第6章 金属材料

第6章金属材料

一、学习指导

（一）内容提要

本章介绍钢的冶炼与分类；建筑钢材的主要技术性能；钢的组织与化学成分对其性能的影响；钢材的强化机理及强化方法；建筑钢材的分类、标准与选用；钢材的防护；铝合金与铜合金

（二）基本要求

1、了解钢的分类；

2、掌握钢的冶炼对钢材质量的影响；熟练掌握建筑钢材的技术性能（包括：抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性、硬度、冷弯性能、焊接性能、冷加工及热处理等）；

3、熟悉建筑钢材的强化机理及强化方法；

4、掌握钢材的化学成分对钢材性能的影响；

5、掌握土木工程中常用建筑钢材的分类、主要品种及其选用原则；

6、了解建筑钢材的晶体组织对钢材性质的影响；

7、熟悉钢材的锈蚀与防护方法以及钢材的防火。

（三）重、难点提示

1、重点提示：钢材的冶炼对钢材质量的影响；建筑钢材的主要技术性能：抗拉性能、冲击韧性、冷弯性能；化学成分对其性能的影响；钢材的强化机理及强化方法；建筑钢材的分类、主要品种、标准与选用。

2、难点提示：钢材的强化机理及强化方法；化学成分对其性能的影响。

二、习题

（一）判断题

1、钢材的屈强比越大，反映结构的安全性越高，但钢材的有效利用率越低。

（）

2、钢材的伸长率表明钢材的塑性变形能力，伸长率越大，钢材的塑性越好。（）

3、钢材在焊接时产生裂纹，原因之一是钢材中含磷较高所致。（）

4、建筑钢材的基本晶体组织是随着含碳质量分数的提高而珠光体增加渗碳体减少。（）

5、钢中含磷影响钢材的塑性变形能力，而含硫则影响钢材的冷脆性。（）

6、钢中N、O等杂质越多，越容易引起钢材的时效敏感性。（）

7、钢材冷拉是指在常温下将钢材拉断，且以伸长率作为性能指标。（）

8、某厂生产钢筋混凝土梁，配筋需用冷拉钢筋，但现有冷拉钢筋不够长，因此将此钢

筋对焊接长使用。（）

9、钢筋的回火处理总是紧接着退火处理进行的。

（）

10、钢材主要是遭受到化学腐蚀，其结果是使钢材表面生成氧化铁而失去金属光泽。（）

11、在结构设计时，屈服点是确定钢材强度取值的依据。（）

12、钢材的品种相同时，其伸长率δ10>δ5。（）

13、钢材的屈强比越大，表示使用时的安全度越低。（）

14、碳素钢的牌号越大，其强度越高，塑性越好。（）

15、对钢材冷拉处理，其强度提高，而塑性和韧性降低。（）

16、所有钢材都会出现屈服现象。（）

17、屈服强度的大小表明钢材塑性变形能力。（）

18、根据有害杂质的不同，将钢材可分为镇静钢、沸腾钢及特殊镇静钢。（）

19、所有钢材都是韧性材料。（）

20、硬钢无明显屈服点，因此无法确定其屈服强度大小。（）

21、与伸长率一样，冷弯性能也可以表明钢材的塑性大小。（）

22、碳素钢中含碳量越高，强度越高，塑性越差。（）

（二）名词解释

1、沸腾钢；

2、镇静钢；

3、屈服点；

4、抗拉强度；

5、屈强比；

6、伸长率；

7、冲击韧性；

8、冷脆性及脆性临界温度；

9、时效与时效敏感性；10、疲劳破坏；11、冷弯性能；

12、冷加工强化；13、时效处理

（三）填空题

1、碳素钢按含碳量的多少分为_______、________和________。建筑上多采用_________。

2、合金钢按按合金元素的含量多少分为_______、________和________。建筑上多采用_________。

3、按冶炼时脱氧程度由低到高，钢可分为_______、________和________三种。

4、低碳钢受拉直至破坏，经历了四个阶段_______、________、________和________。

5、钢材抗拉性能的三项主要指标是_______、________、________，结构设计中一般以________作为强度取值依据。

6、随着时间的延长，钢材的强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称为钢材的_______。

7、对承受振动冲击荷载的重要结构（如吊车梁、桥梁等），应选用冲击韧性较_______、时效敏感性较_______的钢材。

8、钢中有害元素主要有______、________、________、________、_______。P常使钢材的_______性增大，而S的增加使钢材产生_______性。

9、碳素结构钢随着牌号的增大，其拉伸试验三个指标中_______和_______提高，_______降低。

（四）选择题

1、钢与生铁的区别在于其含碳量应小于（）。

A.4.0%

B.3.5%

C.2.5%

D.2.06%

2、在下列所述的钢材特点中，哪一条是正确的？（）

A.抗拉强度与抗压强度基本相等

B.冷拉后使钢材的技术性能大大提高

C.所有的钢材都可以焊接

D.耐火性能好

3、低碳钢的含碳量为（）。

A.小于0.25%

B.0.25%~0.60%

C.0.60%~2.06%

D.2.06%~2.50%

4、伸长率是反映钢材（）的指标。

A.弹性

B.塑性

C.脆性

D.韧性

5、下列关于钢材性质的叙述，哪一项不正确？（）

A.使钢材产生热脆性的有害元素是硫；使钢材产生冷脆性的有害元素是磷

B.钢结构设计时，碳素结构钢以屈服强度作为设计计算的依据

C.碳素结构钢分为四个牌号：Q195、Q215、Q235、Q275，牌号越大含碳量越多，钢的强度与硬度越高，但塑性和韧性越低

D.检测碳素结构钢时，必须做拉伸、冲击、冷弯及硬度试验

6、钢材抵抗冲击荷载的能力称为（）。

A.塑性

B.弹性

C.冲击韧性

D.硬度

7、既能揭示钢材内部组织缺陷又能反映钢材在静载下的塑性的试验是（）

A.拉伸试验

B.冲击试验

C.冷弯试验

D.硬度试验

8、钢材经冷加工强化及时效处理后，其性能会产生下列何种变化？（）

A.弹性模量提高

B.冲击韧性提高

C.塑性提高

D.屈服点大幅度提高

9、有关低结构合金钢及合金元素的内容，下列哪一项是错误的？（）