二、鋼材的冷加工強化、時效處理和焊接

　　(一)冷加工強化和時效處理

　　冷加工是在常溫下進行機械加工,包括冷拉、冷拔、冷扭、冷沖和冷壓等各種方式 通過冷加工產生塑性變形,不但改變鋼材的形狀和尺寸,而且還能改變鋼的晶體結構,從 而改變鋼的性能。

　　對土木工程用鋼筋在常溫下進行冷拉、冷拔和冷軋,使之產生塑性變形,從而提高 服強度,相應降低了塑性和韌性,這種加工方法稱為鋼筋的冷加工(也稱冷加工強化)。

　　產生冷加工強化的原因是:鋼材在冷加工變形時,由于晶粒間已產生滑移,晶粒刪 改變,有的被拉長,有的被壓扁,甚至變成纖維狀。同時在滑移區域,晶粒破碎,晶格歪扭,從而對繼續滑移造成阻力,要使它重新產生滑移就必須增加外力,這就意味著屈服強度有所提高,但由于減少了可以利用的滑移面,故鋼的塑性降低。另外,在塑性變形中產 生了內應力,鋼材的彈性模量降低。

　　鋼材經冷加工后,隨著時間的延長,鋼的屈服強度和抗拉強度逐漸提高,而塑性和 性逐漸降低的現象,稱為應變時效,簡稱時效。

　　經過冷拉的鋼筋在常溫下存放(15 ~ 20) d;或加熱到( 100 ~ 200 )0C并保持一定時間 這個過程稱為時效處理,前者稱為自然時效,后者稱為人工時效。 冷拉以后再經時效處理的鋼筋,其屈服點進一步提高,抗拉極限強度稍有增長,塑性繼續降低。由于時效過程中內應力消減,故彈性模量可基本恢復。

　　鋼材產生時效是由于溶于α-Fe品格中的氮和氧等原子,以Fe4N與FeO的形式析出并向缺陷處移動和聚集。當鋼材冷加工塑性變形后,或受動載的反復振動,都會促進氮、氧原子的移動和聚集,加速時效的發展,使晶格畸變加劇,阻礙晶粒發生滑移,增加了抵抗塑性變形的能力。

2010年結構師考試9月18、19日      

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