建筑钢材的技术性能课件.ppt

1、建筑钢材建筑钢材 建筑钢材的技术性能建筑钢材的技术性能力学性能力学性能工艺性能工艺性能化学性能化学性能抗拉性能抗拉性能冲击韧性冲击韧性疲劳强度疲劳强度硬硬 度度冷弯性能冷弯性能冷加工强化冷加工强化及时效及时效焊接性能焊接性能(二) 冷加工强化及时效1. 冷加工强化定义：钢材在常温下，经过以超过其屈服强度但不超过抗拉强度的应力进行加工，产生一定塑性变形，屈服强度、硬度提高，而塑性、韧性及弹性模量降低，这种现象称为冷加工强化。冷加工的方式：冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等。 钢筋的冷拉钢筋的冷拉O 未经冷拉时未经冷拉时ABCD钢筋的应力应变图钢筋的应力应变图 冷拉过程冷拉过程O 冷拉后未经时效冷拉后未经时

2、效结论结论1 1：钢筋经过冷拉：钢筋经过冷拉后未经时效处理，也就后未经时效处理，也就是立即拉伸，则其屈服是立即拉伸，则其屈服强度、硬度得到了提高，强度、硬度得到了提高，但是塑性、韧性降低了。但是塑性、韧性降低了。(二) 冷加工强化及时效 2. 时效 左右保持热至人工时效：冷加工后加常温下存放自然时效：冷加工后在时效处理h2200100d2015钢筋的冷拉钢筋的冷拉O 未经冷拉时未经冷拉时ABCD钢筋的应力应变图钢筋的应力应变图 冷拉过程冷拉过程O 冷拉后未经时效冷拉后未经时效结论结论1 1：钢筋经过冷拉：钢筋经过冷拉后未经时效处理，也就后未经时效处理，也就是立即拉伸，则其屈服是立即拉伸，则其屈

3、服强度、硬度得到了提高，强度、硬度得到了提高，但是塑性、韧性降低了。但是塑性、韧性降低了。 冷拉后经时效处理冷拉后经时效处理结论结论2 2：冷拉后的钢材：冷拉后的钢材再经时效后，屈服强度、再经时效后，屈服强度、硬度进一步提高，抗拉硬度进一步提高，抗拉强度也得到提高，而塑强度也得到提高，而塑性和韧性进一步降低。性和韧性进一步降低。(二) 冷加工强化及时效 3. 冷加工在建筑工程中的应用u工程中常对钢筋进行冷拉和对盘条进行冷拔的方法，以采用达到节约钢材的目的。钢筋冷拉后屈服强度可提高15%20%，盘条冷拔后屈服强度可提高40%60%。u对于承受冲击、振动荷载的钢材，不得采用冷加工钢材。 (三) 焊

4、接性能钢材的可焊性是指钢材是否适应通常的焊接方法与工艺的性能。影响钢材可焊性的因素：化学成分及其含量。碳、硫、合金元素、杂质等含量，可焊性。 钢材的可焊性钢材的可焊性焊接材料焊接材料焊接工艺焊接工艺钢材焊接的质量取决于钢材焊接的质量取决于(一) 碳（C） (二) 硅（Si）、锰（Mn） 有益元素l起到脱氧、降硫的作用；l硅的含量常在1%以内，可提高钢材的强度，对塑性和韧性没有明显影响；l锰含量为0.81%时，可显著提高钢的强度和硬度，几乎不降低塑性及韧性。 (三) 硫（S）、磷（P） 有害元素l 硫能够引起热脆性，热脆性严重降低了钢的热加工性和可焊性；硫的存在还使钢的冲击韧性、疲劳强度及耐蚀性

5、降低。l 磷能够引起冷脆性，冷脆性使钢材的冲击韧性以及焊接等性能下降。 (四) 氧（O）、氮（N） 有害元素l 降低钢材的强度、冷弯性能和焊接性能；l 氧还使钢材的热脆性增加；l氮还使钢材的冷脆性及时效敏感性增加。 (五) 铝（Al）、钛（Ti）、钒（V）、铌（Nb） 有益元素l它们均是炼钢时的强脱氧剂；l可改善钢材的组织，细化晶粒，显著提高强度和改善韧性。 建筑钢材的技术性能建筑钢材的技术性能力学性能力学性能工艺性能工艺性能化学性能化学性能抗拉性能抗拉性能冲击韧性冲击韧性疲劳强度疲劳强度硬硬 度度冷弯性能冷弯性能冷加工强化冷加工强化及时效及时效焊接性能焊接性能第三节第三节 建筑钢材的常用钢种

6、建筑钢材的常用钢种建筑工程中应用的钢材钢种有：碳素结构钢 低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢 ）量高合金钢（合金元素总）量中合金钢（合金元素总）量低合金钢（合金元素总合金钢）高碳钢（含碳量）中碳钢（含碳量）低碳钢（含碳量碳素钢按化学成分分10%10%5%5%0.600.60%0.25%0.25），含磷量高级优质钢（含硫量），含磷量优质碳素钢（含硫量），含磷量普通碳素钢（含硫量按质量分0.035%0.027%0.030%0.020%0.040%0.035%0.045%0.030%0.085%0.045%0.065%0.055%一、碳素结构钢现行国家标准碳素结构钢（GB700/T2006）具体规定

7、了它的牌号表示方法、技术要求、试验方法、检验规则等。 一、碳素结构钢(一) 碳素结构钢的牌号表示方法例如：Q215AF表示 代表屈服点代表屈服点的字母的字母屈服点数值屈服点数值（MPa）质量等级质量等级脱氧程度脱氧程度备注备注Q195215235275ABCDFZTZZ和和TZ在钢在钢的牌号中予的牌号中予以省略以省略 屈服点215MPa的A级沸腾钢。 一、碳素结构钢(二) 碳素结构钢的技术要求碳素结构钢的技术要求包括：化学成分 力学性能 冷弯性能 冶炼方法 交货状态 表面质量 碳素结构钢的化学成分碳素结构钢的化学成分(GB/T 700-2006）牌号牌号质量质量等级等级厚度厚度(或直径或直径)

8、/mm脱氧方法脱氧方法化学成分化学成分CSiMnPSQ195F、Z0.120.300.500.0350.040Q215AF、Z0.150.351.200.0450.050B0.045Q235AF、Z0.220.351.400.0450.050B0.200.045CZ0.170.0400.040DTZ0.0350.035Q275AF、Z0.240.351.500.0450.050B40Z0.210.0450.045400.22CZ0.200.0400.040DTZ0.0350.035碳素结构钢的力学性能（碳素结构钢的力学性能（GB/T 7002006）牌牌号号质质量量等等级级拉拉 伸伸 试试 验

9、验冲击试验冲击试验(V型缺口型缺口)屈服强度屈服强度s（MPa），不小于），不小于抗拉强度抗拉强度b（MPa)断后伸长率断后伸长率（），不小于（），不小于温度温度（）冲击吸收功冲击吸收功（纵向）（纵向）（J），不），不小于小于钢材厚度（或直径）（钢材厚度（或直径）（mm）钢材厚度（或直径）（钢材厚度（或直径）（mm）16164040606010010015015020040406060100100150150200Q19519518531543033Q215A2152051951851751653354503130292726B+2027Q235A23522521521519518537050

10、02625242221B+2027C0D-20Q275A2752652552452252154105402221201817B+2027C0D-20注：注：Q195的屈服强度值仅供参考，不作交货条件。的屈服强度值仅供参考，不作交货条件。厚度大于的钢材，抗拉强度下限允许降低厚度大于的钢材，抗拉强度下限允许降低20MPa。宽带钢。宽带钢(包括剪切钢板包括剪切钢板)抗拉强度上限不作交货条件。抗拉强度上限不作交货条件。厚度小于的厚度小于的Q235B级钢材，如供方能保证冲击吸收功值合格，经需方同意，可不作检验。级钢材，如供方能保证冲击吸收功值合格，经需方同意，可不作检验。碳素结构钢的冷弯试验指标（碳素结

11、构钢的冷弯试验指标（GB/T 7002006） 牌牌 号号试样方向试样方向冷弯试验冷弯试验180 B=2a钢材厚度（或直径）（钢材厚度（或直径）（mm）6060100弯心直径弯心直径dQ195纵纵0横横0.5aQ215纵纵0.5a1.5a横横a2aQ235纵纵a2a横横1.5a2.5a Q275纵纵1.5a2.5a横横2a3a(三) 碳素结构钢的性能和应用牌号，含碳量 ，强度和硬度 ，塑性、冲击韧性、冷弯性能 。lQ195、Q215号钢强度低，塑性和韧性较好，易于冷加工，常用于轧制薄板和盘条，制造钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等。lQ235号钢具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，且成

12、本较低，大量被用作轧制各种型钢、钢板及钢筋。lQ275号钢强度较高，但塑性、韧性较差，可焊性也差，不易焊接和冷弯加工，可用于轧制钢筋、作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等。 一、碳素结构钢二、低合金高强度结构钢l低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元素（总含量小于5%）的一种结构钢。l所加元素主要有：锰（M）、硅（S）、钒（V）、钛（T）、铌（N）、铬（C）、镍（N）及稀土元素. 一、碳素结构钢二、低合金高强度结构钢l添加合金元素的目的：为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及耐低温性能等。l低合金高强度结构钢综合性能较为理想，尤其在大跨度、承受动荷载

13、和冲击荷载的结构中更适用，与使用碳素钢相比，可节约钢材20%30%，但成本并不很高。 一、碳素结构钢二、低合金高强度结构钢(一)低合金高强度结构钢的牌号表示方法(二)低合金高强度结构钢的技术要求 第四节第四节 钢筋混凝土用钢材钢筋混凝土用钢材基础布钢筋网基础布钢筋网主体结构施工主体结构施工大桥承台施工大桥承台施工钢钢绞绞线线钢钢丝丝钢钢筋筋钢钢筋筋混混凝凝土土用用钢钢材材一、钢筋混凝土用热轧钢筋经热轧成型并自然冷却的钢筋。 带带肋肋钢钢筋筋光光圆圆钢钢筋筋按按外外形形分分等等高高肋肋钢钢筋筋月月牙牙肋肋钢钢筋筋带带肋肋钢钢筋筋一、钢筋混凝土用热轧钢筋(一) 热轧钢筋的牌号表示方法与技术要求 一

14、、钢筋混凝土用热轧钢筋(一) 热轧钢筋的牌号表示方法与技术要求根据钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋（GB1499.12008）及钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋（GB1499.22007）的规定：l热轧光圆钢筋的牌号由HPB与屈服强度特征值构成，有HPB235、HPB300两个牌号；l热轧带肋钢筋的牌号由HRB与屈服强度特征值构成，有HRB335、HRB400、HRB500等牌号。 (一) 热轧钢筋的牌号表示方法与技术要求热轧钢筋的力学性能和冷弯性能热轧钢筋的力学性能和冷弯性能牌号牌号屈服强度屈服强度（Mpa）抗拉强度抗拉强度（Mpa）断后伸长断后伸长率（率（%）最大力总最大力总伸

15、长率伸长率（%）冷弯试验冷弯试验180公称直径公称直径a 弯心直径弯心直径dHPB235HPB30023537025.010.0ad=a300420HRB335HRBF335335455177.56253a28404a40505aHRB400HRBF400400540166254a28405a40506aHRB500HRBF500500630156256a28407a40508a(二) 热轧钢筋的应用牌号，屈服强度 ，抗拉强度 ，塑性、冷弯性能 ，冲击韧性 。l热轧光圆钢筋的强度较低，但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，广泛用作普通钢筋混凝土构件的受力筋及构造筋。lHRB335和HRB400

16、钢筋强度较高，塑性和焊接性能也较好，广泛用作大、中型钢筋混凝土结构的受力钢筋。lHRB500钢筋强度高，但塑性和焊接性能较差，可用作预应力钢筋。 二、低碳钢热轧圆盘条低碳钢热轧圆盘条是由屈服强度较低的碳素结构钢热轧制成的盘条，通过卷线机成盘卷供应，也称为盘圆或线材。 二、低碳钢热轧圆盘条 低碳钢热轧圆盘条的技术要求低碳钢热轧圆盘条的力学性能和工艺性能（低碳钢热轧圆盘条的力学性能和工艺性能（GB/T 701-2008） 牌号牌号力学性能力学性能冷弯试验冷弯试验180d=弯心直径弯心直径a=试样直径试样直径抗拉强度（抗拉强度（Mpa）断后伸长率断后伸长率11.3（%）Q19541030d=0Q21

17、543528d=0Q23550023d=0.5aQ27554021d=1.5a三、冷轧带肋钢筋低碳钢热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或两面横肋的钢筋。 三、冷轧带肋钢筋(一)冷轧带肋钢筋的牌号表示方法与技术要求 三、冷轧带肋钢筋(一)冷轧带肋钢筋的牌号表示方法与技术要求根据冷轧带肋钢筋（GB137882008）的规定：l冷轧带肋钢筋的牌号由CRB和抗拉强度最小值表示，有CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四个牌号。(一)冷轧带肋钢筋的牌号表示方法与技术要求冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能（冷轧带肋钢筋的力学性能和工艺性能（GB13788-2008） 牌

18、号牌号屈服强度屈服强度0.2（Mpa）抗拉强度抗拉强度（Mpa）伸长率（伸长率（%）弯曲试验弯曲试验180反复弯反复弯曲次数曲次数应力松弛应力松弛初始应力应相当于公称抗初始应力应相当于公称抗拉强度的拉强度的70%11.31001000h松弛率（松弛率（%）CRB5505005508.0d=3aCRB6505856504.038CRB8007208004.038CRB9708759704.038(二)冷轧带肋钢筋的性能与应用l冷轧带肋钢筋，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右；与冷拔低碳钢丝相比，伸长率高，塑性好；由于表面带肋，提高了钢筋与混凝土之间的粘结力，是一种比较理想的预应力钢材。l冷轧带

19、肋钢筋CRB550宜用于普通钢筋混凝土结构，其他牌号的钢筋宜用于预应力混凝土结构。 四、预应力混凝土用钢丝 刻刻痕痕钢钢丝丝螺螺旋旋肋肋钢钢丝丝光光圆圆钢钢丝丝预预应应力力混混凝凝土土用用钢钢丝丝四、预应力混凝土用钢丝l预应力混凝土用钢丝质量稳定、安全可靠、强度高、无接头、施工方便，主要用于大跨度的屋架、薄腹梁、吊车梁或桥梁等大型预应力混凝土构件，还可用于轨枕、压力管道等预应力混凝土构件。 五、预应力混凝土用钢绞线预应力混凝土用钢绞线，是以数根圆形断面钢丝经绞捻和消除内应力的热处理后制成。 五、预应力混凝土用钢绞线 五、预应力混凝土用钢绞线l根据预应力混凝土用钢绞线（GB/T 52242003

20、）的规定： 再再经经冷冷拔拔模模拔拔型型钢钢绞绞线线：捻捻制制后后丝丝捻捻制制刻刻痕痕钢钢绞绞线线：由由刻刻痕痕钢钢光光圆圆钢钢丝丝捻捻制制标标准准型型钢钢绞绞线线：由由冷冷拉拉预预应应力力混混凝凝土土用用钢钢绞绞线线五、预应力混凝土用钢绞线l根据预应力混凝土用钢绞线（GB/T 52242003）的规定：钢绞线按结构分为5类。 7 7C C1 17 71 13 3I I1 13 31 12 21 1钢钢绞绞线线按按结结构构五、预应力混凝土用钢绞线l钢绞线具有强度高，与混凝土粘结好，断面面积大，使用根数少，在结构中排列布置方便，易于锚固等优点，主要用于大跨度、大荷载的预应力屋架、薄腹梁等构件，还可用于岩土锚固。 建筑钢材的常用钢种：碳素结构钢 低合金高强度结构钢钢钢绞绞线线钢钢丝丝钢钢筋筋钢钢筋筋混混凝凝土土用用钢钢材材