加工方法对钢材性能的影响

热加工方式
超音频感应加热 热喷涂加工
热 加 工
热处理
热处理是将钢材按一定规则加热、保温和冷却，以改变 其晶体组织，或清除钢中应力，从而得到所需性能的一 种工艺
退火 淬火
正火 回火
常用的热处理方法
•
1.退火 退火是将钢材加热至一定温度，保持一定时间后，在退火炉中缓慢冷 却至室温的过程。按加热温度可分为低温退火和完全退火等，低温退火是指 加热至723℃（铁素体基本组织转变温度）以下的退火工艺；完全退火是指加 热至723℃以上的退火工艺。退火使钢材硬度降低，塑性和韧性提高。 2.正火 正火是将钢材加热至723℃以上，保持一定时间后，在空气中缓慢冷 却的过程。与退火相比，正火后钢材的强度和硬度较高，而塑性降低。 3.淬火 淬火是将钢材加热至723℃以上，保持一定时间后，放入水或油等冷 却介质中急冷的过程。淬火使钢材的强度和硬度提高，塑性和韧性明显降低 。 4.回火 回火是将淬火后的钢材重新加热至723℃以下，保持一定时间后，缓 慢冷却至室温的过程。回火可消除钢材淬火时产生的内应力，其硬度稍有降 低，塑性和韧性得到改善。
冷加工强化和时效强化对钢材性能的影响
钢筋经冷拉时效后的σ -ε 曲线如图2-8所示。 图中OBCD是钢筋未经冷拉时的σ -ε 曲线，O′KCD 为钢筋冷拉而未经时效的σ -ε 曲线， O′K′C′D′是钢筋经冷拉时效后的σ -ε 曲线。 冷拉就是将钢筋拉至超过其屈服强度的某一点K， 然后缓慢卸载，由于钢筋已产生塑性变形，故曲线 沿着与OB近于平行的直线KO′回到O′点，OO′为 残余应变。如立即重新张拉，则σ -ε 曲线沿O′K 上升至K点屈服，然后仍沿原来的σ -ε 曲线发展， 表明钢材冷拉后屈服强度提高。若在K点卸荷后， 不立即张拉，而是经过时效处理后再张拉，则其 σ -ε 曲线将沿O′K′C′D′发展，表明钢筋冷拉 时效后，屈服强度和抗拉强度都得到提高。
土木工程材料
加工方法对钢材性能的影响
三类加工方法
冷加工是指在常温下，通过冷拉、冷 拔冷轧或冷扭等方式，使钢材产生塑 性变形的机械加工方法
热加工是指将钢材加热到塑性变形阶 段后，再进行整体成型加工的方法主 要有加热锻造和热轧两种
热处理是将钢材在固态范围内进行加 热、保温和冷却，以改变其金相组织 和显微结构组织，从而获得所需性能 的一种工艺过程
钢材经冷加工后，随着时间的延长，钢的屈服强度和抗拉 强度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的现象，称为应变 时效，简称时效。 经过冷拉的钢筋在常温下存放(15～20)d；或加热到(100～ 200)℃并保持一定时间。这个过程称为时效处理，前者称 为自然时效，后者称为人工时效。 冷加工后再经时效处理的钢材，其屈服强度和抗拉极限度 强度增加，硬度增加，塑性和韧性降低，即为冷加工强化。
•
•
•
来自百度文库
热处理
热处理工艺
供应钢热处理
有关建筑钢材的热处理
• • • 建筑钢材有时也可采用适当的热处理方法进行强化，其强化的微观机理主要 体现以下几个方面： 1.细晶强化 在钢的冶炼中，加入某些合金元素，会使钢液凝固时结晶核心增多，即单位 体积内晶粒的数目增多，晶粒就越细，晶界也就越多，对晶体中位错运动的 阻力增大，从而使钢的强度提高，称为细晶强化。 2.固溶强化 在钢的冶炼中，加入某些合金元素形成固溶体，由于固溶体中溶质原子与溶 剂原子的大小不同，会使钢晶体中的晶格发生畸变，阻碍位错运动，从而使 钢的强度提高，称为固溶强化。 3.弥散强化
冷拉
冷拉机械及钢材
冷拔
• 冷拔是将钢筋用强力拔过 截面小于钢筋截面的拔丝 模。在冷拔过程中，钢筋 不仅受拉，而且同时受到 挤压作用。经过一次或多 次冷拔后得到的冷拔低碳 钢丝，其屈服强度可提高 40%-60%，但已失去软钢 的塑性和韧性，变得硬脆 。
冷轧
• 冷轧是将圆钢在轧钢机上 辗轧成断面按一定规律变 化的钢筋。冷轧能提高钢 材的强度及与混凝土之间 的粘结力。由于钢材在冷 扎时纵向和横向同时变形 ，因而能较好地保持其塑 性和内部结构的均匀性。
钢材的冷加工强化和时效处理
• 产生冷加工强化的原因是：钢材在冷加工变形时，由于晶 粒间已产生滑移，晶粒形状改变，有的被拉长，有的被压 扁，甚至变成纤维状。同时在滑移区域，晶粒破碎，晶格 歪扭，从而对继续滑移造成阻力，要使它重新产生滑移就 必须增加外力，这就意味着屈服强度有所提高，但由于减 少了可以利用的滑移面，故钢的塑性降低。另外，在塑性 变形中产生了内应力，钢材的弹性模量降低。
• •
•
•
在钢的冶炼中，当加入合金元素的量超过在钢中的溶解度时，将会产生分相 ，导致第二相析出，阻碍位错运动，从而使钢的强度提高，称为弥散强化。
本次课程结束，谢谢欣赏
土木工程材料
热加工对钢材性能的影响
• 在金属学中，把高于金属再结晶温度的加工叫热 加工。热加工可分为金属铸造、热扎、锻造、焊 接和金属热处理等工艺。有时也将热切割、热喷 涂等工艺包括在内。热加工能使金属零件在成形 的同时改善它的组织，或者使已成形的零件改变 结晶状态以改善零件的机械性能。铸造、焊接是 将金属熔化再凝固成型。 • 建筑用钢的热加工方式基本用热轧，通过热轧能 够消除钢材中的气泡，细化晶粒，提高钢材的质 量。