下载文档原格式
第七章常用建筑材料第一节胶凝材料1.水泥（GB175—1999）（GB1344—1999）1.1 常用水泥1常用水泥的名称、代号、强度等级及特性1.2其他品种水泥其他品种水泥的名称、强度等级（标号）、组成与适用范围, 见下表。
1.3 水泥的验收、贮运及受潮处理。
1.3.1 验收⑴水泥到货后应核对包装袋上生产厂名称和地址, 水泥名称和代号, 强度等级（标号）, 包装年、月、日, 生产许可证编号和执行标准号等, 然后点数。
⑵水泥的28d强度值在水泥发出日起32d内由发出单位补报。
收货仓库接到此试验报告单后, 应与到货通知书等核对品种、强度等级（标号）和质量, 然后保存此报告单, 以备查考。
⑶袋装水泥一般每袋净重（50±1）kg。
但快凝快硬硅酸盐水泥每袋净重为（45±1）kg, 砌筑水泥为（40±1）kg, 硫铝酸盐早强水泥为（46±1）kg, 验收时应特别注意。
1.3.2 运输、保管⑴水泥在运输与保管时不得受潮和混入杂物, 不同品种和强度等级（标号）的水泥应分别贮运。
⑵贮存水泥的库房应注意防潮、防漏。
存放袋装水泥时, 地面垫板要离地30cm, 四周离墙30cm, 袋装水泥堆垛不宜太高, 以免下部水泥受压结硬, 一般以10袋为宜, 如存放期短、库房紧张, 亦不宜超过15袋。
⑶水泥的贮存应按照水泥到货先后, 依次堆放, 尽量做到先存先用。
⑷水泥贮存期不宜过长, 以免受潮而降低水泥强度。
贮存期一般水泥为3个月, 高铝水泥为2个月, 快硬水泥为1 个月。
一般水泥存放三个月以上为过期水泥, 强度将降低10%～20%, 存放期愈长, 强度降低值也愈大。
过期水泥使用前必须重新检验强度等级, 否则不得使用。
1.3.3 受潮水泥的处理受潮水泥的处理和使用可参照下表办理。
受潮水泥的处理和使用办法2.石灰（JC/T479—1992）、（JCX/T481—1992）、（JC/T480—1992）2.1 石灰及消石灰粉以碳酸钙（CaCO3）为主要成分的石灰石, 经800—1000℃高温煅烧而成的块灰状硬性胶凝材料叫石灰, 它的主要成分是氧化钙（CaO）。
第七章合金钢合金元素在钢中的作用2Outline分类及编号1合金结构钢3合金工具钢4特殊钢5工程材料学分类及编号一、合金钢介绍为了提高钢的力学、工艺、物理或化学性能，在冶炼时特意往钢中加入的一些化学元素(即通常称为合金元素)，所得到的钢称为合金钢。
改善对象：1.提高强度2.提高淬透性3.提高高温强度、热硬性4.提高抗氧化、耐腐蚀、耐热、耐磨、电磁等特殊性能工程材料学钢中常用合金元素钢的成分中含有的元素一般除Fe 、C 外，还包括：常存合金元素Si 、Mn 未清除净的杂质S 、P 、H 、O 主要元素(含量较高) Cr 、Ni 、W 、Mo强碳化物元素V 、Nb 、Ti 、Zr 、B 其他元素Re(稀土)、Al一、合金钢介绍分类及编号工程材料学1．按用途分类合金结构钢主要用来制造承受力结构零部件，其中就热处理或专门构件的类型可分别称呼为调质钢、渗碳钢、弹簧钢、轴承钢等。
合金工具钢主要用来制造加工其它零件的工具或模具，其中又分为刃具钢、模具钢、量具钢等。
特殊性能钢具有特殊性能而作某项专用的钢，其中又分为不锈钢、耐热钢、电工钢等。
2．按钢的成分分类碳钢仅含有一定量非人为特意加入的常存元素Si 、Mn 等。
合金钢为达到某种性能要求，人为加入了必要的合金元素。
按其加入的量较多元素又有铬钢、锰钢、铬锰钢、钨钼钢等；按其总量分为低、中、高合金钢。
<5% 5-10% >10%一、合金钢介绍分类及编号工程材料学二、合金钢的牌号各个国家钢的牌号命名的方法各不相同，仅介绍我国统一命名的一般规定。
（碳钢已介绍过）（1）合金结构钢牌号的组成为：两位数字＋元素符号＋数字＋…＋字母第一部分用两位数字表示钢的含碳量的万分之几；第二部分用化学元素符号表示钢中的所含主要或关键合金元素，平均含量少于1.5%时不标数, 平均含量为1.5%～2.49%、2.5%～3.49%……时,相应地标以2、3……；第三部分的字母为级别标志，注明特殊要求或专门用途。
第七章铸造一、概念1、铸造2、合金的流动性3、比热容4、液体收缩5、凝固收缩6、固态收缩7、缩孔8、缩松9、顺序凝固原则10、热应力11、机械应力12、热裂13、冷裂二、填空题。
1、在液态金属成形的过程中，液态金属的及是影响成形工艺及铸件质量的两个最基本的因素。
2、铸造组织的晶粒比较，内部常有、缩松、、等组织缺陷。
3、液态金属注入铸型以后，从浇注温度冷却到室温要经历、和固态收缩三个互相联系的收缩阶段。
4、热裂是在凝固后期下形成的，主要是由于收缩收到阻碍作用而产生的。
5、冷裂是在较度下形成的，常出现在铸件部位，特别是有应力集中的地方。
三、判断题。
1、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越差。
2、合金的凝固温度范围越宽，其流动性也越好。
3、合金的凝固温度范围越小，其流动性越好。
4、合金的凝固温度范围越小，其流动性越差。
5、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越好。
6、凝固时合金的结晶潜热释放得越多，流动性越差。
7、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越差。
8、铸型的畜热能力越大，铸型对液态合金的冷却能力越强，其充型能力越好。
9、液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越好。
10、液态合金所受的静压力越大，其充型能力就越差。
11、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一定值。
12、对于给定成分的铸件，在一定的浇注条件下，缩孔和缩松的总容积是一不定值。
13、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著减小。
14、在金属型铸造中，铸型的激冷能力更大，缩松的量显著增多。
15、铸件厚的部分受拉应力，薄的部分受压应力。
16、铸件厚的部分受压应力，薄的部分受拉应力。
17. 分模造型是应用最广泛的造型方法。
18. 机器造型适于中小铸件的成批或大量生产。
19. 机器造型适于大型铸件的成批或大量生产。
四、选择1、缩孔的外形特征是近似于形，内表面不光滑。
A 倒锥B 球C 六面体D 正锥形2、在实际生产中，通常采用顺序凝固原则，并设法使分散的缩松转化为集中的缩孔，载使集中的缩孔转移到中。
第七章：机械性能一个现代化的洛氏硬度计。
（照片提供：威尔逊测量仪器部，英斯特朗公司，洛氏硬度计的鼻祖。
）为什么要研究机械性能？对于工程师这是义不容辞的责任，他们需要了解各种机械性能的测量、知道这些属性代表什么，在设计结构或组件使用的材料时，工程师可能被要求使预定不可接受的水平变形或失败不发生。
我们证明这方面的程序设计在设计实例7.1拉伸测试仪器。
学习目标学完本章后，你应该能够做到以下几点：1、明确工程应力和工程应变。
2、掌握国家胡克定律，并记住它的有效条件。
3、明确泊松比。
4、鉴于一个工程应力应变图，会确定1弹性模量，2屈服强度（0.002应变偏移量），3拉伸强度，4估计百分比伸长。
5、对于一个圆柱形拉伸变形韧性标本，标本变化的一个侧面描述到断裂点。
6、延性计算，无论在百分之伸长条款和面积减少百分之一的材料这是载入紧张骨折。
7、计算出的弯曲强度陶瓷棒标本已弯曲断裂点在三载入中。
8、利用地块的三个特征示意图应力应变行为观察聚合物材料。
9、两种最常见的名称硬度测试技术;注意两个之间的分歧。
10、（一）记住名称并简要描述两种不同的显微硬度测试技术，（二）引用对于这些技术的情况下，一般使用。
11、计算材料的韧性，工作压力。
7.1简介：许多材料，在使用时，受到压力或负载，例如：制造飞机的机翼的铝合金、汽车的钢半轴。
在这种情况下，它需要知道设计成这样所需要的材料的特点，任何可能产生过度变形和裂缝的部件不会发生这种情况。
机械是一种材料的行为，反映了其反应或变形的关系与施加负荷或力量。
重要的机械性能有强度，硬度，延性和刚度。
通过材料的机械性能进行仔细的确定实验室设计的实验，复制尽可能接近服务条件。
要考虑的因素包括载荷的性质及其持续时间，以及环境条件。
这是可能的负载要拉伸，压缩，或剪，它的大小可能会随时间不变，或可能持续波动。
报名时间可能只有几分之一秒，或者它可能扩展到了许多年。
工作温度可能是重要的因素。
机械性能是各方关注的一个品种（例如，生产商消费者和材料，研究机构，政府机构）有不同的利益。
因此，当务之急是有某种一致性以何种方式进行测试，并在其结果的解释。
这种一致性是通过使用标准的测试术。
建立本标准出版往往是由专业的协调社会。
在美国最活跃的组织是美国社会测试，其成员包括美国ASTM标准年鉴浩如烟海的，这是发行及每年更新，这些大量的标准涉及到机械测试技术。
这几个被引用在这以后的章节和脚注。
结构工程师的角色是确定的压力和应力分布在成员中受到良好定义的负载。
这可能是完成通过实验测试技术或通过理论和数学分析和压力。
这些主题是治疗传统应力分析和强度材料文本。
材料与冶金工程师另一方面，关心生产和制造材料以满足服务需求预测这些应力分析。
这必然涉及的关系的认识对材料的微观结构之间（即内部特征）及其机械属性。
材料是经常选择结构的应用，因为他们有理想的机械性能组合。
本章讨论金属，陶瓷，聚合物及相关的机械应力应变行为性能，而且还探讨了其他重要的机械特性。
讨论对变形机制和方法，微观方面加强和规范机械行为推迟到第8章。
7.2概念的应力应变(四个图7.1abcd)如果负载是静态的或随时间变化相对缓慢，是统一应用在一个横截面或委员的表面，机械行为可能通过简单的应力应变测试确定，这些是最常用的进行金属在室温。
主要方法有三种，其中一个负载可能应用：即拉伸，压缩，剪切（图7.1a,b,c）。
在工程实际上，许多扭转载荷，而不是纯剪，这种类型的加载如图7.1d。
张力测验（三图7.2+7.3+7.4公式5个7.1+7.2+7.3+7.4a+7.4b）最常见的机械应力应变测试之一是在紧张进行。
随着可以看出，张力测试可用于确定几个力学性能材料在设计中的重要。
一个标本变形，通常是骨折，与逐渐增加拉伸载荷是应用于沿着长单轴的一个标本。
标准拉伸试样见图7.2。
通常情况下，横截面是圆形的，而是长方形的标本也使用。
在测试过程中，变形局限于狭窄的中心区域，其中有一个统一的部分沿其长度。
标准直径约12.8毫米（0.5英寸），而减少部分的长度应至少四次直径，60毫米是常见的。
距长度用于延性计算，所讨论在7.6节，标准值是50毫米（2.0英寸）。
这个标本是由安装成测试仪器（图7.3）的控股把手其目的。
拉伸试验机的目的是在一个恒定伸长率的标本，并连续同时测量瞬时载荷（带有称重传感器）和（使用引伸）造成伸长。
一个应力应变检测过程通常需要几分钟表演，是破坏性的，也就是说，测试标本永久变形，通常骨折。
这样一个拉伸试验输出记录在带状图（或计算机）作为负载或与伸长力。
这些负载变形特征依赖于试样的大小。
例如，它需要两倍的负荷产生同样的伸长如果试样截面面积增加了一倍。
为了减少这些几何因素，负荷和伸长率正常化的工程应力应变和工程各自的参数。
工程1 ASTM标准和E E 8的8米，''为金属拉伸试验的标准试验方法材料。
''应力的定义关系：工程应变的定义：剪应力的计算依据：7.3应力应变行为(公式7.5+7.6+7.7表格7.1+图7.5+7.6+7.7+7.8)在何种程度上的结构变形或品系的幅度取决于施加压力。
对于大多数金属，都强调在相对紧张，水平低，应力和应变成正比关系。
这就是所谓的胡克定律，对于大多数典型的金属幅度在45帕的镁，这种模量范围，和407帕的钨。
弹性模量略高陶瓷材料，介于70和500帕。
聚合物具有比这两种金属的体积更小，弹性模量的值陶瓷，并躺在范围0.007和4个千兆。
室温度值，弹性模量的金属，陶瓷数，聚合物载列于表7.1.Amore提供全面的模量清单在表B.2，附录B变形的应力和应变成正比称为弹性变形;在一个线性关系图中的应力（筹）与应变（横坐标）的结果，如图7.5。
这种线性段斜率对应弹性模量模量E.这可能被认为是僵硬，或材料的抗弹性变形。
模数越大，该硬的材料，或较小的弹性应变，从一个给定应力应用效果。
该模数是一个重要的设计参数计算弹性变形使用。
弹性变形是非常任理事国，这意味着应用负载被释放时，一块返回到其原来的形状。
如图所示的应力应变。
7.4滞弹性到目前为止，它已被认为是弹性变形时间无关，也就是说，外加应力产生的瞬时弹性应变，剩下恒定的一段时间内的压力得以维持。
它也被假定即当该菌株是完全康复的负载，即释放，该立即返回到零。
在大多数工程材料，然而，有还存在一个时间相关的弹性应变分量。
也就是说，弹性变形应力后会继续申请，并在负载释放一些有限的时间需要完全恢复。
这一次依赖弹性行为称为滞弹性，这是由于随时间变化的微观过程和原子这是服务员的变形。
对于金属的非弹性元件通常是小而往往被忽视。
然而，对于一些高分子材料方面的幅度很大，在这种情况下，它被称为粘弹性行为，这是7.15节讨论的话题。
7.5材料弹性性能（示例问题7.1+7.2+图7.9+公式7.8+7.9）当拉应力是施加于几乎所有材料，弹性伸长结果和附带在外加应力方向（任意采取的是Z轴方向），如图7.9所示。
由于这种延伸的结果，将有横向收缩（x 和y）的方向垂直外加应力，从这些收缩，其压缩应变X和Y可以决定。
如果外加应力是单轴（只在z方向），材料是各向同性的，那么x和y。
一个参数称为泊松比被定义为横向比，轴向应变，或者，负号是包含在表达式，以便将始终是积极的，因为x和z，永远是相反的迹象。
从理论上讲，泊松比为各向同性材料应;此外，最高值（或价值，并没有净体积变化）为0.50。
许多金属和其他合金，泊松比范围值介于0.25和0.35。
表7.1所示几种常见材料的价值;更全面的名单载于表B.3节，附录B对于各向同性材料，剪切和弹性模量的相互关系和到泊松比根据é的2G（1在大多数金属G是约0.4E，因此，如果模量的值是已知的，其他可能是近似的。
许多材料弹性各向异性，也就是说，弹性行为（例如，电子级）随晶体方向（见表3.7）。
对于这些材料弹性性能的特点是完全只受规范几个弹性常数，其数量取决于晶体的特性结构。
即使对于各向同性材料的弹性完整的特征，物业，至少有两个常量必须给予。
由于晶粒取向是多晶材料中最随机的，这些可能被认为是各向同性;无机陶瓷眼镜也是各向同性的。
其余的机械讨论行为假设为各向同性，多晶（金属和晶体陶瓷）因为这些是大多数工程材料的性质。
力学性能，金属对于大多数金属材料，弹性变形坚持只在左右0.005。
由于材料已经超出了这一点变形，应力不再成正比株（胡克定律，公式7.5，不再有效），并永久的，不可恢复的，或发生塑性变形。
图7.10a示意拉伸应力应变行为的影响塑性区的一典型的金属。
从弹性过渡到大多数塑料是一种渐进的金属;在发生塑性变形，从而增加了一些弧度的结果更迅速上升的压力。
从原子的角度来看，塑性变形，断裂对应与原来的原子键，然后邻居改革与新邻居债券作为大量原子或分子彼此相对移动;在清拆后他们的压力不会回到原来的位置。
此永久变形金属是由一个进程的方式完成所谓滑移，其中涉及位错的议案8.3节中讨论。
7.6拉伸性能屈服，屈服强度（示例问题7.3+图7.10+7.11+7.12+7.13+7.14+7.15+公式7.10+7.11+7.12+7.13a+7.13b+7.14+表格7.2）大部分结构设计，以确保只有弹性变形将导致当施加压力。
因此，希望知道在哪一级的压力塑性变形开始，或变形的现象发生。
对于金属这种渐进的经验弹塑性过渡，屈服点可能因为从应力应变曲线线性初始出发确定，这是有时被称为比例极限，由点P表示在图7.10a。
在这种情况下，这一点是确定的位置可能不准确。
因此，已建立的公约，其中一条直线构造平行的应力应变曲线在某个特定部分的弹性应变抵消，通常0.002。
应力对应的这条线的交汇点和应力应变曲线，因为它弯腰在塑性区的定义是产量实力，这表现在图7.10a。
当然，单位产量强度对于这些材料具有非线性弹性区域（图7.6），使用之应变补偿的方法是不可能的，通常的做法是确定产量强度要求出示一些应力应变金额。
一些钢材和其他材料的拉伸展览应力应变行为，图7.10b。
弹塑性过渡是非常明确的，出现这种突然在什么是称为屈服点的现象。
在上屈服点，塑料变形与应力启动的实际下降。
持续变形对一些轻微波动恒应力值，称为下屈服点;后来随着压力上升的压力对于金属显示这个效果，屈服强度取为平均应力是与较低的关联屈服点，因为它是明确的和相对不敏感的测试。
因此，没有必要聘请抵消这些材料的方法应变。
在一个金属的屈服强度的大小是衡量其电阻塑性变形。
屈服强度范围可以从35兆帕（5000磅）的一低强度铝合金超过1400兆帕的高强度钢材（20万磅）。
拉伸强度屈服后，应力要继续增加在金属塑性变形到最大，在图7.11，M点，然后下降到最终骨折，点F的拉伸强度的TS的是在最大压力在工程应力应变曲线（图7.11）。
