钢材主要性能指标 ppt课件
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T91钢材性能简介课件ppt
2021/3/10
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3.4钒与铌都是强碳化物形成元素， 加入后能与碳形成细小而稳定的合金碳
化物，有很强的弥散强化效果。
3.5加入钼主要是为了提高钢的热强性， 起到固溶强化的作用。
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4. 热处理工艺
T91的最终热处理为正火+高温回火， 正火温度为 1040℃，保温时间不少于 10 min，回火温度为730～780℃，保温时间 不少于1h，最终热处理后的组织为回火马 氏体。
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2. T91钢元素含量
T91 钢是美国国立像树岭实验室和美国燃 烧工程公司冶金材料实验室合作研制的新型马
氏体耐热钢。它是在 9Cr1MoV 钢的基础上降 低含碳量，严格限制硫、磷的含量，添加少量
的钒、铌元素进行合金化。T91 钢的化学成份 见下表。
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T91钢材各化学元素含量表
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5. 机械性能
T91钢的常温抗拉强度≥585 MPa，常温 屈服强度≥415 MPa，硬度≤250 HB，伸长 率(50 mm标距的标准圆形试样) ≥ 20%，许 用应力值［σ］650℃=30 MPa。
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6. 焊接性能
按照国际焊接学会推荐的碳当量公式
算得T91的碳当量为：
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T91钢与各国钢号对照表
国家
钢号
德国
X10CrMoVNNb91
日本
HCM95
法国
TUZ10CDVNb0901
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3. T91钢性能分析
T91钢中各合金元素分别起到 固溶强化、弥散强化和提高钢的抗 氧化性、抗腐蚀性能，具体分析如 下：
《建筑材料》钢材的技术性能——力学性能
➢ 通常以δ5和δ10分别表示L0=5d0和 L0=10d0（ｄ0为试件直径） 时的伸长率。对同一种钢材，δ5应大于δ10
PART TWO
02
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的 标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击 韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。
织和表面质量有关。
PART FOUR
04
➢ 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。 布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸
去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越 大，表示钢材越硬。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度 值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。
➢
疲劳破坏——钢材在交变应力的反复作用下，往往在
应力远小于其抗拉强度时就发生破坏。
➢
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳
试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生
断裂所能承受的最大应力。
➢
一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉
强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应 的强度作为设计强度的依据，因为， 钢筋屈服后会产生大的塑性变形， 钢筋混凝土构件会产生不可恢复的 变形和不可闭合的裂缝，以至不能 使用。DBiblioteka B’EA B
C
0.2
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时 所对应的应力作为条件屈服强度
PART TWO
02
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的 标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击 韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。
织和表面质量有关。
PART FOUR
04
➢ 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。 布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸
去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越 大，表示钢材越硬。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度 值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。
➢
疲劳破坏——钢材在交变应力的反复作用下，往往在
应力远小于其抗拉强度时就发生破坏。
➢
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳
试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生
断裂所能承受的最大应力。
➢
一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉
强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应 的强度作为设计强度的依据，因为， 钢筋屈服后会产生大的塑性变形， 钢筋混凝土构件会产生不可恢复的 变形和不可闭合的裂缝，以至不能 使用。DBiblioteka B’EA B
C
0.2
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时 所对应的应力作为条件屈服强度
钢材主要性能指标 PPT
Ak = mgH – mgh (J)
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某 值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性 断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试 验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性 的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
钢材主要性能指标
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
拉伸试验
图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩 ，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某 值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性 断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试 验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性 的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
钢材主要性能指标
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
拉伸试验
图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩 ，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1.3钢材主要性能指标
《钢材的屈服强度》PPT课件
❖时效—— ❖钢材随时间的延长，其强度、硬
度提高，而塑性、冲击韧性降低 的现象称为时效。
（三）硬度
❖ 定义：硬度——是指钢材抵抗较硬物体 压入产生局部变形的能力，亦即钢材表 面抵抗塑性变形的能力。
❖ 指标：布氏硬度值HB，HB↑，硬度↑。 测定钢材硬度常用布氏法，试验如图84。
❖ 材料的强度越高，抵抗塑性变形的能力 越强，硬度值也就越大。
❖钢材的特点及其在建筑工程中的应用
❖ 钢材是土木工程中使用量最大的金 属材料，
❖包括用于钢结构工程中的各种型钢 （如角钢、槽钢、工字钢等）、钢板 和用于钢筋混凝土结构工程中的各种 钢筋及钢丝。
§8 金属材料_建筑钢材
❖ 第一节 钢的冶炼和分类 ❖ 第二节 建筑钢材的主要性能 ❖ 第三节 建筑钢材的技术标准及选用 ❖ 第四节 钢筋混凝土用钢材
❖从图中可以看出，低碳钢拉伸过 程经历了四个阶段：
❖弹性阶段、屈服阶段、强化阶段 和颈缩阶段。
1、弹性阶段（0→A）
❖（1）特点：弹性。在该阶段，若缷 去外力，试件能恢复原来的形状。
❖（2）指标： ❖①A点所对应的应力值——弹性极
限，用σP表示。
❖②弹性模量，用E表示，
❖E＝σ/ε。
❖弹性模量反映钢材抵抗弹性变形 的能力，是计算钢材在受力条件 下变形的重要指标。
应用：
❖Q195、Q215号钢常用于轧 制薄板和盘条，制造钢钉、铆 钉、螺栓及铁丝等。
❖Q215号钢经冷加工后可代替 Q235号钢使用。
应用：
❖Q255、Q275号钢可用于轧 制钢筋、作螺栓配件等，但更 多用于机械零件和工具等。
二、低合金高强度结构钢
❖ 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢 的基础上，添加少量的一种或几种合 金元素（总含量小于5％）的一种结 构钢。所加元素主要有锰（Mn）、 硅（Si）、钒（V）、钛（Ti）、铌 （Nb）、铬（Cr）、镍（Ni）及稀 土金属，其目的是为了提高钢的屈服 强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及
度提高，而塑性、冲击韧性降低 的现象称为时效。
（三）硬度
❖ 定义：硬度——是指钢材抵抗较硬物体 压入产生局部变形的能力，亦即钢材表 面抵抗塑性变形的能力。
❖ 指标：布氏硬度值HB，HB↑，硬度↑。 测定钢材硬度常用布氏法，试验如图84。
❖ 材料的强度越高，抵抗塑性变形的能力 越强，硬度值也就越大。
❖钢材的特点及其在建筑工程中的应用
❖ 钢材是土木工程中使用量最大的金 属材料，
❖包括用于钢结构工程中的各种型钢 （如角钢、槽钢、工字钢等）、钢板 和用于钢筋混凝土结构工程中的各种 钢筋及钢丝。
§8 金属材料_建筑钢材
❖ 第一节 钢的冶炼和分类 ❖ 第二节 建筑钢材的主要性能 ❖ 第三节 建筑钢材的技术标准及选用 ❖ 第四节 钢筋混凝土用钢材
❖从图中可以看出，低碳钢拉伸过 程经历了四个阶段：
❖弹性阶段、屈服阶段、强化阶段 和颈缩阶段。
1、弹性阶段（0→A）
❖（1）特点：弹性。在该阶段，若缷 去外力，试件能恢复原来的形状。
❖（2）指标： ❖①A点所对应的应力值——弹性极
限，用σP表示。
❖②弹性模量，用E表示，
❖E＝σ/ε。
❖弹性模量反映钢材抵抗弹性变形 的能力，是计算钢材在受力条件 下变形的重要指标。
应用：
❖Q195、Q215号钢常用于轧 制薄板和盘条，制造钢钉、铆 钉、螺栓及铁丝等。
❖Q215号钢经冷加工后可代替 Q235号钢使用。
应用：
❖Q255、Q275号钢可用于轧 制钢筋、作螺栓配件等，但更 多用于机械零件和工具等。
二、低合金高强度结构钢
❖ 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢 的基础上，添加少量的一种或几种合 金元素（总含量小于5％）的一种结 构钢。所加元素主要有锰（Mn）、 硅（Si）、钒（V）、钛（Ti）、铌 （Nb）、铬（Cr）、镍（Ni）及稀 土金属，其目的是为了提高钢的屈服 强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及
钢材基础知识培训课件ppt
速度。
折叠
钢材表面出现局部的皱褶或不平整。 解决方案包括加强表面检查和抛光 处理。
气泡
钢材内部存在气体，导致其力学性 能下降。解决方案包括优化冶炼工 艺和加强除气处理。
04
钢材的应用领域与案例分析
建筑领域的应用
总结词
建筑领域是钢材应用的重要领域，钢材因其高强度、耐久性 和美观性而被广泛应用于各类建筑结构中。
材需求将增加。
国际市场竞争
在全球化的背景下，钢材企业将 面临来自国内外的竞争压力，需 要加强技术创新、品质提升和品
牌建设。
提高钢材利用率的方法与途径
合理规划设计
在建筑和制造领域，通过合理的设计和规划，优 化钢材的使用量，减少浪费和降低成本。
标准化生产
推广标准化的钢材规格和尺寸，方便生产和加工， 减少材料损耗和浪费。
汽车行业的应用
总结词
钢材是汽车行业的主要原材料之一，广泛应用于汽车车身、底盘、发动机等关键部位。
详细描述
汽车行业对钢材的强度、刚性、耐腐蚀性和安全性等方面要求极高，钢材通过先进的成型和加工工艺，满足了汽 车行业对高品质零部件的需求。
船舶行业的应用
总结词
船舶行业对钢材的需求量较大，主要用于制造船体、甲板、舱室等部位。
安全检查
在运输前应对钢材进行检查， 确保无缺陷、无锈蚀、无变形
等问题。
钢材的安全防护措施
安全标识
在储存和运输过程中，应 设置明显的安全标识，提 醒操作人员注意安全。
培训教育
对操作人员进行安全培训 教育，提高安全意识，掌 握安全操作规程。
安全制度
建立完善的安全管理制度， 明确各级人员的安全职责， 确保安全措施得到有效执 行。
韧性是指钢材在受到外力作用时抵抗脆性断裂的 能力，对于低温或冲击载荷下的钢材性能尤为重 要。塑性是指钢材在受到外力作用时发生屈服而 不发生断裂的能力。
折叠
钢材表面出现局部的皱褶或不平整。 解决方案包括加强表面检查和抛光 处理。
气泡
钢材内部存在气体，导致其力学性 能下降。解决方案包括优化冶炼工 艺和加强除气处理。
04
钢材的应用领域与案例分析
建筑领域的应用
总结词
建筑领域是钢材应用的重要领域，钢材因其高强度、耐久性 和美观性而被广泛应用于各类建筑结构中。
材需求将增加。
国际市场竞争
在全球化的背景下，钢材企业将 面临来自国内外的竞争压力，需 要加强技术创新、品质提升和品
牌建设。
提高钢材利用率的方法与途径
合理规划设计
在建筑和制造领域，通过合理的设计和规划，优 化钢材的使用量，减少浪费和降低成本。
标准化生产
推广标准化的钢材规格和尺寸，方便生产和加工， 减少材料损耗和浪费。
汽车行业的应用
总结词
钢材是汽车行业的主要原材料之一，广泛应用于汽车车身、底盘、发动机等关键部位。
详细描述
汽车行业对钢材的强度、刚性、耐腐蚀性和安全性等方面要求极高，钢材通过先进的成型和加工工艺，满足了汽 车行业对高品质零部件的需求。
船舶行业的应用
总结词
船舶行业对钢材的需求量较大，主要用于制造船体、甲板、舱室等部位。
安全检查
在运输前应对钢材进行检查， 确保无缺陷、无锈蚀、无变形
等问题。
钢材的安全防护措施
安全标识
在储存和运输过程中，应 设置明显的安全标识，提 醒操作人员注意安全。
培训教育
对操作人员进行安全培训 教育，提高安全意识，掌 握安全操作规程。
安全制度
建立完善的安全管理制度， 明确各级人员的安全职责， 确保安全措施得到有效执 行。
韧性是指钢材在受到外力作用时抵抗脆性断裂的 能力，对于低温或冲击载荷下的钢材性能尤为重 要。塑性是指钢材在受到外力作用时发生屈服而 不发生断裂的能力。
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1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试 验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性 的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
α
应的应力 s :
s
Fs A
O
L L0
3）强化阶段BC
图形特点：
一段上升的曲线。
试件特点：
抵抗塑性变形的能力又重新
B上 B
A B下
C
提高—— 强化。
计算指标：
b s p
F A
α
抗拉强度 b : C点对应的应力。
O
L L0
b
Fb A
低碳钢受拉的应力－应变图
F A
4）颈缩阶段CD
B上
图形特点：
1.3钢材主要性能指标
1.强度 2.韧性 3.可焊性
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩 ，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
1.3钢材主要性能指标
1.强度
钢管产品的“公称最低屈服强度（SMYS）”。 输气管道屈服强度为420~500MPa，工作压力7.0~14.0MPa； 输油管道屈服强度为360~450MPa，工作压力5.0~9.0MPa； 屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于100MPa和
0.85~0.90。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量，是 钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力
船体钢板材料缺陷，造船工程师只考虑到要增加钢的强度，没 有想到要增加其韧性。在“泰坦尼克号”沉没地点的水温中， 发现了钢材的冷脆性，即在-40℃~0℃的温度下，钢材的力学行 为由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。
F A
p
α
L L0
O
低碳钢受拉的应力－应变图
E1 ＞ E2
2）屈服阶段AB 图形特点：
B上
B
A
B下
一条波动的曲线，应力增加很 弹塑性
塑性阶段
小，而应变增加很大。
试件特点：
所能承受的拉力增加很小，而
塑性变形迅速增加，似乎钢材
B上 B
A B下
C D
不能承受外力——屈服。
计算指标：
s p
F A
屈服强度（也叫屈服点）B下 点对
Ak = mgH – mgh (J)
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某 值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性 断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
3.可焊性
定义：可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，进行焊 接和获得优质焊缝的难易程度。
良好的可焊性是保证管道制管和焊接质量的基本条件。 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含
量在0.12％—0.20％范围内的碳素钢，可焊性最好。 碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。提高钢材强度 的合金元素大多也对可焊性有不利影响。 可焊性的判断指标：影响可焊性的多种化学元素（碳 当量）、热影响区的硬度等。
精品资料
拉伸试验
E
B
u y A
ACD
微机控制电子万能试验机
O
E
应力-应变关系曲线
抗拉性能（低碳钢）
1）弹性阶段OA：
图形特点：
一条通过原点的直线，应 力与应变成正比。
试件特点： 弹性 计算指标：
弹性模量 Etg
E值的大小反映了钢材抵抗弹性 变形的能力。
弹性极限 p : A点对应的应力。
C
D AB