第二章工程构件钢2013xs.ppt

第二章 工程构件用钢 ;特点: 主要承受静载荷, 偶尔承受动载荷, 大气, 海洋环境； 北方地区—低温, 锅炉—高温, 焊接, 冷压力加工；;发展历史： 1、铆钉连接, 追求高强度, C%高, 0.3~0.5%; 韧性, TC 大气海水腐蚀—没顾及； ;焊接优点：;发展历史： 2、焊接技术－要求降低C％, 锰％有所增加. 3、脆性断裂事故, 二战舰船, AK, TC, KIC重要性，C%又降, －出现耐大气腐蚀钢. ;如: 0.3%C： TC=50℃, 0.1%C： TC=－50℃ ;4. 利用AlN细化晶粒, 提高强韧性, YS=225→300MPa, TC＝0℃以下,良好的焊接性; 不涂漆耐大气腐蚀钢. 5. NbC、VC、TiC细化晶粒, 进一步提高YS； 6. 控轧控冷技术, 既细化晶粒, 又有析出强化. YS=450～525MPa, TC=-80℃. 7. 微量Zr, 稀土元素, Ca处理, 改变夹杂物形态, 减少各向异性 ；;一. 碳素结构钢的分类 又称普碳钢, 易于冶炼轧制, 价格低廉, 应用极为广泛. 要求: 足够强度, 良好塑性韧性, 易于成型、焊接. C % 0.2以下, 热轧供货, 一般不进行热处理. ;国标GB700/T-2006, 分为四个级别；表2-1、表2-2. 分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢、特殊镇静钢 国标GB700-88, 分为五个级别。;;注意: YS、TS、T－EL、MPa 截面尺寸? 保证值? ;;碳素钢热处理－可显著提高强度, 塑性降低不多, TC降低, 时效（？）倾向减小. 机理: 1. A化，水冷，细化组织; 图2-1 ;;二. 低碳钢的时效 时效－钢的性能随时间发生变化, 低碳钢存在时效现象， 淬火时效－又称热时效, 钢在A1附近加热, 快冷, 室温附近, 性能随时间发生变化. 如: 焊接钢板, 三月后, 焊缝AK = 91J/cm2 → 33J/cm2 . 低温下使用时, 影响更显著. ;原因： C、N过饱, 放置中C、N向晶界、晶内缺陷扩散, 聚集, 阻碍位错运动, YS、HB增大, 塑性,韧性降低. 与低温回火相似, 随时效温度提高, 先形成亚稳C化物和N化物, 后形成稳定－Fe3C、Fe4N HB显著下降, 如图2.2所示――过时效； Al、Ti、Nb~N结合 ＝AlN、M(C, N)，可消除N影响. ;;应变时效 －冷塑性变形后, 性能随时间变化. 例如: 锅炉钢板, 冷塑性变形, AK＝120J/cm2 , 10天后，降到35J/cm2 . 图2-3 ;低碳钢屈服现象：？ －屈服平台 －锯齿屈服现象, －滑移带, 即吕德斯带, 破坏表面质量. ;;;冲压冷轧板，冷轧后再结晶退火, 消除加工硬化, 再经小变形量精轧－可消除屈服平台和 锯齿屈服现象, 无屈服点, 适合深冲成型. 发生应变时效时, 锯齿屈服平台又重现, 冲压表面－滑移带, 即吕德斯带, 破坏表面质量. 所以需及时冲压, 不超过1周. 开发了―无时效倾向钢, 如08Al、06Ti、08V等, 汽车业应用. ;2.2 低合金高强度钢 High Strength Low Alloy Steel, 简称HSLA钢. 其冶炼和轧制简单，与碳素结构钢相近。 YS比碳钢高50%~100%， 减轻钢结构重量，节省钢材。 合金元素少，价格便宜，工农业中广泛应用。;显微组织: (1)?F＋P, 大部分属此类, YS＝300～450MPa. (2)?F＋M＋A, 要求强度和成型性能, YS较低 ～350MPa. (3)?低碳B, YS＝500～650MPa. (4)?针状F组织, 属低碳B类. (5) 淬火回火组织, YS＝650～800MPa. ;屈强比σs /σb： 屈强比越高, 越能发挥钢的潜力, 但不能过高, 会降低安全可靠性, 合适的0.65～0.75 疲劳强度： 一般不低于250MPa; 韧脆转变温度：TC＝－30℃左右; 延伸率：不小于21% 纵向冲击韧性大于80J/cm2 ,横向大于60J/cm2. 良好工艺性能：焊接性、冷成型性; 良好耐大气腐蚀性; 贵