1、黑龙江大学水利电力学院史长莹第8章 建筑钢材Building Steel8.1 概 述一、钢及其特性钢理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁碳合金称为钢。含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，称为工业纯铁。钢的特点具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。二、建筑钢材的主要品种1.型钢简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；二、建筑钢材的主要品种1.型钢复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。二、建筑钢材的主要品种2.线材如钢筋、钢丝等。二、建筑钢材的主要品种3.管材 无缝钢管、焊接钢管等。二、建筑钢材的主要品种4.板材光面
2、钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板三、 钢的冶炼方法简介按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。4.电炉炼钢法生铁液态生铁吹入空气或氧气钢浇注成钢锭脱 氧熔融四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程矿山：矿山： 上面上面红色是赤铁矿红色是赤铁矿，是一种氧化铁的矿石，是一种氧化铁的矿石，主要成份为主要成份为Fe2O3，呈暗红色，比重大约为，呈暗红色，比重大约为5.26，含含Fe70，O 30，是最主要的铁矿石。，是最主要的铁矿石。四、图解钢铁冶炼
3、过程图解钢铁冶炼过程磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为磁铁矿是一种氧化铁的矿石，主要成份为Fe3O4，是是Fe2O3和和FeO的复合物，呈黑灰色，比重大约的复合物，呈黑灰色，比重大约5.15左右，含左右，含Fe72.4，O 27.6，具有磁性，一，具有磁性，一般需要地下开采。般需要地下开采。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程铁矿石铁矿石四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程为了提高矿石的含铁量，也称铁品位，利为了提高矿石的含铁量，也称铁品位，利用机械设备去除部分杂质来达到要求。用机械设备去除部分杂质来达到要求。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程球磨机，这样规模的选场，每天可加工球磨机，这样
4、规模的选场，每天可加工23千吨铁精矿。千吨铁精矿。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程选后的铁矿选后的铁矿四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程深加工后的球团矿，有利于高炉冶炼。深加工后的球团矿，有利于高炉冶炼。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程高炉高炉四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程经高温点火后，原料中加入的燃料燃烧放出大量热量，使经高温点火后，原料中加入的燃料燃烧放出大量热量，使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通过，生成的熔融液相被冷却而再结晶生成的熔融液相被冷却而再结晶(10001100)凝固成凝固成网孔结构的烧结矿。网孔
5、结构的烧结矿。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程烧结后的矿石烧结后的矿石四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程烧结矿经过破碎成小颗粒加入配料石灰石等，煤作为作烧结矿经过破碎成小颗粒加入配料石灰石等，煤作为作燃料燃料 焦炭，这也必不可少。然后送入高炉冶炼。铁水出焦炭，这也必不可少。然后送入高炉冶炼。铁水出来就顺着这个沟渠流淌来就顺着这个沟渠流淌。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程铁水注入到铁水包内铁水注入到铁水包内,便于运输便于运输。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程把铁水再倒入转炉把铁水再倒入转炉, 加其他原料混合加其他原料混合。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程钢坯新鲜出炉钢坯新鲜出炉
6、四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程切割钢坯切割钢坯四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程切割好的钢坯再进行加热然后送入锻轧机切割好的钢坯再进行加热然后送入锻轧机在轧机的作用下，钢坯变得越来越细在轧机的作用下，钢坯变得越来越细。四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程降温并送入棒材床进行进一步整理降温并送入棒材床进行进一步整理四、图解钢铁冶炼过程图解钢铁冶炼过程根据不同需要所出的最终产品根据不同需要所出的最终产品五、钢的分类1.按冶炼方法分2.按质量分 按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。钢转炉钢沸腾钢电炉钢平炉钢按冶炼方法分按脱氧程度分半镇静钢镇静钢特殊镇静钢按炉衬材料分为酸性钢
7、和碱性钢五、钢的分类3.按化学成分分4.按用途分 分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金总含量5%5%10108.2 建筑钢材的主要性能 标准试件按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。l0 A0d0l 非标准试件不经过加工，直接在线材上切取的试件。头部头部工作段一、拉伸性能一、拉伸性能0钢材拉伸过程的-图OB弹性阶段BC屈服阶段CD强化阶段DE颈缩阶段A0BCB0DCEDFEC上上屈服点C下下屈服点以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。（1）拉伸试验过
8、程0钢材拉伸弹性阶段示意图AB0弹性阶段p比例极限，MPa。pBB弹性极限，MPa。注：由于A、B两点相距较近，一般认为p=B 。0 钢材拉伸屈服阶段示意图AB0C下C上CBC下C上C屈服阶段放大后0 钢材拉伸强化阶段示意图AB0C下C上CD D D D D强化阶段bb 抗拉强度或强度极限。DC0E钢材拉伸颈缩阶段示意图AB0C下C上CDDE颈缩阶段（2）拉伸过程的参数强度指标屈服强度：抗拉强度：塑性指标伸长率：0AFss0AFbb%100001lll2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度0.2来代替屈服强度。条件屈服点0.
9、2 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。0A0.2%aboa总变形。ba弹性变形99.8%。ob塑性变形0.2%。二、冲击韧性三、硬度 四、工艺性能1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度（直径）a的比值d/a；弯曲角度（90或180）；试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。 通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。四、工艺性能2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。可焊性受化学成分及含量的
10、影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。五、钢材的冷加工强化和时效1.冷加工强化冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。 五、钢材的冷加工强化和时效2.时效钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧
11、性降低的现象称为时效。时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置1520d； 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100200保持2h以上。经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。 8.3 建筑钢材的钢种及牌号 一、碳素结构钢（非合金钢）1.牌号表示法由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；如：Q235AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。 2.牌号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。3.技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。一、碳素结构钢
12、（非合金钢）4.应用Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程中。Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法由代表屈服点的拼音字母（Q）、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺序组成。如Q345A表示屈服点不小于345MPa的
13、A级钢。 2.牌号共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。3.技术要求其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB/T1591 的规定二、低合金高强度结构钢4.应用Q295，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。Q345、Q390，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，C、D、E级钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。Q420、Q460，强度高，特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构。 三、合金结构钢 合金结构钢
14、的表示方法：由含C量及主要合金元素符号组成，前两位数字代表平均含C量（以万分计），其后标写主要合金元素符号。若该元素平均含量小于1.5%时只标写元素符号；若元素平均含量为1.5%2.49%，则在元素符号后加注2，若元素平均含量为2.5%3.49%，则在元素符号后加注3，以此类推。如：35Mn2、45SiMnV等。8.4 钢 筋 一、热轧钢筋1.生产采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。2.分类钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。 3.牌号热轧直条光圆钢筋 ：HPB235热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）
15、、钢筋（Bars）三个词英文首位字母。 推荐公称尺寸：光圆：8、10、12、16、20 ；带肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 一、热轧钢筋4.热轧钢筋的力学性能、工艺性能 应符合下表的规定。表面形状强度等级代号公称直径屈服点s，MPa抗拉强度b，MPa伸长率5，%冷弯d弯心直径a钢筋公称直径不小于光圆HPB23582023537025180d=a月牙肋HRB335625285033549016180d=3a180d=4aHRB400625285040057014180d=4a180d=5aHRB500625285050063012180d=6a180d=7a二、低
16、碳热轧圆盘条1.概述低碳热轧圆盘条的公称直径为5.530mm，大多通过卷线机成盘卷供应，因此称为盘条、盘圆或线材。2.分类按用途分为：供拉丝用盘条（代号L）、供建筑和其他一般用途用盘条（代号J）两种。 3.牌号低碳热轧圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号、用途类别符号等五个内容表示。 二、低碳热轧圆盘条4.力学性能和工艺性能 5.应用大量用作建筑工程中钢筋混凝土的配筋外，还适用于供拉丝、包装及其它用途。 牌 号力学性能冷弯试验180d=弯心直径a=试样直径屈服点s，MPa抗拉强度b，MPa伸长率5，%不小于Q21521537527d=0Q2352354102
17、3d=0.5a低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能 三、冷轧带肋钢筋 1.生产冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。2.牌号按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。 3.规格直径范围为412mm，推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm 三、冷轧带肋钢筋4.力学性能和工艺性能应符合GB13788的相关规定 。5.应用冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30%左右；用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘
18、结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。 建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt四、热处理钢筋 1.概述热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外形分别见右图。代号为RB150。2.规格公称直径6、8.2、10mm。3.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个 。有纵肋无纵肋建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt四、热处理钢筋4.力学性能5.特点及应用 热处理钢筋具有很高的强度外，还具有较好的塑性和韧性，特别适合于预应力构件。 但其对应力腐蚀及缺陷敏感性强，应防止产生锈蚀及刻痕等现象。热处理钢筋不适用于焊接和点焊的钢筋 。预应
19、力混凝土用热处理钢筋的力学性能 公称直径mm牌 号0.2b10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr132514706建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt8.5 钢丝及钢绞线 建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt一、钢丝1.生产以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。 2.分类按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种；按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。3.力学性能应符合相应标准规定。钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋 。建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt二、钢绞线1.生
20、产 由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。2.规格 钢绞线按应力松弛性能分为两级：级松弛（代号）、级松弛（代号）。公称直径有9.0、12.0、15.0mm三种规格。3.特点及应用 钢绞线与其他配筋材料相比，具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。 适用于作大型建筑、公路或铁路桥梁、吊车梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋，广泛地应用于大跨度、重荷载的结构工程中。 建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt本章小结钢材是建筑工程中常用的建筑材料之一。建筑钢材主要包括各种型钢、钢筋、钢丝和钢绞线等； 建筑钢材的主要性能包括力学性能、工艺性能和耐久性三个方面；
21、建筑钢材所用的钢种包括碳素结构钢（非合金钢）、低合金高强度结构钢。 建筑工程中常用的钢筋，其力学性能、工艺性能、化学成分等必须符合相应标准的规定。 钢丝和钢绞线具有强度高、变形较小等特点，主要用作普通预应力混凝土结构及大跨度预应力结构的预应力筋。 建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt1.一个要将中国归于中央集权下的专制一统，一个要恢复天下到六国时代诸侯联盟的松散政制。这看上去好像只是一个是否认同统一的历史趋势的问题，现代人常常站在统一的立场上去批判项羽，仿佛只有用铁骑扫平了六国的秦王才算是一个民族英雄，其实问题并不这么简单。2.诵读识记能力。不少学生虽然能对课文进行朗读，但大多是“小和尚念经有
22、口无心”，不能通过诵读去纠正预习偏差，正字音、明字形，把握好句读、停顿、重音、节奏、语气等，疏通文义，理解大意，变成了“为读而读”；有的则是“为背而读”，要求背诵的段落就去诵读，反之则抛掷一边，这种支离破碎、割裂全篇、只言片语的背诵，将严重影响到对全篇文章的理解3.可以设想，即使没有秦的武力，天下也终将归于一体，这也为汉以后的历史实际所一次次证明。无可否认的是，秦王的铁骑确实使这一过程大大简化了。看上去，历史似乎少走了许多弯路，细想来却又未必。4.先不说铁骑下呻吟的民众，是否也有追求自己那一点卑微的生活自由的权力，就是从文明的发展来说，统一的后果也有许多地方值得怀疑。5.中央集权确实加强了国家
23、的权力，使秦汉帝国成为当时世界上少有匹敌的强大力量。但是，作为代价，从原始社会时代开始积累起来的那一种有限民主（哪怕是统治阶级内部民主），也彻底丧失了。6.春秋战国时期纵横捭阖的士，逐渐变成了可以“倡优畜之”的文人。当秦军焚烧着六国的宫殿，将天下一切珍奇全都劫掠汇聚向咸阳时，中华文明也就从多元变成了一元，从多中心变成了一个或最多两三个中心（所谓“两都”或“三都”）。7.这篇文言文深刻揭露“宫市”对劳动人民的残酷剥削，同时反映了古代时宦者（太监）对贫苦农民百姓的收费的贪婪！选文中的卖柴翁却表现出强烈的反抗精神，在被逼走投无路的情况下，奋起反抗，怒殴宦者，是因为长期被压迫，内心积压的愤恨都发泄了出来。 8.文言文要掌握的知识点确实比较多，实词、虚词、通假字、古今义、词类活用、特殊句式，还有相关的文体文化常识等，都是要求学生识记的内容，但从学生课堂活动的表现来看，他们文言知识掌握之薄弱令人担忧。建筑钢材概述ppt建筑钢材概述ppt
