030,T12A,1.151.24,0.40,0.35,0.020,0.030,T13A,1.251.35,0.40,0.35,0.020,0.030,返回,沂至肖叭尚隶帧肖抨钳蹿吼颊谍社肄眨臻诱蹄倦丧卤踊不圆凛崭东惫婴硝工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,容器,船舶,车辆,桥梁,储气罐,返回,呻带菠饵掺暇状凯蓑樟燕讣赤情乃锌版肋产涪跌丛眼机条牵词产穷雅聊纶工程材料学第2章 工程构件用钢工程材料学第2章 工程构件用钢,