钢结构原理与设计 相关资料

插图：（1）冶炼和浇铸冶炼过程主要是控制钢材的化学成分。冶炼方法不同，钢材的质量也有差别。目前平炉钢和氧气顶吹转炉钢质量较好。熔炼好的钢水中掺有少量的氧，与铁结合为氧化铁，会影响钢材的性能，排除氧化铁的方法是向钢水中投入脱氧剂。因脱氧程度的不同，最终形成沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。脱氧的过程是使氧化铁和碳作用形成一氧化碳并从钢水中逸出。若用脱氧剂锰脱氧时，一氧化碳气体不能充分逸出，在浇铸时仍有气体从钢水中冒出，使钢水沸腾，这种用锰脱氧的钢材为沸腾钢。沸腾钢冷却速度快，许多气体来不及逸出形成气孔，晶体构造和晶粒粗细不均匀，偏析度大，钢材的塑性、韧性和可焊性稍差。若使用强脱氧剂硅作为主要的脱氧剂，则脱氧程度较高，并且在脱氧的过程中有热量放出，浇铸时钢水液面平静没有沸腾现象，这种钢成为镇静钢。镇静钢组织细密、气孔少、偏析度小，钢材性能较好。半镇静钢的脱氧程度和性能介于沸腾钢和镇静钢之间。特殊镇静钢是在用锰、硅脱氧之后，再用铝或钛补充脱氧，进一步减少钢中的有害氧化物，使钢材性能得到改善，提高钢材的可焊性。钢材在冶炼和浇铸过程中化学成分分布不均匀，杂质元素集中在某些部位的现象称为偏析。硫、磷的偏析，会使偏析部位的钢材塑性、韧性、冷弯性能及可焊性变差。非金属夹杂是指钢中含有硫化物与氧化物等杂质，它们都将影响钢材的性能。（2）轧制将钢锭在较高温度下辊轧形成钢板或型钢的过程即轧制。轧制过程能使钢锭中的气孔、裂纹焊合，钢材的晶粒细化，金属组织变得致密。辊轧次数越多的钢材强度越高，性能越好，所以薄钢板的强度要高于厚钢板。钢材中的非金属夹杂物在轧制后，会在较厚的钢板中造成分层现象，当钢材在厚度方向受拉时，会使钢材产生沿厚度方向的层状撕裂破坏。2.4.3 钢材硬化硬化有时效硬化和冷作硬化两种。时效硬化是指钢材随时间的增长，钢材强度（屈服点和抗拉强度）提高、塑性降低，特别是冲击韧性大大降低的现象。时效硬化的过程一般很长。为了测定钢材时效硬化后的冲击韧性，常采用人工快速时效方法，即先使钢材产生10％左右的塑性变形，再加热至250℃左右并保温1h，然后在空气中冷却。冷作硬化是指当钢材在冷加工（或一次加载）作用下产生较大的塑性变形，卸荷后再重新加载时，钢材的屈服点提高、塑性和韧性降低

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