① 做针用的是什么材质钢材
针
材料:淬火的复钢,如中碳钢、制马氏体不锈钢等都是可以的。最早的针是骨针,其后又木针、竹针、象牙针和铜针。
解释:针字属于咸字族。在咸字族里,咸字都是声符兼义符。咸字族汉字都与“酸涩、苦涩”之义有关。针的本义是“一种刺入肌体后会产生酸涩感的金属医具”。
例句:我国在针灸学术原理基础上发展起来的一种具有镇痛作用并能达到麻醉效果的新技术。其法根据手术部位、手术病种等,按循经取穴、辨证取穴、局部取穴等方法,选取适当穴位
② 轴承钢是什么材质的钢材
轴承钢又称高碳铬钢,含碳量Wc为1%左右,含铬量Wcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。
高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量最大的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%左右,从1901年诞生至今100多年来,主要成分基本没有改变,随着科学技术的进步,研究工作任在继续,产品质量不断提高,占世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。
(2)弹性髓内针是什么材质的钢材扩展阅读:
GCr15轴承钢是一种合金含量较少、具有良好性能、应用最广泛的高碳铬轴承钢。经过淬火加回火后具有高而均匀的硬度、良好的耐磨性、高的接触疲劳性能。该钢冷加工塑性中等,切削性能一般,焊接性能差,对形成白点敏感性能大,有回火脆性。
GCr15轴承钢,含c0.95-1.05,Mn0.25-0.45,Si0.15-0.35。
综合性能良好.球化退火后有良好的切削加工性能.淬火和回火后硬度高而且均匀,耐磨性能和接触疲劳强度高.热加工性能好.含有较少的合金元素,价格比较便宜。
③ 钢材p210p1是什么材质
p210p1是汽车钢
P210P1化学成分袭(熔炼分析)%
C : ≤0.008
Mn : ≤1.20
P : ≤0.10
S : ≤0.025
Ait: ≥0.015
Ti : ≤0.20
注:允许Nb 部分或全部代替Ti ,此时Nb和/或Ti的总含量应不大于0.20% .
机械性能(Mpa )。
屈服:210-310
抗拉:≥390
延伸:≥34
具有良好的冲压性能同时有高的强度,对部件减薄有利,并具抗凹陷性能,具有出色的加工性能,例如:汽车内外板、框架、支柱等零部件用。
④ 什么叫记忆金属或记忆合金他们有什么重要作用
记忆金属
何为记忆金属(形状记忆合金)?
上个世纪70年代,世界材料科学中出现了一种具有“记忆”形状功能的合金。记忆合金是一种颇为特别的金属条,它极易被弯曲,我们把它放进盛着热水的玻璃缸内,金属条向前冲去;将它放入冷水里,金属条则恢复了原状。在盛着凉水的玻璃缸里,拉长一个弹簧,把弹簧放入热水中时,弹簧又自动的收拢了。凉水中弹簧恢复了它的原状,而在热水中,则会收缩,弹簧可以无限次数的被拉伸和收缩,收缩再拉开。这些都由一种有记忆力的智能金属做成的,它的微观结构有两种相对稳定的状态,在高温下这种合金可以被变成任何你想要的形状,在较低的温度下合金可以被拉伸,但若对它重新加热,它会记起它原来的形状,而变回去。这种材料就叫做记忆金属(memory metal)。它主要是镍钛合金材料。例如,一根螺旋状高温合金,经过高温退火后,它的形状处于螺旋状态。在室温下,即使用很大力气把它强行拉直,但只要把它加热到一定的“变态温度”时,这根合金仿佛记起了什么似的,立即恢复到它原来的螺旋形态。这是怎么回事?难道合金也具有人类那样的记忆力?
原来不是那么回事!这只是利用某些合金在固态时其晶体结构随温度发生变化的规律而已。例如,镍-钛合金在40oC以上和40oC以下的晶体结构是不同的,但温度在40oC上下变化时,合金就会收缩或膨胀,使得它的形态发生变化。这里,40oC就是镍-钛记忆合金的“变态温度”。各种合金都有自己的变态温度。上述那种高温合金的变态温度很高。在高温时它被做成螺旋状而处于稳定状态。在室温下强行把它拉直时,它却处于不稳定状态,因此,只要把它加热到变态温度,它就立即恢复到原来处于稳定状态的螺旋形状了。
分类及应用
形状记忆合金可以分为三种:
(1)单程记忆效应
形状记忆合金在较低的温度下变形,加热后可恢复变形前的形状,这种只在加热过程中存在的形状记忆现象称为单程记忆效应。
(2)双程记忆效应
某些合金加热时恢复高温相形状,冷却时又能恢复低温相形状,称为双程记忆效应。
(3)全程记忆效应
加热时恢复高温相形状,冷却时变为形状相同而取向相反的低温相形状,称为全程记忆效应。
三种记忆效应如下图所示。
目前已开发成功的形状记忆合金有TiNi基形状记忆合金、铜基形状记忆合金、铁基形状记忆合金等。
最早关于形状记忆效应的报道是由Chang及Read等人在1952年作出的。他们观察到Au-Cd合金中相变的可逆性。后来在Cu-Zn合金中也发现了同样的现象,但当时并未引起人们的广泛注意。直到1962年,Buehler及其合作者在等原子比的TiNi合金中观察到具有宏观形状变化的记忆效应,才引起了材料科学界与工业界的重视。到70年代初,CuZn、CuZnAl、CuAlNi等合金中也发现了与马氏体相变有关的形状记忆效应。几十年来,有关形状记忆合金的研究已逐渐成为国际相变会议和材料会议的重要议题,并为此召开了多次专题讨论会,不断丰富和完善了马氏体相变理论。在理论研究不断深入的同时,形状记忆合金的应用研究也取得了长足进步,其应用范围涉及机械、电子、化工、宇航、能源和医疗等许多领域。
形状记忆合金的具体应用如下。
工业应用:
(1)利用单程形状记忆效应的单向形状恢复。如管接头、天线、套环等。
(2)外因性双向记忆恢复。即利用单程形状记忆效应并借助外力随温度升降做反复动作,如热敏元件、机器人、接线柱等。
(3)内因性双向记忆恢复。即利用双程记忆效应随温度升降做反复动作,如热机、热敏元件等。但这类应用记忆衰减快、可靠性差,不常用。
(4)超弹性的应用。如弹簧、接线柱、眼镜架等。
医学应用:
TiNi合金的生物相容性很好,利用其形状记忆效应和超弹性的医学实例相当多。如血栓过滤器、脊柱矫形棒、牙齿矫形丝、脑动脉瘤夹、接骨板、髓内针、人工关节、避孕器、心脏修补元件、人造肾脏用微型泵等。
高科技应用展望:
20世纪是机电学的时代。传感——集成电路——驱动是最典型的机械电子控制系统,但复杂而庞大。形状记忆材料兼有传感和驱动的双重功能,可以实现控制系统的微型化和智能化,如全息机器人、毫米级超微型机械手等。21世纪将成为材料电子学的时代。形状记忆合金的机器人的动作除温度外不受任何环境条件的影响,可望在反应堆、加速器、太空实验室等高技术领域大显身手。
记忆合金谈到合金,当然要讲最有趣的合金--记忆合金。金属具有记忆,是一个偶然的发现:60年代初,美国海军的一个研究小组从仓库领来一些镍钛合金丝做实验,他们发现这些合金丝弯弯曲曲,使用起来很不方便,于是就把这些合金丝一根根拉直。在试验过程中,奇怪的现象发生了,他们发现,当温度升到一定的数值时,这些已经拉直的镍钛合金丝突然又恢复到原来的弯曲状态,他们是善于观察的有心人,又反复做了多次试验,结果证实了这些细丝确实具?"记忆"。
美国海军研究所的这一发现,引起了科学界的极大兴趣,大量科学家对此进行了深入的研究。发现铜锌合金、铜铝镍合金、铜钼镍合金、铜金锌合金等也都具有这种奇特的本领。人们可以在一定的范围内,根据需要改变这些合金的形状,到了某一特定的温度,它们就自动恢复到自己原来的形状,而且这“改变--恢复”可以多次重复进行,不管怎么改变,它们总是能记忆自己当时的形状,到了这一温度,就丝毫不差地原形再现。人们把这种现象叫作形状记忆效应,把具有这种形状记忆效应的金属叫作形状记忆合金,简称记忆合金。
为什么这些合金能具有这种形状记忆效应?它们是怎样记住自己的原形?用一般金属键理论、自由电子理论是难以解释合金的这种记忆效应的。记忆合金在一定的温度条件下能回复到原形,为核外电子的运动--随温度变化的运动,提供了绝佳的例证。
正是由于合金的形成是在高温条件下液态金属的互熔,由于液态金属的结构元排异,导致了这种元素的结构元与另一种金属的结构元相互均布,凝固后,其微观结构是不同种类的结构元成比例的有序排列,电磁力是构成合金物体的主要内聚力。
电磁力是由价和电子的运转所形成,而电子的运转速率随温度条件而变化的,所以,物体内的电磁力(大小、方向、作用点)也是随温度条件而变化。由此导致了金属物体的内力随温度条件而变化,只是这些变化在小温差范围内不明显,只有在较大温度变化(几百摄氏度)时才有表现。
一般金属在受力后,能产生塑性变形,如一根铁丝被折弯了,在折弯部位,电磁力受到外力的干扰,导致产生电磁力的价和电子的运转平面作出微量调整,一次塑性变形就完成了。
记忆合金由于是不同种类的结构元相互掺和均布,尽管结构元的个子、电磁力的大小不同,但各自都加快了自身的价和运转,在一定的温度条件下相邻相安。在受到外力后,电磁力受到外力的干扰,价和电子的运转平面作出微量角度调整,物体产生塑性变形,在此塑性变形中,部分调整后的价和电子的运转是不舒展的。当温度条件变化时价和电子的速率随之变化,当温度回复到相安舒展的(转变温度)条件时,不舒展的价和电子的运转立即回复到当时的速率,电磁力随之发生变化,使相邻结构元的价和运转也都作出相应的调整,全部回复到原来的舒展状态,于是整个物体也都回复到了原来的状态。这就是记忆合金的记忆过程。
其实,金属的记忆早就被发现:把一根直铁丝弯成直角(90° ),一松开,它就要回复一点,形成大于90° 的角度。把一根弯铁丝调直,必须把它折到超过180°后再松开,这样它就能正好回复到直线状态,这就是中国成语中所讲的矫枉过正。还有记忆力更好的合金就是弹簧,(这里所说的是钢制弹簧,钢是铁碳合金)弹簧牢牢地记住了自己的形状,外力一撤除,马上回复到自己的原来的样子,只是弹簧的记忆温度很宽,不像记忆合金这样有一个特定的转变温度,从而有了一些特别的功用。
利用记忆合金在特定温度下的形变功能,可以制作多种温控器件,可以制作温控电路、温控阀门,温控的管道连接。人们已经利用记忆合金制作了自动的消防龙头- -失火温度升高,记忆合金变形,使阀门开启,喷水救火。制作了机械零件的连接、管道的连接,飞机的空中加油的接口处就是利用了记忆合金--两机油管套结后,利用电加热改变温度,接口处记忆合金变形,使接口紧密滴水(油)不漏。制作了宇宙空间站的面积几百平米的自展天线--先在地面上制成大面积的抛物线形或平面天线,折叠成一团,用飞船带到太空,温度转变,自展成原来的大面积和形状。
记忆合金目前已发展到几十种,在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着用途,而且发展趋势十分可观,它将大展宏图、造福于人类。
形状记忆合金的研究、发现至今为止已有十几种记忆合金体系。包括Au-Cd、Ag-Cd、Cu-Zn、Cu-Zn-Al、Cu-Zn-Sn、Cu-Zn- Si、Cu-Sn、Cu-Zn-Ga、In-Ti、Au-Cu-Zn、NiAl、Fe-Pt、Ti-Ni、Ti-Ni-Pd、Ti-Nb、U-Nb和Fe -Mn-Si等
⑤ 做针用的是什么材质钢材
常用不锈钢,耐用不生锈 但强度不是很高
高硬度的有碳素钢45钢、高碳高铬工具钢、高速钢、硬质合金等等
接触针 探针什么的用铜材质或者钢材表面再镀层 都可以镀金镀银什么的
⑥ 钢材的材质分哪几种代表什么意思
钢材有以下几种材质分类,按照概念,生产方法,化学成分,有不同的材质分类。1、钢材的概念:钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。
钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资,应用广泛、品种繁多,根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作,又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢,优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。
2、钢材的生产方法
大部分钢材加工都是钢材通过压力加工,使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有:
轧制:将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙(各种形状),因受轧辊的压缩使材料截面减小,长度增加的压力加工方法,这是生产钢材最常用的生产方式,主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。
锻造钢材:利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻,常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。
拉拨钢材:是将已经轧制的金属坯料(型、管、制品等)通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。
挤压:是钢材将金属放在密闭的挤压简内,一端施加压力,使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法,多用于生产有色金属材钢材
一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢材钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁钢材为基础,以碳为主要添加元素的合金,统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品,主要用来炼钢和钢材制造铸件。把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼,即得到铸铁(液状),把液状铸铁浇铸成铸件钢材,这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金,铁合金是炼钢的原料之一,在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼,即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直钢材接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢,一般是指轧制成各种钢材的钢。钢材钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、钢材有色金属又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等,这些金属主要用作合金附加物,以改善金属的性能,其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属,钢材此外还有贵重金属:铂、金、银等和稀有金属,包括放射性的铀、镭等钢材。
二、钢材材质分类
钢是钢材含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样,其主要方法有如下七种:
1、钢材按品质分类
(1) 普通钢(P≤0.045%,S≤0.050%)
(2) 优钢材质钢(P、S均≤0.035%)
(3) 高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
2.、按化学成份分类
(1) 碳素钢:钢材a.低碳钢(C≤0.25%);b.中碳钢(C≤0.25~0.60%);c.高碳钢(C≤0.60%)。
(2) 合金钢:a.低合金钢(合金元素总含量≤5%);b.中合金钢(合金元素总含量>5~10%);c.高合金钢(合金元素总含量>10%)。
3、钢材按成形方法分类:(1) 锻钢;(2) 铸钢;(3) 热轧钢;(4) 冷拉钢。
4、钢材按金相组织分类
(1) 退火状态的:a.亚共析钢(铁素体+珠光体);b.共析钢(珠光体);c.过共钢材析钢(珠光体+渗碳体);d.莱氏体钢(珠光体+渗碳体)。
(2) 正火状态的:a.珠光体钢;b.贝氏体钢;c.马氏体钢;d.奥氏体钢。
(3) 钢材无相变或部分发生相变的 5、按用途分类
(1) 建筑及工程用钢:a.普通碳素结构钢;b.低合金结构钢;c.钢筋钢。
(2) 钢材结构钢
a.机械制造用钢:(a)调质结构钢;(b)表面硬化结构钢:包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢;(c)易切结构钢;(d)冷塑性成形用钢:包括冷冲压用钢、冷镦用钢。
b.弹簧钢
c.轴承钢
(3) 工具钢:a.碳素工具钢;b.合金工具钢;c.高速工具钢。
(4) 特殊性能钢:a.不锈耐酸钢;b.耐热钢:包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢;c.电热合金钢;d.耐磨钢;e.低温用钢;f.电工用钢。
(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。
6、综合分类
(1)普通钢
a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金结构钢
c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢(包括高级优质钢)
a.钢材结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;(f)特定用途优质结构钢。
b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。
c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢。
7、按冶炼方法分类
(1) 按炉种分
a.平炉钢:(a)酸性平炉钢;(b)碱性平炉钢。
b.转炉钢:(a)酸性转炉钢;(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢;(b)侧吹转炉钢;(c)顶吹转炉钢。
c. 电炉钢:(a)电弧炉钢;(b)电渣炉钢;(c)感应炉钢;(d)真空自耗炉钢;(e)电子束炉钢。
(2)钢材按脱氧程度和浇注制度分
a.沸腾钢;b.半镇静钢;c.镇静钢;d.特殊镇静钢。
钢号四种
I级 HPB235(Q235)钢筋,标准强度 235 N/mm2
Ⅱ级 HRB335(20MnSi) 335
Ⅲ HRB400(20MNSiV) 400
Ⅳ RRB400(20MnSi) 400
综合钢材材质分类: (1)普通钢a.碳素结构钢:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。b.低合金结构钢c.特定用途的普通结构钢
(2)优质钢(包括高级优质钢)
a.结构钢:(a)优质碳素结构钢;(b)合金结构钢;(c)弹簧钢;(d)易切钢;(e)轴承钢;
(f)特定用途优质结构钢。
b.工具钢:(a)碳素工具钢;(b)合金工具钢;(c)高速工具钢。c.特殊性能钢:(a)不锈耐酸钢;(b)耐热钢;
(c)电热合金钢;(d)电工用钢;(e)高锰耐磨钢
⑦ 钢材选用在建筑结构方面对材质有哪些要求
建筑钢材主要包括:钢结构用各种型钢(如工字钢、角钢、槽钢、方钢等)、板材、钢管、钢筋和钢丝等; 钢材的优点:(1) 抗拉、抗压和抗冲击性能好;(2) 可切割、可焊接、可铆接,装配方便; 缺点是容易腐蚀。建筑钢材的标准与选用1 建筑钢结构常用钢种⑴ 碳素结构钢①牌号及其表示方法国家标准GB 700-88《碳素结构钢》中规定,牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。其中以"Q"代表屈服点;屈服点数值共分195、215、235、255和275MPa五种;质量等级以硫、磷等杂质含量由多到少,分别用A、B、C、D符号表示;脱氧方法以F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z、TZ表示镇静钢和特殊镇静钢,Z和TZ在钢的牌号中予以省略。例如:Q235-A·F表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢。 ②碳素结构钢技术性能与应用
根据国家标准GB 700-88《碳素结构钢》,随着牌号的增大,对钢材屈服强度和抗拉强度的要求增大,对伸长率的要求降低。碳素结构钢的化学成分、力学性能、冷弯性能应符合P148表8-3、表8-4和表8-5的规定。 不同牌号的碳素钢在土木工程中有不同的应用:Q195——强度不高,塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好,主要用于轧制薄板和盘条等。
Q215——与Q195钢基本相同,其强度稍高,大量用做管坯、螺栓等。
Q235——强度适中,有良好的承载性,又具有较好的塑性和韧性,可焊性和可加工性也较好,是钢结构常用的牌号,大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。
Q255——强度高、塑性和韧性稍差,不易冷弯加工,可焊性较差,主要用做铆接或栓接结构,以及钢筋混凝土的配筋。 思考题:在钢结构中,为什么Q235结构钢能得到普遍的应用?Q235是建筑工程中最常用的碳素结构钢牌号,其既具有较高强度,又具有较好的塑性、韧性,同时还具有较好的可焊性。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性,因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求。Q235-A一般用于只承受静荷载作用的钢结构;Q235-B适合用于承受动荷载焊接的普通钢结构;Q235-C适合用于承受动荷载焊接的重要钢结构;Q235-D适合用于低温环境使用的承受动荷载焊接的重要钢结构。 ⑵ 低合金高强度结构钢低合金高强度钢是一种在碳素钢的基础上添加总量小于5%的一种或多种合金元素的钢材。合金元素有:硅(Si)、锰(Mn)、钒(V)、铌(Nb)、铬(Cr)、镍(Ni)及稀土元素等。
①牌号
根据国家标准GB 1591-94《低合金高强度结构钢》的规定,低合金高强度结构钢分为Q295、Q345、Q390、Q420和Q460共五个牌号。每个牌号根据硫、磷等有害杂质的含量,分为A、B、C、D和E五个等级。�0�5 牌号表示方法为:如Q345B表示屈服强度不小于345MPa,质量等级为B级的低合金高强度结构钢。②技术性能与应用
根据国家标准GB 1591-94《低合金高强度结构钢》的规定, P150表8-6和8-7中分别列出了低合金高强度结构钢的化学成分与力学性能。低合金高强度结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋,广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中,特别适用于各种重型结构、高层结构、大跨度结构及桥梁工程等。 2 混凝土结构用钢 混凝土具有较高的抗压强度,但抗拉强度很低。用钢筋增强混凝土,可大大扩展混凝土的应用范围,而混凝土又对钢筋起保护作用。钢筋混凝土结构的钢筋,主要由碳素结构钢和优质碳素钢制成,包括有:⑴ 热轧钢筋热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的配筋。热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成,有HRB335、HRB400、HRB500三个牌号,其力学性能规定见P153表8-9。应用:普通混凝土非预应力钢筋可根据使用条件选用I级钢筋或HRB335、HRB400钢筋;预应力钢筋应优先选用HRB400钢筋,也可以选用HRB335钢筋。⑵ 冷拉热轧钢筋 P153表8.10 冷拉热轧钢筋的性质⑶ 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋是由热轧圆盘条经冷轧后,在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋。P154表8.11 冷轧带肋钢筋的性质冷轧带肋钢筋分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号。CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋,其他牌号为预应力混凝土钢筋。CRB550钢筋的公称直径范围为4~12mm。CRB650及以上牌号钢筋的公称直径为4、5、6mm。(1) 热处理钢筋 热处理钢筋是将钢筋按一定规则加热、保温和冷却,以改变其组织,从而获得需要性能的一种工艺过程。其特点是塑性降低不多,但其强度提高很大,综合性能比较理想。其力学性质见P154表8.12 应用:主用用于预应力混凝土轨枕和其他预应力混凝土工程等。(2) 冷拔低碳钢丝: 冷拉低碳钢丝是将直径为6.5~8mm的Q235圆盘条通过截面小于钢筋截面的钨合金拔丝而制成。应用:主用用于预应力混凝土工程。 (6)预应力混凝土用钢丝预应力混凝土用钢丝是以优质碳素结构钢盘条为原料,经淬火奥氏体化、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。钢丝的抗拉强度比钢筋混凝土用热轧光圆钢、热轧带肋钢筋高许多,在构件中采用预应力钢丝可收到节省钢材、减少构件截面和节省混凝土的效果,主要用作桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应力钢筋混凝土构件中。 ⑸ 钢绞线根据GB 5224-95《预应力混凝土用钢绞线》规定,预应力混凝土用钢绞线是以数根优质碳素结构钢钢丝经绞捻和消除应力的热处理而制成。根据钢丝的股数分为1×2、1×3和1×7三种类型,其中1表示以一根钢丝为芯、2、3、7分别表示其周围围绕的钢丝数量为2、3和7根。应用:预应力钢绞线主要用于预应力混凝土配筋,适用于大型屋架、薄腹梁、大跨度桥梁等负荷大、跨度大的预应力结构。 建筑钢材的力学性能 1. 抗拉性能 低碳钢拉伸时的应力-应变图 硬钢应力-应变图抗拉性能是建筑钢材最重要的力学性能。钢材受拉时,在产生应力的同时,相应地产生应变。应力和应变的关系反映出钢材的主要力学特征。从低碳钢(软钢)的应力-应变关系中可看出,低碳钢从受拉到拉断,经历了四个阶段:弹性阶段(OA)、屈服阶段(AB)、强化阶段(BC)和颈缩阶段(CD)。 ⑴ 弹性阶段在图中OA段,应力较低,应力与应变成正比例关系,卸去外力,试件恢复原状,无残余形变,这一阶段称为弹性阶段。弹性阶段的最高点(A点)所对应的应力称为弹性极限,用σp表示,在弹性阶段,应力和应变的比值为常数称为弹性模量,用E表示,即E=σ/ε。 ⑵ 屈服阶段当应力超过弹性极限后,应变的增长比应力快,此时,除产生弹性变形外,还产生塑性变形。当应力达到B上点时,即使应力不再增加,塑性变形仍明显增长,钢材出现了“屈服”现象,这一阶段称为屈服阶段。在屈服阶段中,应力会有波动,出现上屈服点(B上)和下屈服点(B下)。由于下屈服点比较比较稳定且容易测定,因此,采用下屈服点对应的应力作为钢材的屈服极限(σS)或屈服强度。钢材受力达到屈服强度后,变形迅速增长,尽管尚未断裂,已不能满足使用要求,故结构设计中以屈服强度作为容许应力取值的依据。 ⑶ 强化阶段在钢材屈服到一定程度后,由于内部晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻止了塑性变形的进一步发展,钢材抵抗外力的能力重新提高,在应力-应变图上,曲线从B点开始上升直至最高点C,这一过程称为强化阶段;对应于最高点C的应力称为抗拉强度(σb)。它是钢材所承受的最大拉应力。常用低碳钢的抗拉强度为375~500MPa。条件屈服点: 某些合金钢或含碳量高的钢材(如预应力混凝土用钢筋和钢丝)具有硬钢的特点,其抗拉强度高,无明显屈服阶段,伸长率小。故采用产生残余变形为0.2%原标距长度时的应力作为屈服强度,称为条件屈服点,用δ0.2表示。强屈比:抗抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)σb/σS,是评价钢材使用可靠性的一个参数。强屈比愈大,钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大,安全性越高,但是,强屈比太大,钢材强度的利用率偏低,浪费材料。钢材的强屈比一般不低于1.2,用于抗震结构的普通钢筋实测的强屈比应不低于1.25。 ⑷ 颈缩阶段在钢材达到C点后,试件薄弱处的断面将显著减小,塑性变形急剧增加,产生“颈缩”现象而断裂(图8-3)。钢材的塑性通常用拉伸试验时的伸长率或断面收缩率来表示。伸长率:将拉断后试件拼合起来,测量出标距长度l1,l1与试件受力前的原标距l0之差为塑性变形值,它与原标距l0之比为伸长率δ,按下式计算: 式中 δ——伸长率;l0——试件原始标距长度,mm;l1——断裂试件拼合后标距长度,mm; 断面收缩率:是指断口处的面积收缩量与原面积之比 试件拉伸前和断裂后标距的长度 2.冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力,以试验时的弯曲角度α和弯心直径d为指标表示。钢材的冷弯试验是通过直径(或厚度)为a的试件,采用标准规定的弯心直径d(d = na,n为整数),弯曲到规定的角度时(180°或90°),检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。若没有这些现象则认为冷弯性能合格。钢材冷弯时的弯曲角度α越大,d/a越小,则表示冷弯性能越好。 3. 冲击韧性 钢材的冲击韧性是处在简支梁状态的金属试样在冲击负荷作用下折断时的冲击吸收功。钢材的冲击韧性与钢材的化学成分、组织状态,以及冶炼、加工都有关系。例如,钢材中磷、硫含量较高,存在偏析、非金属夹杂物和焊接中形成的微裂纹等都会使冲击韧性显著降低。冲击韧性随温度的降低而下降,其规律是:开始下降缓和,当达到一定温度范围时,突然下降很多而呈脆性,这种性质称为钢材的冷脆性; 4. 耐疲劳性受交变荷载反复作用时,钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象,称为疲劳破坏。疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的,所以危害极大,往往造成灾难性的事故。 在一定条件下,钢材疲劳破坏的应力值随应力循环次数的增加而降低。钢材在无穷次交变荷载作用下而不至引起断裂的最大循环应力值,称为疲劳强度极限,实际测量时常以2×106次应力循环为基准。一般来说,钢材的抗拉强度高,其疲劳极限也较高。 5.焊接性能焊接是把两块金属局部加热,并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态,而牢固的连接起来。它是钢结构的主要连接形式。建筑工程的钢结构中,焊接结构要占90%以上。
钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下,在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向,焊接后钢材的力学性能,特别是强度不低于原有钢材的强度。
钢材的化学成分对钢材的可焊性有很大的影响。随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高,钢材的可焊性降低。钢材的含碳量超过0.25%时,可焊性明显降低;硫含量较多时,会使焊口处产生热裂纹,严重降低焊接质量。 [工程实例分析] 钢结构屋架倒塌概况:某厂的钢结构屋架是用中碳钢焊接而成的,使用一段时间后,屋架坍塌,请分析事故原因。分析讨论:首先是因为钢材的选用不当,中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差;且其焊接性能较差,焊接时钢材局部温度高,形成了热影响区,其塑性及韧性下降较多,较易产生裂纹。注意:建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。