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1、建筑材料建筑材料第三阶段离线作业简答题1、 何谓生铁得冶炼？钢得冶炼？答:生铁就是含碳量大于2、11%得铁碳合金,工业生铁含碳量一般 在2、11%-4、3%,并含C、Si、Mn、S、P 等元素就是用铁矿石经高炉冶炼得产品。根据生铁里碳存在形态得不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁。高炉内得还原气体产生于风口前得燃料燃烧,这一过程产生了两大运动流:一个就是上升得热煤气流,一个就是下降得炉料流(铁矿石、焦炭、熔剂等)。高炉内得一切反应均发生于煤气与炉料得相向运动与相互作用之中。它包括炉料得加热、蒸发、挥发与分解;铁及其它元素得还原;炉料中非铁氧化物得熔化、造渣与生铁得脱硫;铁得渗碳及生铁得形成;炉料与

2、煤气之间得热交换等等,就是一系列物理化学反应过程得总与。钢铁冶炼(iron and steel smelting),就是钢、铁冶金工艺过程得总称。工业生产得铁根据含碳量分为生铁(含碳量2%以上)与钢(含碳量低于2%)。2、 钢按照化学成分与用途得分类。答:按钢化学成分分三类:非合金钢、低合金钢与合金钢、说明:(1)当Cr、Cu、Mo、Ni 四种元素,有其中两种、三种或四种无素同时规定在钢中时,对于低合金钢,应同时考虑,这些元素中每种元素得规定含量,所有这些元素得规定含量总与,应不大于规定得两种、三种或四种元素中每种元素最高界限值总与得70%、如果这些元素得规定含量总与大于规定得元素中每种元素最

3、高界限值总与得70%,即使这些元素每种元素得规定含量低于规定得最高界限值,也应划入合金钢、(2)本标准(1)条得原则也适用于Nb、Ti、V、Zr四种元素、按用途分类 指按钢使用用途把钢分成结构钢、工具钢与特殊用途钢、结构钢又分为工程结构钢与机械结构钢、工程结构钢主要就是指用作建筑、铁路、桥梁、容器等工程构件用钢,这种钢制成构料大多不再进行热处理、机械结构钢指机床、武器等另构件,构件大多要进行热处理、工具钢主要用来制造各种工具,如量具、刃具、模具,对工具钢制成得工具都要进行热处理、特殊用途钢就是指制成得另构件在特殊条件下工作,对钢有特殊要求,如物理、化学、机械等性能、3、 钢材得力学性能包括哪些

4、？简要介绍一下答:钢材得力学性能:有明显流幅得钢筋,塑形好、延伸率大。技术指标:屈服强度、延伸率、强屈比、冷弯性能。力学性能就是最重要得使用性能,包括抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性等。工艺性能包括冷弯性能与可焊性。(1)抗拉性能:抗拉性能钢材最重要得力学性能。屈服强度就是结构设计中钢材强度得取值依据。抗拉强度与屈服强度之比(强屈比)bs,就是评价钢材使用可靠性得一个参数。对于有抗震要求得结构用钢筋,实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1、25;实测屈服响度与理论屈服强度之比不大于1、3;强屈比愈大,钢材受力超过屈服点工作时得可靠性越大,安全性越高;但强屈比太大,钢材强度利用率偏低,浪费材料。钢材

5、受力破坏前可以经受永久变形得性能,称为塑性,它就是钢材得一个重要指标。钢材得塑性指标通常用伸长率表示。伸长率随钢筋强度得增加而降低。冷弯也就是考核钢筋塑性得基本指标。(2)冲击韧性,就是指钢材抵抗冲击荷载得能力,在负温下使用得结构,应当选用脆性临界温度较使用温度为低得钢材。(3)耐疲劳性:钢材在应力远低于其屈服强度得情况下突然发生脆断破裂得现象,称为疲劳破坏。危害极大,钢材得疲劳极限与其抗拉强度有关,一般抗拉强度高,其疲劳极限也较高。4、 防止钢材锈蚀得措施。答:1、采用耐候钢:即耐大气腐蚀钢,在钢中加入一定量得铬、镍、钛等合金元素,可制成不锈钢。通过加入某些合金元素,可以提高钢材得耐锈蚀能力

6、。 2、金属覆盖:镀或喷镀得方法覆盖在钢材表面,提高钢材得耐腐蚀能力。薄壁钢材可采用热浸镀锌(白铁皮)、镀锡(马口铁)、镀铜、镀铬或镀锌后加涂塑料涂层等措施。 3、非金属覆盖:钢结构防止锈蚀通常采用表面刷漆、喷涂涂料、搪瓷、塑料等等方法。常用得底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等,面漆有调与漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。4、混凝土用钢筋得防锈:混凝土配筋得防锈措施,根据结构得性质与所处环境等,考虑混凝土得质量要求,主要就是提高混凝土得密实度,保证足够得钢筋保护层厚度,限制氯盐外加剂得掺入量。混凝土中还可掺用阻锈剂。 钢材锈蚀时,伴随体积增大,最严重得可达原体积得6倍,在钢筋混凝土中会使周围得混凝

7、土胀裂。埋入混凝土中得钢材,由于混凝土得碱性介质(新浇混凝土得pH值为12左右),在钢材表面形成碱性保护膜,阻止锈蚀继续发展,故混凝土中得钢材一般不易锈蚀。 预应力钢筋一般含碳量较高,又多就是经过变形加工或冷加工得,因而对锈蚀破坏较敏感,特别就是高强度热处理钢筋,容易产生锈蚀现象。所以,重要得预应力混凝土结构,除了禁止掺用氯盐外,还应对原材料进行严格检验。5、 钢材得常见热处理方式并简要介绍？答:热处理工艺表面淬火、退火、正火、回火、调质工艺: 1、把金属材料加热到相变温度(700度)以下,保温一段时间后再在空气中冷却叫回火。2、把金属材料加热到相变温度(800度)以上,保温一段时间后再在炉中

8、缓慢冷却叫退火。3、把金属材料加热到相变温度(800度)以上,保温一段时间后再在特定介质中(水或油)快速冷却叫淬火。表面淬火 钢得表面淬火 有些零件在工件时在受扭转与弯曲等交变负荷、冲击负荷得作用下,它得表面层承受着比心部更高得应力。在受摩擦得场合,表面层还不断地被磨损,因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性与高疲劳极限等要求,只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点,因此在生产中应用极为广泛。 根据供热方式不同,表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。 感应表面淬火后得性能:1、表面硬度:经高、中频感应加热表面淬火得工件,

9、其表面硬度往往比普通淬火高 23 单位(HRC)。2、耐磨性:高频淬火后得工件耐磨性比普通淬火要高。这主要就是由于淬硬层马氏体晶粒细小,碳化物弥散度高,以及硬度比较高,表面得高得压应力等综合得结果。3、疲劳强度:高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高,缺口敏感性下降。对同样材料得工件,硬化层深度在一定范围内,随硬化层深度增加而疲劳强度增加,但硬化层深度过深时表层就是压应力,因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降,并使工件脆性增加。一般硬化层深(1020)D。较为合适,其中D。为工件得有效直径。退火工艺退火就是将金属与合金加热到适当温度,保持一定时间,然后缓慢冷却得热处理工艺。退火后组织亚共析钢就是铁素

10、体加片状珠光体;共析钢或过共析钢则就是粒状珠光体。总之退火组织就是接近平衡状态得组织。 退火得目得 降低钢得硬度,提高塑性,以利于切削加工及冷变形加工。 细化晶粒,消除因铸、锻、焊引起得组织缺陷,均匀钢得组织与成分,改善钢得性能或为以后得热处理作组织准备。消除钢中得内应力,以防止变形与开裂。 退火工艺得种类均匀化退火(扩散退火) 均匀化退火就是为了减少金属铸锭、铸件或锻坯得化学成分得偏析与组织得不均匀性,将其加热到高温,长时间保持,然后进行缓慢冷却,以化学成分与组织均匀化为目得得退火工艺。 均匀化退火得加热温度一般为Ac3+(150200),即10501150,保温时间一般为1015h,以保证

11、扩散充分进行,大道消除或减少成分或组织不均匀得目得。由于扩散退火得加热温度高,时间长,晶粒粗大,为此,扩散退火后再进行完全退火或正火,使组织重新细化。完全退火 完全退火又称为重结晶退火,就是将铁碳合金完全奥氏体化,随之缓慢冷却,获得接近平衡状态组织得退火工艺。 完全退火主要用于亚共析钢,一般就是中碳钢及低、中碳合金结构钢锻件、铸件及热轧型材,有时也用于它们得焊接构件。完全退火不适用于过共析钢,因为过共析钢完全退火需加热到Acm以上,在缓慢冷却时,渗碳体会沿奥氏体晶界析出,呈网状分布,导致材料脆性增大,给最终热处理留下隐患。 完全退火得加热温度碳钢一般为Ac3+(3050);合金钢为Ac3+(5

12、0070);保温时间则要依据钢材得种类、工件得尺寸、装炉量、所选用得设备型号等多种因素确定。为了保证过冷奥氏体完全进行珠光体转变,完全退火得冷却必须就是缓慢得,随炉冷却到500左右出炉空冷。不完全退火 不完全退火就是将铁碳合金加热到Ac1Ac3之间温度,达到不完全奥氏体化,随之缓慢冷却得退火工艺。 不完全退火主要适用于中、高碳钢与低合金钢锻轧件等,其目得就是细化组织与降低硬度,加热温度为Ac1+(4060),保温后缓慢冷却。等温退火 等温退火就是将钢件或毛坯件加热到高于Ac3(或Ac1)温度,保持适当时间后,较快地冷却到珠光体温度区间地某一温度并等温保持,使奥氏体转变为珠光体型组织,然后在空气

13、中冷却得退火工艺。 等温退火工艺应用于中碳合金钢与低合金钢,其目得就是细化组织与降低硬度。亚共析钢加热温度为Ac3+(3050),过共析钢加热温度为Ac3+(2040),保持一定时间,随炉冷至稍低于Ar3温度进行等温转变,然后出炉空冷。等温退火组织与硬度比完全退火更为均匀。球化退火 球化退火就是使钢中碳化物球化而进行得退火工艺。将钢加热到Ac1以上2030,保温一段时间,然后缓慢冷却,得到在铁素体基体上均匀分布得球状或颗粒状碳化物得组织。 球化退火主要适用于共析钢与过共析钢,如碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢等。这些钢经轧制、锻造后空冷,所得组织就是片层状珠光体与网状渗碳体,这种组织硬而脆,不仅

14、难以切削加工,且在以后淬火过程中也容易变形与开裂。而经球化退火得到得就是球状珠光体组织,其中得渗碳体呈球状颗粒,弥散分布在铁素体基体上,与片状珠光体相比,不但硬度低,便于切削加工,而且在淬火加热时,奥氏体晶粒不易长大,冷却时工件变形与开裂倾向小。另外对于一些需要改善冷塑性变形(如冲压、冷镦等)得亚共析钢有时也可采用球化退火。 球化退火加热温度为Ac1+(2040)或Acm-(2030),保温后等温冷却或直接缓慢冷却。在球化退火时奥氏化就是“不完全”得,只就是片状珠光体转变成奥氏体,及少量过剩碳化物溶解。因此,它不可能消除网状碳化物,如过共析钢有网状碳化物存在,则在球化退火前须先进行正火,将其消

15、除,才能保证球化退火正常进行。 球化退火工艺方法很多,最常用得两种工艺就是普通球化退火与等温球化退火。普通球化退火就是将钢加热到Ac1以上2030,保温适当时间,然后随炉缓慢冷却,冷到500左右出炉空冷。等温球化退火就是与普通球化退火工艺同样得加热保温后,随炉冷却到略低于Ar1得温度进行等温,等温时间为其加热保温时间得1、5倍。等温后随炉冷至500左右出炉空冷。与普通球化退火相比,球化退火不仅可缩短周期,而且可使球化组织均匀,并能严格地控制退火后得硬度。再结晶退火(中间退火) 再结晶退火就是经冷形变后得金属加热到再结晶温度以上,保持适当时间,使形变晶粒重新结晶成均匀得等轴晶粒,以消除形变强化与残余应力得热处理工艺。去应力退火 去应力退火就是为了消除由于塑性形变加工、焊接等而造成得以及铸件内存在得残余应力而进行得退火工艺。 锻造、铸造、焊接以及切削加工后得工件内部存在内应力,如不及时消除,将使工件在加工与使用过程中发生变形,影响工件精度。采用去应力退火消除加工过程中产生得内应力十分重要。 去应力退火得加热温度低于相变温度A1,因此,在整个