岩土工程师辅导:建筑钢材的晶体组织和化学成分

　　1.建筑钢材的晶体组织及其对性能的影响

　　钢材的结构是晶体结构，钢材的力学性能与晶体结构有密切关系。

　　(1)晶格平面上的原子排列较紧密，因而结合力较强。而晶面与晶面之间，则由于原子距离较大，结合力弱。因此，晶格在外力作用下，容易沿晶面相对滑移。a-铁晶格中这种易滑移的面比较多，这是建筑钢材塑性变形能力较大的原因。

　　(2)晶格中存在许多缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷。这些缺陷的存在，使晶格受力滑移时，不是整修滑移面上全部原子一齐移动，只是缺陷处局部移动，这是钢材的实际强度远比理论强度要低的原因。

　　(3)晶粒愈细，晶界面积愈大，则强度愈高，塑性、韧性也愈好。

　　(4)a-铁晶格中可溶入其他元素，形成固溶体，会使晶格产生畸变，因而强度提高，而塑性和韧性降低。

　　建筑钢材基本成分是铁和碳。它们的结合有三种基本方式：固溶体、化合物、机械混合物。

　　碳素钢在常温下形成的基本组织：

　　铁素体：是碳溶于a-铁晶格中的固溶体，强度低、塑性很好。

　　渗碳体：是铁与碳的化合物(Fe3C，含C=6.67%)，性质硬脆，是碳钢中的主要强化组分。

　　珠光体：是铁素体和渗碳体相间形成的层状机械混合物。性能介于铁素体与渗碳体之间。

　　建筑钢材的含碳量<0.8%，其基本组织为铁素体和珠光体。由图10.6.1可见。含碳量增大时，珠光体相对含量增多，铁素体则相应减少，因而强度随之提高，但塑性和韧性则相应下降。

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