1、第八章第八章建筑钢材建筑钢材建筑材料 基本要求基本要求 概述概述 钢材的生产与分类钢材的生产与分类 钢材的化学成分与晶体组织钢材的化学成分与晶体组织 钢材的主要技术性能钢材的主要技术性能 钢材的冷强化及时效、热处理和焊接钢材的冷强化及时效、热处理和焊接 钢材的防火和防腐蚀钢材的防火和防腐蚀 建筑钢材的品种与及选用建筑钢材的品种与及选用主要内容主要内容基本要求 教学目标教学目标掌握建筑钢材的主要技术性质和技术标准；掌握建筑钢材的主要技术性质和技术标准；掌握建筑钢材的品种和选用方法；掌握建筑钢材的品种和选用方法；了解钢材化学组成、钢材的腐蚀与防止。了解钢材化学组成、钢材的腐蚀与防止。重点重点建筑钢
2、材的主要技术性能建筑钢材的主要技术性能常用建筑钢材的标准及选用常用建筑钢材的标准及选用 定义定义 特点特点 应用应用 意义意义 指用于工程建设的各种钢材。包括指用于工程建设的各种钢材。包括钢筋钢筋钢丝钢丝型钢型钢钢板钢板钢管钢管 优点优点v比强度高比强度高v塑性好、韧性好塑性好、韧性好v能承受冲击和振动荷载能承受冲击和振动荷载 缺点缺点v易生锈易生锈v耐火性能差耐火性能差v维护费用大维护费用大 建筑钢材可用于：建筑钢材可用于：v大跨度结构大跨度结构v多层及高层结构多层及高层结构v受动荷载作用的工业厂房受动荷载作用的工业厂房建筑钢材是建筑工程中常用的材料建筑钢材是建筑工程中常用的材料钢材的品种多
3、，性质差别大，为了掌握钢材的合理使用，应钢材的品种多，性质差别大，为了掌握钢材的合理使用，应对钢材的生产、组成、性质和用途等知识有一定的理解。对钢材的生产、组成、性质和用途等知识有一定的理解。二、钢材的生产与分类 钢材的生产钢材的生产 钢材的分类钢材的分类生铁：铁碳合金，生铁：铁碳合金，C含量高，约为含量高，约为2.066.67，并含，并含较多杂质。较多杂质。钢：铁碳合金，铁钢：铁碳合金，铁Fe为主要元素：为主要元素：碳碳C含量含量2.06，杂质元素：杂质元素：Mn、Si、S、P、H、O、N等，含量少。等，含量少。冶 炼生 铁钢 生铁中的碳氧化，降低含C量，除去杂质元素，降低其含量高炉高炉熔融
4、熔融低碳钢：低碳钢：0.6%合金钢合金钢低合金钢：低合金钢：10%碳素钢碳素钢化化学学成成分分普通钢：普通钢：0.050%，0.045%优质钢：优质钢：0.035%，0.035%高级优质钢：高级优质钢：0.025%，0.025%，牌号后加牌号后加“高高”或或“A”特级优质钢：特级优质钢：0.015%，0.015%，牌号后牌号后加加“E”含硫量含硫量 含磷量含磷量高高低低钢钢材材质质量量沸腾钢：脱氧不充分，代号沸腾钢：脱氧不充分，代号“F”半镇静钢：介于半镇静钢：介于F与与Z之间，代号之间，代号“b”镇静钢：脱氧充分，代号镇静钢：脱氧充分，代号“Z”特殊镇静钢：脱氧彻底，代号特殊镇静钢：脱氧彻底
5、，代号“TZ”结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）特殊钢：具有特殊物理、化学或机械性质特殊钢：具有特殊物理、化学或机械性质 （不锈钢、耐热钢、耐酸钢、）（不锈钢、耐热钢、耐酸钢、）脱脱氧氧程程度度结结构构用用途途以下为沸腾钢（以下为沸腾钢（A）与镇静钢（）与镇静钢（B）两钢锭的纵剖面，请观察）两钢锭的纵剖面，请观察其结构差别，讨论其性能差异。其结构差别，讨论其性能差异。观察与讨论(B)镇静钢(A)沸腾钢解答：从图中可见，沸腾钢的气泡明显多于镇静钢，沸腾钢沸腾钢是脱氧不完全的钢，浇铸后在钢液冷却时有大
6、量一氧化碳气体外逸，引起钢液剧烈沸腾。沸腾钢内部杂质和夹杂物多，化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差，但生产成本低，可用于一般地建筑结构。而镇静钢镇静钢是指在浇铸时，钢液平静地冷却凝固，基本无一氧化碳气泡产生,是脱氧较完全的钢。钢质均匀密实，品质好，但成本高。镇静钢可用于承受冲击荷载地重要结构。此外，还有比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢，其质量最好，称特殊镇静钢特殊镇静钢，其使用于特别重要的结构工程。脱氧程度与质量介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，称为半镇静钢半镇静钢，其质量较好。观察与讨论工程概况：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成，使用一段工程概况：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而
7、成，使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。案例分析钢结构屋架坍塌钢结构屋架坍塌 钢结构屋架首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差；低碳钢差；且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。金钢中的低合金高强度结构钢。解答：案例分析 钢材的化学成
8、分钢材的化学成分碳碳：炼钢氧化过程中生成，主要以渗碳体：炼钢氧化过程中生成，主要以渗碳体Fe3C存在存在。含碳量含碳量钢的抗拉强度、硬度钢的抗拉强度、硬度塑性、韧性、可焊性、抗腐蚀性塑性、韧性、可焊性、抗腐蚀性硅硅：脱氧剂，：脱氧剂，屈服强度和抗拉强度屈服强度和抗拉强度可焊性、冷加工性可焊性、冷加工性锰锰：脱氧、去硫，具有很强的脱氧、硫能力：脱氧、去硫，具有很强的脱氧、硫能力。可改善钢的热加工性，强度、硬度可改善钢的热加工性，强度、硬度锰含量过高，可焊接性锰含量过高，可焊接性有有 害害 元元 素素硫硫：来自炼铁原料：来自炼铁原料氧氧：常以：常以FeOFeO的形式存在。的形式存在。磷磷：来自炼铁
9、原料，钢的强度和硬度：来自炼铁原料，钢的强度和硬度最大害处：热脆性最大害处：热脆性热加工性、可焊接性热加工性、可焊接性冲击韧性、耐疲劳性、抗腐蚀性冲击韧性、耐疲劳性、抗腐蚀性最大害处：冷脆性最大害处：冷脆性低温冲击韧性、可焊接性低温冲击韧性、可焊接性最大害处：热脆性最大害处：热脆性 强度、机械性能、韧性、可焊性强度、机械性能、韧性、可焊性四、建筑钢材的主要技术性质 拉伸强度拉伸强度 冷弯性能冷弯性能 冲击韧性冲击韧性标准试件标准试件按照一定的要求，对表面进行车削按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件加工后的试件。非标准试件非标准试件不经过加工，直接在线材上切取不经过加工，直接在线材上切取的
10、试件。的试件。（1 1）拉伸过程分四个阶段：）拉伸过程分四个阶段：vOAOA：弹性阶段：弹性阶段vABAB：屈服阶段：屈服阶段vBCBC：强化阶段：强化阶段vCDCD：颈缩阶段：颈缩阶段1.1.低碳钢的拉伸过程低碳钢的拉伸过程0sAFSFsFs 屈服阶段最小的力屈服阶段最小的力(首次回针所对应的力首次回针所对应的力),N),N；AoAo 钢材的原始截面积，钢材的原始截面积，mmmm2 2。v 屈服强度（屈服点）屈服强度（屈服点）上屈服点（上屈服点（B B上上）：）：试样首次屈服前的最大应力；试样首次屈服前的最大应力；下屈服点（下屈服点（B B下下）：）：不计初始瞬时效应的最小应力，不计初始瞬时
11、效应的最小应力，即即屈服点。屈服点。(2(2）拉伸性能指标（）拉伸性能指标（4 4个）个）1.1.低碳钢的拉伸过程低碳钢的拉伸过程强屈比一般不低于强屈比一般不低于1.21.2，抗震结构一般不低于，抗震结构一般不低于1.251.25。0bAFbsb强屈比值得注意：值得注意：强屈比的概念强屈比的概念值值越大越大,可靠性越高可靠性越高,安全性越高安全性越高,但利用率降低，浪费增大。但利用率降低，浪费增大。v 抗拉强度抗拉强度定义：钢材所能承受的最大拉应力。定义：钢材所能承受的最大拉应力。计算式：计算式：试验时，一般以钢材出现颈缩为准。试验时，一般以钢材出现颈缩为准。最大拉力，最大拉力，N N1.1.
12、低碳钢的拉伸过程低碳钢的拉伸过程%100LLL001v 伸长率（塑性指标）伸长率（塑性指标）计算式：计算式：意义：意义：u 值值越大，塑性增强可避越大，塑性增强可避免结构过早破坏；免结构过早破坏；u加工性增强，安全性增强加工性增强，安全性增强。1.1.低碳钢的拉伸过程低碳钢的拉伸过程 A A1 1试样拉断后颈缩处的截面积，试样拉断后颈缩处的截面积，mm2；A A0 0表示钢材的原始截面积，表示钢材的原始截面积，mm2。伸长率伸长率和和断面收缩率断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。%100010AAAv 断面收缩率（塑性指标）断面收缩率（塑性指标）1
13、.1.低碳钢的拉伸过程低碳钢的拉伸过程硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度用条件屈服强度0.2来代替屈服强度。来代替屈服强度。条件屈服点条件屈服点0.2：使硬钢产生：使硬钢产生0.2%塑塑性变形时的应力。性变形时的应力。2.2.高碳钢的拉伸过程高碳钢的拉伸过程v定义：定义：冷弯性能指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯性能指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。v指标指标：弯心直径：弯心直径d d与试件厚度（直径）与试件厚度（直径）a a的比的比d/ad/a 弯曲的角度（弯曲的角度（9090
14、、180180）装好的试件装好的试件 弯曲弯曲180180 弯曲弯曲9090 v判断标准：判断标准：v意义：意义：能反映能反映试件弯曲处的塑性变形试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在，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内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷也能对也能对钢材的焊接质量钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件进行严格的检验，能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。受弯表面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。v 定义：定义：指钢材抵抗冲击荷载的能力指钢材抵抗冲击荷载的能力。v 试验方法：试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。标准试件的弯曲冲击韧性试
15、验。v 指标：指标：试试件缺口处单位截面积上所消耗的功件缺口处单位截面积上所消耗的功,计作计作k,k,J/cmJ/cm2 2。k k值愈大，钢材的冲击韧性愈好。值愈大，钢材的冲击韧性愈好。问题：钢材的冲击韧性的影响因素？答：钢材的冲击韧性对钢材内部的各种缺陷和环境温度非常敏答：钢材的冲击韧性对钢材内部的各种缺陷和环境温度非常敏感，因此，冲击韧性主要受下列因素影响：感，因此，冲击韧性主要受下列因素影响：p钢中的钢中的S、P等有害杂质含量；等有害杂质含量；p成分偏析程度；成分偏析程度；p轧制与焊接质量；轧制与焊接质量；p钢的加工硬化与时效；钢的加工硬化与时效；p环境温度等。环境温度等。钢材的冷加工
16、钢材的冷加工 钢材的时效钢材的时效 钢材的热处理钢材的热处理 钢材的焊接钢材的焊接冷冷加加工工v定义定义：指钢材在常温下进行的加工。：指钢材在常温下进行的加工。v方式：方式：冷拉冷拉冷拔冷拔冷轧：冷轧：v特点：特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高 其屈服强度，这一过程称为其屈服强度，这一过程称为冷加工强化冷加工强化 冷拉冷拉v定义定义：指钢材在常温下拉伸。：指钢材在常温下拉伸。v过程：过程：将钢筋拉至应力将钢筋拉至应力-应变曲线的强应变曲线的强 化阶段内任一点化阶段内任一点K K处，然后缓慢处，然后缓慢 卸去荷载。卸去荷载。v意义：意义：当再度加载时，其屈
17、服点将有所提高当再度加载时，其屈服点将有所提高塑性变形能力将有所降低；塑性变形能力将有所降低；钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高 20%20%25%25%应力应力-应变曲线应变曲线冷拔冷拔v定义定义：是指将光圆钢筋通过硬质合金：是指将光圆钢筋通过硬质合金 拔丝模孔强行拉拔。拔丝模孔强行拉拔。v特点：特点：冷拔比纯拉伸作用强烈冷拔比纯拉伸作用强烈钢筋受拉、挤压作用钢筋受拉、挤压作用如：经过一次或多次的冷拔后得如：经过一次或多次的冷拔后得 到的冷拔低碳钢丝，屈服点可提到的冷拔低碳钢丝，屈服点可提 高高40%40%60%60%，但失去软钢的塑性，但失去软钢的塑性 和韧性而具
18、有硬钢的特点。和韧性而具有硬钢的特点。拉拔模孔拉拔模孔冷轧冷轧v定义定义：将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的：将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的 钢筋。钢筋。钢筋冷轧钢筋冷轧v特点：特点：提高强度、与混凝土的粘结力。提高强度、与混凝土的粘结力。钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形因而因而能较好地保持其能较好地保持其塑性塑性和和内部结构均匀性内部结构均匀性。v冷加工的特点冷加工的特点 ：提高屈服强度，但塑性变形降低提高屈服强度，但塑性变形降低v冷加工的目的：冷加工的目的：经过冷加工的钢材，可适当减小钢筋混凝土经过冷加工的钢材，可适当减小钢筋混凝土 结构设计截面
19、，或减小混凝土中配筋数量结构设计截面，或减小混凝土中配筋数量 从而达到节约钢材的目的。具有明显的经从而达到节约钢材的目的。具有明显的经 济效益。济效益。v注意：注意：冷拔钢丝屈强比较大，相应的安全储备较小。冷拔钢丝屈强比较大，相应的安全储备较小。冷冷加加工工 时时效效v定义定义：经冷拉钢材随时间延长强度提高，塑性、韧性经冷拉钢材随时间延长强度提高，塑性、韧性 降低的现象。降低的现象。v分类：分类：自然时效自然时效 人工时效人工时效v特点：特点：钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点进一步提高，抗拉强度也有提高，塑性、韧性有所降低。高，抗拉强度也有提高，
20、塑性、韧性有所降低。时效过程中应力的消减，弹性模量可基本恢复时效过程中应力的消减，弹性模量可基本恢复。v 自然时效：自然时效：将经过冷拉的钢材于将经过冷拉的钢材于常温下存放常温下存放151520d20d其强度、硬度提高，塑性、韧性降低其强度、硬度提高，塑性、韧性降低v 人工时效：人工时效：将经过冷拉的钢材将经过冷拉的钢材加热到加热到100100200200，并保持一段时间，并保持一段时间这使时效加速这使时效加速v 定义：定义：是指将钢材按一定规则加保温、和冷却、以改变是指将钢材按一定规则加保温、和冷却、以改变其组织，从而获得所需要性能的一种工艺措施。其组织，从而获得所需要性能的一种工艺措施。v
21、热处理方法：热处理方法：n退火退火n正火正火n淬火淬火n回火回火v 定义：定义：钢结构中钢结构中90%90%以上为焊接结构以上为焊接结构,焊接性非常重要焊接性非常重要 v焊接方式：焊接方式：搭接、对接搭接、对接v 焊接要求：焊接要求：焊接处（焊缝及其附近过热区），不产生裂缝及硬焊接处（焊缝及其附近过热区），不产生裂缝及硬 脆倾向。脆倾向。焊接处性能与母材一致焊接处性能与母材一致,即力学性能、工艺性能应合即力学性能、工艺性能应合 格，特别是强度不低于原钢材强度。格，特别是强度不低于原钢材强度。(拉伸试验、冷拉伸试验、冷 弯试验弯试验)v 影响因素：影响因素：碳、合金元素及杂质元素越多，可焊性越小
22、。碳、合金元素及杂质元素越多，可焊性越小。钢材的防锈蚀钢材的防锈蚀 钢材的防锈蚀钢材的防锈蚀钢钢材材的的锈锈蚀蚀v定义：定义：钢材表面与其周围介质发生化学反应而遭到钢材表面与其周围介质发生化学反应而遭到 的破坏。的破坏。v分类分类化学锈蚀化学锈蚀钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀钢材直接与周围介质发生化学反应产生锈蚀,多数是由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。多数是由氧化作用在钢材表面形成疏松氧化物。干燥环境缓慢，温湿度高，发展迅速。干燥环境缓慢，温湿度高，发展迅速。电化学锈蚀电化学锈蚀钢材本身组成和杂质的存在钢材本身组成和杂质的存在,在表面介质的作用在表面介质的作用 下下,各成分电极电位
23、不同各成分电极电位不同,形成微电池，铁元素失形成微电池，铁元素失 去了电子成为去了电子成为FeFe2+2+进入介质溶液，与溶液中的进入介质溶液，与溶液中的OHOH-离子结合生成离子结合生成Fe(OH)Fe(OH)2 2。钢钢材材的的锈锈蚀蚀v结果：结果：在钢材表面形成疏松的氧化物，使钢结在钢材表面形成疏松的氧化物，使钢结构断面减小，构断面减小，降低钢材的性能，降低钢材的性能，因而承载力降低。因而承载力降低。钢钢材材的的防防护护 v三个方面：三个方面：从改变钢材本身的易腐蚀性、隔离环境从改变钢材本身的易腐蚀性、隔离环境 中的侵蚀性介质或改变钢材表面的电化学过程。中的侵蚀性介质或改变钢材表面的电化
24、学过程。v具体措施具体措施采用耐候钢（采用耐候钢（耐大气腐蚀钢耐大气腐蚀钢）金属覆盖金属覆盖：电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面。：电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面。非金属覆盖非金属覆盖：在钢材表面用非金属材料做为保护膜：在钢材表面用非金属材料做为保护膜,如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。混凝土用钢筋的防锈混凝土用钢筋的防锈：o提高砼密实度；提高砼密实度；o钢筋砼保护层厚度钢筋砼保护层厚度；o 限制使用含限制使用含ClCl-的外加剂；的外加剂；o 钢筋涂覆环氧树脂钢筋涂覆环氧树脂或镀锌。或镀锌。建筑钢材的品种及选用建筑钢材的品种及选用 钢结构用钢钢结构用钢u碳素钢碳素钢u低合金高强
25、度结构钢低合金高强度结构钢 钢筋混凝土结构用钢筋钢筋混凝土结构用钢筋u热轧钢筋热轧钢筋u冷轧钢筋冷轧钢筋u冷拉碳素钢冷拉碳素钢碳碳素素结结构构钢钢 v定义定义：指各种钢结构中采用的结构钢和工程用热轧指各种钢结构中采用的结构钢和工程用热轧 钢板、型钢等。钢板、型钢等。v牌号及其表示方法：牌号及其表示方法：举例：举例：Q235Q235A AF F 表示屈服点为表示屈服点为235MPa235MPa，A A级沸腾钢级沸腾钢。Q235Q235B B 表示屈服点为表示屈服点为235MPa235MPa，B B级镇静钢级镇静钢。钢材屈服点代号，用钢材屈服点代号，用“Q”Q”表示表示钢材屈服点数值钢材屈服点数值
26、质量等级代号分质量等级代号分A A、B B、C C、D D四级四级脱氧程度：脱氧程度：F F代表沸腾钢；代表沸腾钢；b b代表半镇定钢代表半镇定钢Z Z代表镇定钢；代表镇定钢；TZTZ代表特殊镇定钢代表特殊镇定钢碳碳素素结结构构钢钢 v选择选择：碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，强度增大，碳素结构钢依牌号增大，含碳量增加，强度增大，但塑性和韧性降低但塑性和韧性降低建筑工程中主要应用建筑工程中主要应用Q235Q235号钢号钢 特点：特点：具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊具有较高的强度，良好的塑性、韧性，可焊性及可加工等综合性能好性及可加工等综合性能好,且冶炼方便且冶炼方便,成本较低，成本较
27、低，因此，广泛用于一般钢结构。因此，广泛用于一般钢结构。Q195Q195、Q215Q215号钢材号钢材 特点：特点：强度较低，但塑性、韧性较好，易于冷加强度较低，但塑性、韧性较好，易于冷加 工，可制作铆钉、钢筋等。工，可制作铆钉、钢筋等。4 4碳碳素素结结构构钢钢v选择选择：Q255Q255、Q275Q275号钢材号钢材 特点：特点：强度高，但塑性、韧性、可焊性差，可用强度高，但塑性、韧性、可焊性差，可用于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等于钢筋混凝土配筋及钢结构中的构件及螺栓等。受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的受动荷载作用结构、焊接结构及低温下工作的 结构，不能选用结构，不能选用
28、A A、B B质量等级钢及沸腾钢。质量等级钢及沸腾钢。低低合合金金高高强强度度钢钢v定义定义在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几 种合金元素，在合金元素的总含量小于种合金元素，在合金元素的总含量小于5%5%的的 结构钢。结构钢。常用的合金元素：常用的合金元素：SiSi、MnMn、TiTi、NbNb、V V和和C C等。等。v牌号及其表示方法：牌号及其表示方法：三部分表示：三部分表示：Q+Q+屈服点数值屈服点数值+质量等级质量等级五个牌号：五个牌号：Q295Q295、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420和和 Q460Q460。低低合合金
29、金高高强强度度钢钢v低合金钢的牌号表示：低合金钢的牌号表示：含碳量含碳量+合金元素种类、含量合金元素种类、含量 前两位数字表示平均含碳量的万分数；前两位数字表示平均含碳量的万分数；其后的元素符号表示按主次加入的合金元素；其后的元素符号表示按主次加入的合金元素；合金元素后面如未附数字，表示其平均含量在合金元素后面如未附数字，表示其平均含量在1.5%1.5%以下；以下；如附有数字如附有数字“2”,2”,表示其平均含量在表示其平均含量在1.5%1.5%2.5%2.5%之之间；间；最后如附有最后如附有“b”,b”,表示为半镇静钢，否则为镇静钢。表示为半镇静钢，否则为镇静钢。如：如：16Mn16Mn 表
30、示平均含碳量为表示平均含碳量为0.16%0.16%，合金元素平均，合金元素平均 含量低于含量低于1.5%1.5%的镇静钢。的镇静钢。低低合合金金高高强强度度钢钢v选用：选用：特点：轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲特点：轻质高强，耐蚀性、耐低温性好，抗冲 击性强，使用寿命长等良好的综合性能；具击性强，使用寿命长等良好的综合性能；具 有良好的可焊性及冷加工性，易于加工与施工。有良好的可焊性及冷加工性，易于加工与施工。尤其适用于高层及大跨度建筑尤其适用于高层及大跨度建筑(如大跨度桥梁、如大跨度桥梁、大型厅馆、电视塔等大型厅馆、电视塔等)的主体结构材料。的主体结构材料。与普通碳素钢相比可节约钢材，而
31、且可以减轻与普通碳素钢相比可节约钢材，而且可以减轻 自重，延长使用寿命，经济效益显著。自重，延长使用寿命，经济效益显著。热热轧轧钢钢筋筋v含义含义：包括热轧光圆钢筋和热轧变形钢筋：包括热轧光圆钢筋和热轧变形钢筋。v牌号及其表示方法：牌号及其表示方法：四个牌号：四个牌号：HPB235、HRB335、HRB400、HRB500牌号意义：牌号意义：R R代表热轧光圆钢筋、代表热轧光圆钢筋、HRBHRB代表热轧带肋钢筋。代表热轧带肋钢筋。热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制而成，表面光圆；热轧光圆钢筋由碳素结构钢轧制而成，表面光圆；热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表带肋。热轧带肋钢筋由低合金钢轧制而成，外表
32、带肋。牌号中的数字：牌号中的数字：表示热轧钢筋的屈服强度。表示热轧钢筋的屈服强度。热热轧轧钢钢筋筋v选用选用：q光圆钢筋的强度较低光圆钢筋的强度较低,但塑性及焊接性好但塑性及焊接性好,便于便于 冷加工冷加工,广泛用做普通钢筋混凝土。广泛用做普通钢筋混凝土。q HRB325HRB325，HRB400HRB400带肋钢筋的强度较高，塑性及带肋钢筋的强度较高，塑性及 焊接性也较好焊接性也较好,广泛用做大、中型钢筋混凝土结广泛用做大、中型钢筋混凝土结 构的受力钢筋。构的受力钢筋。q HRB500HRB500带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差带肋钢筋强度高，但塑性与焊接性较差 ，适宜作预应力钢筋。，适宜
33、作预应力钢筋。冷冷拉拉热热轧轧钢钢筋筋v目的目的：为了提高强度以节约钢筋，工程中常按施工：为了提高强度以节约钢筋，工程中常按施工 规程对热轧钢筋进行冷拉。规程对热轧钢筋进行冷拉。v分级：分级：冷拉冷拉级、冷拉级、冷拉级级冷拉冷拉级、冷拉级、冷拉级级v选用选用q冷拉冷拉I I级钢筋适用作非预应力受拉钢筋。级钢筋适用作非预应力受拉钢筋。q 冷拉冷拉、级钢筋强度较高，可用作预应力混凝级钢筋强度较高，可用作预应力混凝土土 结构的预应力筋。结构的预应力筋。q由于冷拉钢筋的塑性、韧性较差，易发生脆断，由于冷拉钢筋的塑性、韧性较差，易发生脆断，因此，冷拉钢筋不宜用于负温度、受冲击或重复荷载作因此，冷拉钢筋不
34、宜用于负温度、受冲击或重复荷载作用的结构。用的结构。冷冷轧轧带带肋肋钢钢筋筋q冷轧带肋钢筋是用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷冷轧带肋钢筋是用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷 拔减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。拔减径后，在其表面冷轧成三面有肋的钢筋。q冷轧带肋钢筋代号为冷轧带肋钢筋代号为CRCR，按抗拉强度分为三级：，按抗拉强度分为三级：CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970、CRB1170CRB1170，数值表示钢筋应达到的最小抗拉强度值数值表示钢筋应达到的最小抗拉强度值。q冷轧带肋钢筋提高了钢筋的握裹力，可广泛用于冷轧带肋钢筋提高了
35、钢筋的握裹力，可广泛用于 中、小中、小 预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土预应力混凝土结构构件和普通钢筋混凝土 结构构件，也可用于焊接钢筋网。结构构件，也可用于焊接钢筋网。预预应应力力钢钢丝丝v分类：分类：按交货状态分为冷拉钢丝、消除应力钢丝；按交货状态分为冷拉钢丝、消除应力钢丝；按外形分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝；按外形分为光面钢丝、刻痕钢丝、螺旋钢丝；按松驰能力分为按松驰能力分为I I级松驰和级松驰和级松驰两级。级松驰两级。v 代号：代号：RCD(RCD(冷拉钢丝冷拉钢丝)、S(S(消除应力钢丝消除应力钢丝)、SI(SI(消除应力刻痕钢丝消除应力刻痕钢丝)、SH(SH(消除应力螺旋消
36、除应力螺旋 肋钢丝肋钢丝)。v 作用：作用：节约钢材、减小构件截面、节省混凝土。节约钢材、减小构件截面、节省混凝土。v 应用：应用：桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应桥梁、吊车梁、大跨度屋架、管桩等预应 力钢筋混凝土构件中。力钢筋混凝土构件中。预预应应力力钢钢绞绞线线v分类：分类：按捻制结构分为三类：按捻制结构分为三类：用两根钢丝捻制的钢绞线（表示为用两根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 12 2）；）；用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为用三根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 13 3）；）；用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为用七根钢丝捻制的钢绞线（表示为1 17 7）。）。按应力松驰能力分为按应力松驰能力分为
37、I I级松驰和级松驰和级松驰两种。级松驰两种。v应用：应用：主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨主要用于大跨度、大负荷的桥梁、电杆、枕轨 屋架、大跨度吊车梁等。屋架、大跨度吊车梁等。v特点：特点：安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接头安全可靠，节约钢材，且不需冷拉，焊接接头 等加工，在土木工程中得到广泛应用。等加工，在土木工程中得到广泛应用。华北某厂需焊接一座露天需承受动荷载的钢支架，该厂已有华北某厂需焊接一座露天需承受动荷载的钢支架，该厂已有三种碳素结构钢，厚度均为三种碳素结构钢，厚度均为80 mm80 mm，Q235Q235抗拉强度已可满足抗拉强度已可满足设计要求。三种钢材的价格是设
38、计要求。三种钢材的价格是。请选用。请选用。案例分析材料的综合选用Q235AFQ235AFQ235AbQ235AbQ235CQ235C解答：选选不当。不当。Q235AFQ235AF为沸腾钢，其内部杂质和夹杂物较为沸腾钢，其内部杂质和夹杂物较多，化学成分和力学性能不均匀抗冲击韧性特别是低温冲击多，化学成分和力学性能不均匀抗冲击韧性特别是低温冲击韧性差，可焊性差不宜用于承受动荷载的焊接钢结构。请再韧性差，可焊性差不宜用于承受动荷载的焊接钢结构。请再选。选。Q235AbQ235Ab为半沸腾钢，性能虽优于为半沸腾钢，性能虽优于Q235AFQ235AF，但焊接结，但焊接结构应保证碳的极限含量，而构应保证碳
39、的极限含量，而Q235AQ235A钢的含碳量是不作为交货钢的含碳量是不作为交货条件的，一般不用于焊接结构。另外，厚度较大的钢材塑性条件的，一般不用于焊接结构。另外，厚度较大的钢材塑性及冲击韧性及焊接性能一般较差，选用厚度较大的焊接钢结及冲击韧性及焊接性能一般较差，选用厚度较大的焊接钢结构应选用材质较好的钢。构应选用材质较好的钢。解答：案例分析u选择正确。选择正确。u结构钢材的选用至少应具有屈服点、抗拉强度、伸长率三项结构钢材的选用至少应具有屈服点、抗拉强度、伸长率三项机械性能和硫磷含量两项化学成分的合格保证，对焊接结构还机械性能和硫磷含量两项化学成分的合格保证，对焊接结构还应有含碳量的合格保证
40、。应有含碳量的合格保证。u对于较大型构件、直接承受动力荷载的结构，钢材应具有冷对于较大型构件、直接承受动力荷载的结构，钢材应具有冷弯试验的合格保证。弯试验的合格保证。u对于大、重型结构和直接承受动力荷载的结构，还需根据冬对于大、重型结构和直接承受动力荷载的结构，还需根据冬季工作湿度情况，选用的钢材需具有常温。低温冲击韧性的合季工作湿度情况，选用的钢材需具有常温。低温冲击韧性的合格保证。格保证。解答：案例分析主要内容：主要内容：钢材的生产、分类、主要技术性质、冷加工及时效钢材的生产、分类、主要技术性质、冷加工及时效常用钢材的品种及选用常用钢材的品种及选用重点：重点：钢材的主要力学性质钢材的主要力学性质钢材冷加工强化钢材冷加工强化钢材的标准及选用钢材的标准及选用难点：难点：钢材的主要力学性质钢材的主要力学性质钢材冷加工强化钢材冷加工强化钢材的选用钢材的选用The end of this Part.Thanks!
