第八章 金属材料PPT课件
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第八章巷道维护原理和支护技术.ppt
软岩巷道围岩变形规律 1.软岩巷道变形的影响因素 （1）岩石本身的强度、结构、胶结程度等； （2）自重应力场、构造应力场、扰动应力场； （3）遇水膨胀性； （4）采掘扰动； （5）软岩的流变性。 2.软岩巷道变形规律 （1）具有明显的时效性； （2）多表现为环向受压、呈现出非对称性； （3）变形随埋深的增加而增加； （4）在不同应力作用下具有明显的方向性。
锚杆长度、杆体直径、锚杆的间排距等。
（3） 系统设计法 系统设计方法包括6个基本部分： ① 地质力学评估，主要是围岩应力状态和岩
体力学性质评估。 ②初始设计，以有限差分数值模拟分析为主要
手段，辅以工程类比和理论计算法 。 ③按初始设计选定的方案进行施工 。 ④现场监测 。 ⑤信息反馈与修改、完善设计 。 ⑥重复进行由初始设计至信息反馈与修改、完
表8-6 各种金属支架架型的力学特性和适用条件
支架架型 梯形刚性支架 梯形可缩性支架 半圆拱可缩性支架 三心拱直腿可缩性支架 三心拱曲腿可缩性支架 多绞摩擦可缩性支架 马蹄形可缩性支架
圆形可缩性支架
方(长)环形可缩性支架
主要力学特性 不可缩，承载能力较小 垂直、侧向均可缩，承载能力较小
承载能力较大，特别是在均压时
第四节 巷道锚杆支护
一、锚杆种类和锚固力 锚杆是锚固在岩体内维护围岩稳定的杆状
结构物。对地下工程的围岩以锚杆作为支护 系统的主要构件，就形成锚杆支护系统。单 体锚杆主要由锚头（锚固段）、杆体、锚尾 （外锚头）、托盘等部件组成。
1．锚杆的分类 最基本的分类方法是按锚杆的锚固方式划分： ① 机械锚固式锚杆包括胀壳式锚杆、倒楔式
3—穹形球体；是4—目托前盘国；内外用的最广 5—塑料1—硬木泛内的楔一2种—
木杆体；3—木托板； 4—硬木外楔；5—竹杆 体增压垫圈；6—驱动螺 母
第八章 扩散
C / Cm e
2 2
在给定条件下Cm，D, l 皆为定值。只有当 t 时 C / C m 0 才完全均匀化，可见所谓均匀化只有相 对意义。一般来说，只有偏析衰减到一定程度（如
1 1 0 ），即可认为均匀化了。凝固过程细化晶粒，及通
过锻造、轧制、热处理使组织充分细化都可以大大缩短 均匀化退火时间
a.同素异晶转变的金属中，D随晶体结构改变， 910℃，Dα-Fe/Dγ-Fe=280， α-Fe致密度低， 且易形成空位。 b.晶体各向异性使D有各向异性。 铋扩散的各向异性，菱方系Bi沿C轴的自扩 散为垂直C轴方向的1/106 六方系的Zn：平行底面的自扩散系数大于 垂直底面的，因底面原子排列紧密，穿过底面 困难。
Cs C0 2 Dt
C0为原始浓度；Cs为渗碳气氛浓度Cx为距表 x erf 面x处的浓度； ( 2 D t ) erf ( z ) 为误差函数
Fick第二定律的解无限大物体中扩散应用
2.扩散方程在扩散退火过程的应用
显微偏析是合金在结晶过程中形成的，在铸件，锻件中 普遍存在。扩散退火时将零件在高温下长时间保温可促 使成分的均匀化。 具有显微偏析的合金其组元分布大多呈周期性变化。 在研究扩散退火过程时，可以近似为 Dt /t
8.3.3．晶体结构 晶体结构对扩散有影响，有些金属存在同 素异构转变，当它们的晶体结构改变后， 扩散系数也随之发生较大的变化。例如铁 在912℃时发生-Fe-Fe转变，-Fe的自 扩散系数大约是-Fe的240倍。所有元素在 -Fe中的扩散系数都比在-Fe中大，其原 因是体心立方结构的致密度比面心立方结 构的致密度小，原子较易迁移。
空位扩散机制--- 3．交换机制 相邻两原子交换位臵而实现 F10-14：扩散的交换机 制
2 2
在给定条件下Cm，D, l 皆为定值。只有当 t 时 C / C m 0 才完全均匀化，可见所谓均匀化只有相 对意义。一般来说，只有偏析衰减到一定程度（如
1 1 0 ），即可认为均匀化了。凝固过程细化晶粒，及通
过锻造、轧制、热处理使组织充分细化都可以大大缩短 均匀化退火时间
a.同素异晶转变的金属中，D随晶体结构改变， 910℃，Dα-Fe/Dγ-Fe=280， α-Fe致密度低， 且易形成空位。 b.晶体各向异性使D有各向异性。 铋扩散的各向异性，菱方系Bi沿C轴的自扩 散为垂直C轴方向的1/106 六方系的Zn：平行底面的自扩散系数大于 垂直底面的，因底面原子排列紧密，穿过底面 困难。
Cs C0 2 Dt
C0为原始浓度；Cs为渗碳气氛浓度Cx为距表 x erf 面x处的浓度； ( 2 D t ) erf ( z ) 为误差函数
Fick第二定律的解无限大物体中扩散应用
2.扩散方程在扩散退火过程的应用
显微偏析是合金在结晶过程中形成的，在铸件，锻件中 普遍存在。扩散退火时将零件在高温下长时间保温可促 使成分的均匀化。 具有显微偏析的合金其组元分布大多呈周期性变化。 在研究扩散退火过程时，可以近似为 Dt /t
8.3.3．晶体结构 晶体结构对扩散有影响，有些金属存在同 素异构转变，当它们的晶体结构改变后， 扩散系数也随之发生较大的变化。例如铁 在912℃时发生-Fe-Fe转变，-Fe的自 扩散系数大约是-Fe的240倍。所有元素在 -Fe中的扩散系数都比在-Fe中大，其原 因是体心立方结构的致密度比面心立方结 构的致密度小，原子较易迁移。
空位扩散机制--- 3．交换机制 相邻两原子交换位臵而实现 F10-14：扩散的交换机 制
金属塑性变形理论变形抗力计算
s0为外推流动极限，K为
硬化率。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
外推流动极限为
硬化率为
K (1s2 ) s0 s(b1(12u)2u)b u 2
其中sb为材料的强度极限
金属塑性变形理论变形抗 力计算
8.3.2 变形抗力的计算
• 实验公式法 • 计算图表法 • 计算数据库
金属塑性变形理论变形抗 力计算
这样，对退火的金属来讲，若已经开始出现细颈时的应力 和均匀的断面收缩率时，便可根据上式绘制其硬化曲线的 各阶段。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
• 在实际中为方便起见，第二种真应力曲线可用其细颈点的切 线来代替。这是因为有些金属的真应力曲线差不多与此曲线 在细颈点的切线相重合。此切线的方程式可写为
ss0K
ssKnmeATk
ss KnmeA1t
s sKnm e(AtB)
金属塑性变形理论变形抗 力计算
计算图表法
• 变形抗力的计算图表法繁多，现仅就热力系数法予 以讨论。首先在变形的热力参数为某一中等值的条
件下求出金属的变形抗力s0，并将它作为基础值。
然后再用热力参数修正系数来修正此基础值，得出
在是t其=它10变00形℃条，件 的=1变0ss形s-1k，k抗kts0 力=0。.1此。热各力热参力数参的数中修等正系值
变形温度的影响关系式
在上述诸式中，st meAT和k n分别为变形速度指数 和加工硬化指数（其取值见教材表8-1和表
8-2），、、为系数，Tk为变形物体的绝
对温度，A为常数。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
• 变形速度、变形程度和变形温度共同影响的综合关 系式
s Ke(1B) AT k m
n
s
硬化率。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
外推流动极限为
硬化率为
K (1s2 ) s0 s(b1(12u)2u)b u 2
其中sb为材料的强度极限
金属塑性变形理论变形抗 力计算
8.3.2 变形抗力的计算
• 实验公式法 • 计算图表法 • 计算数据库
金属塑性变形理论变形抗 力计算
这样，对退火的金属来讲，若已经开始出现细颈时的应力 和均匀的断面收缩率时，便可根据上式绘制其硬化曲线的 各阶段。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
• 在实际中为方便起见，第二种真应力曲线可用其细颈点的切 线来代替。这是因为有些金属的真应力曲线差不多与此曲线 在细颈点的切线相重合。此切线的方程式可写为
ss0K
ssKnmeATk
ss KnmeA1t
s sKnm e(AtB)
金属塑性变形理论变形抗 力计算
计算图表法
• 变形抗力的计算图表法繁多，现仅就热力系数法予 以讨论。首先在变形的热力参数为某一中等值的条
件下求出金属的变形抗力s0，并将它作为基础值。
然后再用热力参数修正系数来修正此基础值，得出
在是t其=它10变00形℃条，件 的=1变0ss形s-1k，k抗kts0 力=0。.1此。热各力热参力数参的数中修等正系值
变形温度的影响关系式
在上述诸式中，st meAT和k n分别为变形速度指数 和加工硬化指数（其取值见教材表8-1和表
8-2），、、为系数，Tk为变形物体的绝
对温度，A为常数。
金属塑性变形理论变形抗 力计算
• 变形速度、变形程度和变形温度共同影响的综合关 系式
s Ke(1B) AT k m
n
s
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7.1 溶解与乳化
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7.2 物质溶解的量
第六章 金属
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6.1 金属材料的物理特性
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6.2 金属的化学性质
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8.1 溶液的酸碱性
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0002页 0042页 0108页 0182页 0245页 0298页 0328页 0337页 0403页 0519页 0553页 0622页 0691页
第六章 金属 6.2 金属的化学性质 6.4 珍惜和保护金属资源 7.1 溶解与乳化 7.3 溶液浓稀的表示 第八章 常见的酸、碱、盐 8.2 常见的酸和碱 8.4 常用的盐 第九章 现代生活与化学 9.2 化学合成材料 9.4 化学物质与健康 附录二 初中化学常用的量和单位 附录四 元素周期表
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7.3 溶液浓稀的表示
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7.4 结晶现象
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矿物与冶炼
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6.4 珍惜和保护金属资源
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第七章 溶液
7.1 溶解与乳化
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7.2 物质溶解的量
第六章 金属
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6.1 金属材料的物理特性
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6.2 金属的化学性质
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8.1 溶液的酸碱性
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第六章 金属 6.2 金属的化学性质 6.4 珍惜和保护金属资源 7.1 溶解与乳化 7.3 溶液浓稀的表示 第八章 常见的酸、碱、盐 8.2 常见的酸和碱 8.4 常用的盐 第九章 现代生活与化学 9.2 化学合成材料 9.4 化学物质与健康 附录二 初中化学常用的量和单位 附录四 元素周期表
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矿物与冶炼
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第七章 溶液
第八章 醛、酮
>H
R
C=O
>(
)
>
CH3 C=O R
由于HCN是一种极易挥发的剧毒液体，一般采用 NaCN 或 KCN 水溶液与醛酮混合，再慢慢滴加硫酸。 这样可使反应产生的HCN随即与醛酮反应。即使这样 操作也必须在通风厨中进行。
18
2. 加亚硫酸氢钠
R H C=O + NaHSO3
O-Na+ S O R H C OH SO3Na R H
O O O O O O H C H R C H Ar C H CH3CCH3 R CCH3 R-C-R
烃基的斥电子效应和空间位阻增大
O Ar-C-Ar
课堂练习2.下列各化合物发生加成反应活性顺序?
O CH3 (CH 2 )2 CHO
O
C6H5CHO
(A)
(B)
(C)
CH3
(D)
C CH2C6H5
A ＞C ＞ B ＞ D
H(R)
碳与氧相连 氢易被氧化
α碳有吸电子基 α-H有弱酸性
羰基碳有亲电性 可与亲核试剂结合
12
不同结构醛酮的反应活性
亲核加成反应的活性与羰基碳原子亲电性强弱、 羰基所连R基大小，即诱导效应、空间效应等因 素有关。
诱导效应
羰基碳原子连有吸电子基团将使羰基碳原子的正电 性↑，从而有利于亲核试剂的进攻；反之，连有斥 电子基团将使羰基碳原子的正电性↓，不利于亲核 试剂的进攻。
（—）
白色结晶
3. 加醇——形成缩醛(或缩酮)
在干燥HCl存在的条件下，醇与醛加成生成半缩 醛；然后，半缩醛又与另一分子醇反应,生成缩醛。
OR' OH O HOR' 干HCl R C H + H2O R C H R C H + HOR' 干HCl OR' OR'
表面改性技术ppt课件
精品课件
图 感应加热表面淬火示意
18
二、 表面热处理强化
（二）火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火是应用氧－乙炔或其他可燃气体对零件表面加热，
随后淬火冷却的工艺。
优点：与感应加热表面淬火等方法相比，具有设备简单，操作灵活，适
用钢种广泛，零件表面清洁、一般无氧化和脱碳、形变小等优点。
缺点：加热温度不易控制，噪音大，劳动条件差，使用混合气体不够安
精品课件
22
三、 金属表面化学热处理
根据渗入元素的不同，化学热处理可分以下几类：
(1)渗碳、渗氮、碳氮共渗。可提高材料表面获得高的
硬度、耐磨性、耐侵蚀磨损性、接触疲劳强度和弯曲 疲劳强度，而心部具有一定强度、塑性、韧性的性能。
(2)渗硼。提高金属表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。可
用于钢铁材料、金属陶瓷和某些有色金属材料，如钽 和镍基合金。这种方法成本较高。
在真空中采用连续气相沉积激光技术, 在软的基材表 面获得硬度达2000~4500HV的非晶BN薄层。
精品课件
36
五、 离子注入表面改性
离子注入：将所需的某种元素的原子电离成离 子，在电场中加速后高速轰击工件表面使之注入工 件表面一定深度的真空处理工艺，也属于PVD范围。
（一）离子注入的原理
1、入射离子工件材料与发生相互作用
精品课件
6
一、 金属表面形变强化
精品课件
7
一、 金属表面形变强化
2、表面形变强化原理
在形变硬化层中产生两种变化：
在组织结构上，亚晶粒极大地细 化，位错密度增加，晶格畸变度 增大
形成了高的宏观残余压应力
结果：反抗外力的能力增强，表面 强度、耐应力腐蚀性能和疲劳强 度提高。
图 感应加热表面淬火示意
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二、 表面热处理强化
（二）火焰加热表面淬火
火焰加热表面淬火是应用氧－乙炔或其他可燃气体对零件表面加热，
随后淬火冷却的工艺。
优点：与感应加热表面淬火等方法相比，具有设备简单，操作灵活，适
用钢种广泛，零件表面清洁、一般无氧化和脱碳、形变小等优点。
缺点：加热温度不易控制，噪音大，劳动条件差，使用混合气体不够安
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22
三、 金属表面化学热处理
根据渗入元素的不同，化学热处理可分以下几类：
(1)渗碳、渗氮、碳氮共渗。可提高材料表面获得高的
硬度、耐磨性、耐侵蚀磨损性、接触疲劳强度和弯曲 疲劳强度，而心部具有一定强度、塑性、韧性的性能。
(2)渗硼。提高金属表面的硬度、耐磨性和耐蚀性。可
用于钢铁材料、金属陶瓷和某些有色金属材料，如钽 和镍基合金。这种方法成本较高。
在真空中采用连续气相沉积激光技术, 在软的基材表 面获得硬度达2000~4500HV的非晶BN薄层。
精品课件
36
五、 离子注入表面改性
离子注入：将所需的某种元素的原子电离成离 子，在电场中加速后高速轰击工件表面使之注入工 件表面一定深度的真空处理工艺，也属于PVD范围。
（一）离子注入的原理
1、入射离子工件材料与发生相互作用
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6
一、 金属表面形变强化
精品课件
7
一、 金属表面形变强化
2、表面形变强化原理
在形变硬化层中产生两种变化：
在组织结构上，亚晶粒极大地细 化，位错密度增加，晶格畸变度 增大
形成了高的宏观残余压应力
结果：反抗外力的能力增强，表面 强度、耐应力腐蚀性能和疲劳强 度提高。
第八章 西方乐器 《音乐鉴赏》大学音乐课件(共31张PPT)
第一节 西方常见 (chánɡ jiàn)乐器
小军鼓鼓身是金属制的，两面 蒙以鼓皮，一面还张有金属弹簧丝， 鼓皮和金属弹簧丝可调松紧，因此， 小军鼓可以发出三种不同的声音： 弹簧丝拉紧，声音清脆，有紧张感； 放松弹簧丝，音色暗而发闷；弹簧 丝松到能够接触鼓皮，或者再在鼓 皮上蒙上一层薄薄的棉织物，则能
第二十九页，共31页。
第二节 电子乐器及乐队 (yuèduì)编制
电 子 琴
合 成 器
第三十页，共31页。
谢谢(xiè xie)观看！
第三十一页，共31页。
另外(lìnɡ wài) 还有响板、沙槌等打 击乐器，在管弦乐中 较少使用。
第十九页，共31页。
第一节 西方常见(chánɡ
五、色彩(sècǎi)装饰性ji乐à器n)乐器
1.竖琴
竖琴由琴身(包括琴柱、挂 弦板、共鸣箱和底座)和琴弦系 统(包括琴弦、弦轴、变音传动 机件装置和踏板)组成。琴身是 木质结构；琴弦通常(即最理想 搭配方式)高音区用尼龙弦，中 音区用肠衣弦，低音(dī yīn)区 用金属缠弦；变音传动机件使用 曲形铜板。
乐队中一般把大鼓放在支架上或悬挂在支 架上，用单槌击奏。大鼓的声音消沉，能起到 加强乐队低音的作用，轻奏时具有抑郁、寂寞 的色彩，重奏时富有激情、鼓舞人心，能起到 衬托气氛的作用。大鼓也可以作为效果乐器使 用，用定音鼓的鼓槌(ɡǔ chuí)滚奏时，能够 模拟炮声、雷鸣声。
2.大鼓
第十五页，共31页。
第十页，共31页。
第一节 西方(xīfāng)常
三、 铜管乐器
见乐器
铜管乐器是金属材料制成的管状吹奏乐器。 按照发音体构造铜管乐器可分为两类：无键 的，如长号；有键的，如圆号、小号、大号。
(新高中)2020版化学人教版必修第二册课件：第八章 第一节 第2课时 海水资源的开发利用
课前篇自主预习
知识铺垫
新知预习
自主测试
三、海水提溴
1.“吹出法”提溴过程
过程 具体操作
氧化 用氯气氧化海水中溴离子
吹出 用空气将生成的溴吹出
吸收
用二氧化硫作还原剂使溴转化 为氢溴酸,以使其与空气分离
蒸馏
再用氯气将氢溴酸氧化为溴后 蒸馏分离
化学原理 Cl2+2Br- 2Cl-+Br2 — SO2+Br2+2H2O 4H++2Br-+SO42-
Mg2++2H2O。
(4)工业上常用电解熔融MgCl2的方法制取Mg,反应的化学方程式
为MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑。
课堂篇探究学习
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练3海水中含有氯化镁,是镁的重要来源之一。从海水中 提取镁,可按照如下步骤进行:
①把贝壳制成石灰乳;②在引入的海水中加入石灰乳,沉降、过 滤、洗涤沉淀物;③将沉淀物与盐酸反应,结晶、过滤、干燥产物; ④将所得的产物熔融后电解。关于提取镁,下列说法不正确的是
低都不利于生产,请解释原因
。
(4)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混合物Ⅱ”进行
蒸馏得到液
溴?
。
课堂篇探究学习
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)2Br-+Cl2 === Br2+2Cl-
(2)SO2+Br2+2H2O === H2SO4+2HBr ABC
(3)若温度过高,大量水蒸气随溴蒸出,所得气体中水蒸气的含量
任务一
任务二
素养脉络
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第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
第八章 金属材料
主要授课内容：
建筑钢材 铝合金
西安
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
第一节 建筑钢材
钢材是指用于土木工程中的各种型钢、 钢板、钢筋、钢丝等。
采用各种型钢和钢板制作的钢结构，具有 强度高、自重轻等特点，适用于大跨度结构、 多层及高层结构、受动力荷载的结构和重型工 业厂房结构等。
西安
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
一、钢材的分类
钢的分类方法很多，通常有以下几 种分类方法。
1 按冶炼时脱氧程度分类 2 按化学成分分类 3 按有害杂质含量分类 4 按用途分类
西安
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
1 按冶炼时脱氧程度分类
钢材
第一节 建筑钢材
西安2006年2月年Fra bibliotek 月年2月年2月
第八章 金属材料
二、钢材的技术性能
1 力学性能
⑴抗拉性能 ⑵冲击韧性 ⑶硬度 ⑷耐疲劳性
第一节 建筑钢材
西安
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
⑴ 抗拉性能
抗拉性能是钢材最 重要的技术性质。根据 低碳钢受拉时的应力－ 应变曲线（如下图8-11），可了解到抗拉性能 的下列特征指标。
c高合金钢：合金元素总含量大于10%。
低合金钢为土木工程中常用的主要钢种。
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西安
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
3 按有害杂质（P 、S ）含量分类
钢材
普通钢
优质钢 高级优质钢 特级优质钢
(1)普通钢：磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%； (2)优质钢：磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.035%； (3)高级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.025%； (4)特级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。
用 中表碳示f y钢。和高碳钢没有明显的屈服现象，规范规定以0.2%
残余屈变服形强所度对对应钢的材应使力用值意作义为重名大义:屈当服构强件度的，实用际应f 0.力2 表超示过。屈
服强度时，将产生不可恢复的永久变形；当应力超过屈服强 度时，受力较高部位的应力不再提高，而自动将荷载重新分 配给某些应力较低部位。
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2006年2月年2
西安
月年2月年2月
第八章 金属材料
4 按用途分类
钢材
第一节 建筑钢材
结构钢
工具钢
特殊钢
（1）结构钢：主要用于工程结构及机械零件的钢，一般为 低、中碳钢。
（2）工具钢：主要用于各种刀具、量具及模具的钢，一般 为高碳钢。
（3）特殊钢：具有特殊的物理、化学及机械性能的钢，如 不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、磁性钢等。
屈服强度 抗拉强度 伸长率
西安
第一节 建筑钢材
图8-1-1
2006年2月年2 月年2月年2月
第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
(a)屈服强度
屈服强度是钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产 生大量塑性变形时所对应的应力。
在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上 限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限。屈服上限 与试验过程中的许多因素有关。屈服下限比较稳定，容易测 试，所以规范规定以屈服下限的应力值作为钢材的屈服强度，
2006年2月年2
西安
月年2月年2月
第八章 金属材料
2 按化学成分分类
钢材
第一节 建筑钢材
碳素钢
合金钢
高碳钢 中碳钢 低碳钢 高合金钢 中合金钢 低合金钢
西安
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第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
⑴碳素钢
化学成分主要是铁、碳，故也称碳钢或铁碳合金，含碳量为
0.02%～2.06%，还含有极少量硅、锰和微量硫、磷等元素。
表示 10 。对于相同钢材， 大于 5
西安
。 10
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和5
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第八章 金属材料
第一节 建筑钢材
(2)冲击韧性
冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。钢材的冲
击韧性用试件冲断时单位面积上所吸收的能量来表示。
冲击韧性a k按 下WA 式计算：
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第一节 建筑钢材
(c)伸长率
伸长率反映钢材拉伸断裂时所能承受的塑性变形能力，是衡 量钢材塑性的重要技术指标。伸长率是以试件拉断后标距长度的 增量与原标距长度之比的百分率来表示。伸长率按式计算：
n
L1 L0 L0
10% 0
L1——试件拉断后标距部分的长度（mm）；
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第一节 建筑钢材
(b)抗拉强度（强度极限）
抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力，即当拉 应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗
能力抗而拉断强裂度。虽抗然拉不强能度直用接f u作表为示计。算依据，但屈服强
度与抗拉强度的比值，即“屈强比” 。对工程应用有 较大意义。屈强比愈小，反映钢材在应力超过屈服强 度工作时的可靠性愈大。但屈强比过小时，钢材强度 的有效利用率低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为 0.58～0.63，合金钢的屈强比为0.65～0.75。
a低碳钢：含碳量小于0.25%；
b中碳钢：含碳量为0.25%～0.60%；
c高碳钢：含碳量大于0.6%。
低碳钢在土木工程中应用最广泛。
⑵合金钢
炼钢过程中，为改善钢材的性能，特意加入某些合金元素
而制得。常用合金元素：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。
a低合金钢：合金元素总含量小于5%；
b中合金钢：合金元素总含量为5%～10%；
L0——试件的原标距长度（mm）；
n——长或短试件的标志，长试件n=10 ，短试件n=5。 钢材拉伸时塑性变形在试件标距内的分布不均匀，颈缩处的
伸长较大，故试件原始标距（L0）与直径（d0）之比愈大。颈缩
处的伸长值在总伸长值中所占比例愈小，计算所得伸长率也愈小。
通常钢材拉伸试件取L0=5d，或L0=10d，其伸长率分别以
沸腾钢F
镇静钢Z
半镇静钢b
特殊镇静钢 TZ
⑴沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏
析较严重，故质量较差。但因其成本低、产量高，故被广泛
用于一般工程。
⑵镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量
较少，性能稳定，故质量好。适用于预应力混凝土等重要结
构工程。
⑶半镇静钢是质量较好的钢。
⑷特殊镇静钢的质量最好，适用于特别重要的结构工程。返回
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主要授课内容：
建筑钢材 铝合金
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第一节 建筑钢材
第一节 建筑钢材
钢材是指用于土木工程中的各种型钢、 钢板、钢筋、钢丝等。
采用各种型钢和钢板制作的钢结构，具有 强度高、自重轻等特点，适用于大跨度结构、 多层及高层结构、受动力荷载的结构和重型工 业厂房结构等。
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一、钢材的分类
钢的分类方法很多，通常有以下几 种分类方法。
1 按冶炼时脱氧程度分类 2 按化学成分分类 3 按有害杂质含量分类 4 按用途分类
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1 按冶炼时脱氧程度分类
钢材
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二、钢材的技术性能
1 力学性能
⑴抗拉性能 ⑵冲击韧性 ⑶硬度 ⑷耐疲劳性
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⑴ 抗拉性能
抗拉性能是钢材最 重要的技术性质。根据 低碳钢受拉时的应力－ 应变曲线（如下图8-11），可了解到抗拉性能 的下列特征指标。
c高合金钢：合金元素总含量大于10%。
低合金钢为土木工程中常用的主要钢种。
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3 按有害杂质（P 、S ）含量分类
钢材
普通钢
优质钢 高级优质钢 特级优质钢
(1)普通钢：磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%； (2)优质钢：磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.035%； (3)高级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.025%； (4)特级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。
用 中表碳示f y钢。和高碳钢没有明显的屈服现象，规范规定以0.2%
残余屈变服形强所度对对应钢的材应使力用值意作义为重名大义:屈当服构强件度的，实用际应f 0.力2 表超示过。屈
服强度时，将产生不可恢复的永久变形；当应力超过屈服强 度时，受力较高部位的应力不再提高，而自动将荷载重新分 配给某些应力较低部位。
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第八章 金属材料
4 按用途分类
钢材
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结构钢
工具钢
特殊钢
（1）结构钢：主要用于工程结构及机械零件的钢，一般为 低、中碳钢。
（2）工具钢：主要用于各种刀具、量具及模具的钢，一般 为高碳钢。
（3）特殊钢：具有特殊的物理、化学及机械性能的钢，如 不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、磁性钢等。
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(a)屈服强度
屈服强度是钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产 生大量塑性变形时所对应的应力。
在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上 限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限。屈服上限 与试验过程中的许多因素有关。屈服下限比较稳定，容易测 试，所以规范规定以屈服下限的应力值作为钢材的屈服强度，
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2 按化学成分分类
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碳素钢
合金钢
高碳钢 中碳钢 低碳钢 高合金钢 中合金钢 低合金钢
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⑴碳素钢
化学成分主要是铁、碳，故也称碳钢或铁碳合金，含碳量为
0.02%～2.06%，还含有极少量硅、锰和微量硫、磷等元素。
表示 10 。对于相同钢材， 大于 5
西安
。 10
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(2)冲击韧性
冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。钢材的冲
击韧性用试件冲断时单位面积上所吸收的能量来表示。
冲击韧性a k按 下WA 式计算：
西安
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第一节 建筑钢材
(c)伸长率
伸长率反映钢材拉伸断裂时所能承受的塑性变形能力，是衡 量钢材塑性的重要技术指标。伸长率是以试件拉断后标距长度的 增量与原标距长度之比的百分率来表示。伸长率按式计算：
n
L1 L0 L0
10% 0
L1——试件拉断后标距部分的长度（mm）；
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(b)抗拉强度（强度极限）
抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力，即当拉 应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗
能力抗而拉断强裂度。虽抗然拉不强能度直用接f u作表为示计。算依据，但屈服强
度与抗拉强度的比值，即“屈强比” 。对工程应用有 较大意义。屈强比愈小，反映钢材在应力超过屈服强 度工作时的可靠性愈大。但屈强比过小时，钢材强度 的有效利用率低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为 0.58～0.63，合金钢的屈强比为0.65～0.75。
a低碳钢：含碳量小于0.25%；
b中碳钢：含碳量为0.25%～0.60%；
c高碳钢：含碳量大于0.6%。
低碳钢在土木工程中应用最广泛。
⑵合金钢
炼钢过程中，为改善钢材的性能，特意加入某些合金元素
而制得。常用合金元素：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。
a低合金钢：合金元素总含量小于5%；
b中合金钢：合金元素总含量为5%～10%；
L0——试件的原标距长度（mm）；
n——长或短试件的标志，长试件n=10 ，短试件n=5。 钢材拉伸时塑性变形在试件标距内的分布不均匀，颈缩处的
伸长较大，故试件原始标距（L0）与直径（d0）之比愈大。颈缩
处的伸长值在总伸长值中所占比例愈小，计算所得伸长率也愈小。
通常钢材拉伸试件取L0=5d，或L0=10d，其伸长率分别以
沸腾钢F
镇静钢Z
半镇静钢b
特殊镇静钢 TZ
⑴沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏
析较严重，故质量较差。但因其成本低、产量高，故被广泛
用于一般工程。
⑵镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量
较少，性能稳定，故质量好。适用于预应力混凝土等重要结
构工程。
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