论述某工程钢材的选择

论述工程钢材的选择【摘要】：通过这几周对于钢结构课程的学习，我对于本专业也有了更深层次的了解，在学习了建筑钢材及性能一节后，对于工程中各个结构的钢材如何选择也有了很大的认识。在解决这个实际问题时，通过对结构的重要性、荷载特征、化学成分、温度以及经济方面考虑，得到最后最适合采用的钢材料。【关键词】：受弯构件受力、化学成分、冷弯、温度、经济分析首先，将问题的题目要求列出：某受弯构件将直接受繁重工作制的动荷载作用，构件可能最低工作温度为-300C，采用焊接方法制作。经计算构件最大弯矩所在截面的最大正应力值为162N/mm2，剪应力为60N/mm2，不会发生疲劳破坏。试选定制造该构件所用的钢材，给出相应的力学性能和化学成分指标的要求，并给出选材的理由。结构钢材的选择应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑，既要满足结构安全可靠，又要尽可能节约钢材、降低造价。1、受弯构件的受力首先，由于受弯构件是承受动荷载作用，并且最大弯矩锁在截面的最大正应力值为162N/mm2，剪应力为60N/mm2，计算结构的折算应力，σeq=√σx2+σy2+σxσy+3τxy2≤fy由σx=162Nmm2⁄，τxy=60Nmm2⁄得σeq=√σx2+3τxy2=192.47Nmm2⁄≤fy牌号厚度或直径/mm抗拉、抗压和抗弯f抗剪fv端面承压（刨平顶紧fce）Q235≤1621512532516~4020512040~6020011560~100190110由上表得知，取Q235钢，直径小于60mm即可满足次受弯构件力学性能要求。2、构件的化学成分分析接下来，考虑到此构件需要焊接方法制作，对结构的化学成分进行分析。结构的C含量必须有合格的保证，焊接结构的C含量小于0.2%，S元素过高导致焊接性能下降，对于Q235型钢而言，S≤0.05%，Mn元素有助于脱氧，但过多降低钢的焊接性能，宜使其含量符合国家规定设计标准，钢中的Si是强脱氧剂，Si≤0.2%时，其对钢结构的冷弯性能、焊接性能影响不大，P元素能提高强度和抗锈蚀能力，但严重降低材料的韧性、焊接性能，对于Q235钢来说，P0.045%。在碳素钢中，当当0.12％C0.20%时，焊接性能较好，碳当量CE=C+Mn6+Cr+Mo+V5+Ni+Cu15，当CE≤0.38%时，焊接性能好。对Q235钢而言，Q235A型钢，因含碳量不作为交货条件，无法保证含碳量，故不取用Q235A型钢。3、承重冷弯、温度以及经济情况焊接承重结构还应该具有冷弯性能的保证，利用冷弯实验测得，按材料的原有厚度经表面加工成板状，作180°冷弯，弯曲处的外面、侧面不起层、不开裂为合格。由于此受弯构件可能的最低工作温度为-30°C，在Q235型钢中，只有Q235D型钢在-20°C下的冲击韧性Akv能满足此温度下的工作要求。以上均是在经济情况下考虑，故选择碳素结构钢而不选择低合金高强度结构钢和优质碳素结构钢。综上，此受弯构件选择Q235D型钢最符合要求。