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常用铸造合金及其熔炼课堂讨论学生...
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官方公共微信第八章建筑钢材第八章 建筑钢材主要授课内容本章教学目标学习：建筑钢材的技术性能 熟悉：建筑钢材的常用钢种及应用 掌握：钢筋混凝土用建筑钢材 了解：建筑钢材的锈蚀与防止第八章建筑钢材第一节 概 述<b
r />第一节 概 述钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工 制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的 材料。 简单的说，钢材就是含碳量大于0.025%, 小于2.11%的铁碳合金。第八章建筑钢材第一节 概 述什么是建筑钢材？?钢材是钢锭、钢坯经过冷、热加工而得到的各种定型产品。?建筑钢材是指在建筑工程中使用的各种钢材，一用于钢结构的各种型材（如圆钢、角 钢、工字钢等）、钢管、钢板，二用于钢筋 混凝土的各种钢筋、钢丝、钢绞线等。第八章建筑钢材第一节 概 述第八章 建筑钢材第一节 概 述一、铁的概念定义：将铁矿石、熔剂（石灰石）燃料（焦炭）在高炉内熔炼，经过还原反应和造渣反应，以碳还原其 中的氧化铁（Fe3O4、 Fe2O3、 FeO）而得到含碳 量大于2％（2.06～6.67%）的Fe―C铁碳合金，称为 生铁。 生铁硬而脆，无塑性和韧性，不能进行焊接、锻 造、轧制等加工。 根据碳与铁的结合形态分为：白口铁与灰口铁。 灰口铁也称为铸铁。 用途：在建筑工程中，铸铁主要用来铸造上、下水管， 连接件，窑井和排水沟盖等。第八章 建筑钢材第一节 概 述? 白口铁：白口铸铁，俗称生铁， 白口铁含碳量2.01～4.3％，碳以渗碳体（Fe3C）形式存在，断口白亮，呈银 白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故 又称炼钢生铁。 （含碳量4.3％时含碳量2.01～4.3％在铁 中饱和。碳化铁是白色的，又硬又脆，含量过多时，铁会 像石头一样。失去可塑性。 ）用这种铁做的零件，切削 困难，所以白口铁主要用来炼钢。? 灰口铁：灰口铸铁，含碳量大于4.3％，过饱和的碳以游离石墨（C）形式存在。碳以片状石墨形态分布的称灰口 铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。? 球墨铸铁：若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可 得特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅度提高。第八章 建筑钢材第一节 概 述? 石墨和碳化铁也可以互相转化，决定性条件有两个：一是铁 水的化学成分，如果铁水含硅量高，能促进碳化铁分解，变 成石墨，所以铸造铁的含硅量总是高的；另一个因素是铁水 凝固的快慢在成分适合时，如果冷得太快，铁水中的碳化铁 来不及分解，便成为白口铁。如果冷得慢，碳化铁分解成石 墨和铁，这样就变成灰口铁。 灰口铁中的 碳（C）在铁中有石墨和碳化铁两种状态。 石墨是碳的一种形态。石墨是片状的碳，滑润柔软，像煤屑 一样，很不坚固，散存在铁中，将铁基体割裂，好像铁中有 很多条状的窟窿，破坏了铁的坚固性。这种以石墨状态存在 于铁中的碳，将铁染成灰色，所以叫灰口铁。灰口铁因含柔 软的石墨，做成机器零件，易被机床切削。石墨在液体铁水 中有“润滑”作用，使铁水流动性变好，适合于浇注铸件， 所以灰口铁又叫铸造铁。第八章 建筑钢材第一节 概 述? 马口铁：又叫镀锡铁，―其实是 镀锡低碳钢。马口铁主要用来制造餐具和饮具，如马口铁锡罐头食品业，工业上 常见有如各种直径的镀锡、镍铁丝等。? 白铁皮：又叫镀锌铁，―其实是 镀锌低碳钢。常见如镀锌钢板。在白铁皮的表面，那冰花一般、闪闪发亮的金属， 就是锌。还有我们常说的“铅丝”，其实是镀锌的铁丝。 还有自行车的辐条、五金零件和仪表螺丝等，也是镀锌的 制品。它们表面这薄薄的一层镀锌外皮，抵挡住潮气的侵 袭，能保护内部的钢铁不受腐蚀。? 镀锌好，钛造价太高，铝易变形，钛的熔点较高，且 昂贵故用于航天。铝相比与锌效果差些，且比锌贵。第八章 建筑钢材第一节 概 述? 钢铁：又叫铁碳合金 ，Fe（铁）与C(碳)、Si(硅)、Mn(锰)、P(磷)、S(硫)以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe(铁) 外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用。按含碳的含量 的不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为 0.03%～2%的铁碳合金。 ? 碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而 且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳 量不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量升高， 碳钢的硬度增加、韧性下降。 ? 合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素， 使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如 高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中 的合金元素有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。? 生铁：含碳量2%～4.3%的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰 口铁和球墨铸铁。第八章 建筑钢材第一节 概 述二、钢 的 概 念定义：钢是由生铁冶炼而成。 炼钢的原理――将熔融的生铁进行氧化，使碳 的含量降低到一定限度，同时把其它杂质的含 量也降低到容许的范围内。 即：含碳量在2％以下，有害杂质含量较少的 Fe―C合金称为钢。 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。第八章建筑钢材第一节 概 述?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。第八章建筑钢材第一节 概 述三、钢的冶炼、加工及对钢材性能的影响1. 铁的冶炼生铁的冶炼过程是：将铁矿石、熔剂（石灰石）、 燃料（焦炭）置于高炉中,约在1750℃高温下，石灰 石与铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生 成铁渣，浮于铁水表面，铁渣和铁水分别从出渣口和 出铁口放出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出 的生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。生铁又分为炼 钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。生铁硬而 脆、无塑性和韧性、不能焊接、锻造、轧制。第八章建筑钢材第一节 概 述2. 钢的冶炼铁矿石去杂质（C 等）生铁除 C、P、S钢炼钢： （1）除碳氧化 还原 2Fe+O2 FeO+C 2FeO Fe+CO第八章建筑钢材第一节 概 述（2）造渣 Si、Mn P、S 加石灰石钢渣 SiO2 、MnO2 5Fe+Ca3(PO4)2 FeO+CaS2FeO+2P+3CaO FeS+CaO （3）脱氧由于 FeO 降低钢的质量，需加脱氧剂（还原剂） ： 锰铁、硅铁或铝锭等。第八章 白口铁 脱 氧建筑钢材第一节 概 述吹入空气或氧气熔融液态生铁 钢浇注成钢锭按照炼钢炉的种类，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：炼制优质碳素钢。第八章建筑钢材第一节 概 述四、钢的分类1. 按冶炼方法分按冶炼方法分 平炉钢 转炉钢 电炉钢 按炉衬材料分为 酸性钢和碱性钢钢按脱氧程度分沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢2. 按质量分按硫S和磷P元素含量，分为普通质量钢、 优质钢和高级（特殊)质量钢。第八章建筑钢材第一节 概 述3. 按化学成分分低碳钢 碳素钢 中碳钢 高碳钢 C＜0.25% C=0.25%～0.60％ C＞0.60％钢合金钢低合金钢 中合金钢 高合金钢合金总含量＜5%5%～10％ ＞10％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）。第八章建筑钢材第一节 概 述按冶炼方式分类分类三大类:（1）转炉钢（2）平炉钢（3）电炉钢；（1）转炉钢：? 以熔融的铁水为原料、由转炉的底部或侧面向转炉中吹入 高压热空气（或氧气）进行冶炼而得到的钢，叫做转炉钢；? 转炉钢的缺点：? 吹炼时易混入空气中的氮、氢等杂质，故建筑中常用的是氧 气转炉钢；? 熔炼时间短，杂质含量不易控制，因此质量差；第八章建筑钢材第一节 概 述※ 氧气转炉钢法：? 吹炼时若吹如氧气，则能有效除去磷、硫等杂质，可显 著提高钢的质量，故建筑中常用的是氧气转炉钢； ? 熔炼时间短，生产效率高，已成现代炼钢法的主流；主 要炼制优质碳素合金钢。（2）平炉钢：? 以固态或液态的生铁、铁矿石或废钢为原料、用煤气或 重油为燃料在平炉中冶炼而得到的钢，叫做平炉钢； 平炉钢的特点： ? 熔炼时间长，化学成分能得以精确控制，所以易控制质 量，杂质少，因此质量好，但能耗大、冶炼周期长、成 本较转炉钢高；平炉炼钢法主要炼制优质钢。第八章建筑钢材第一节 概 述（3）电炉钢：? 用电热进行高温冶炼而得到的钢。 一般用高压电弧作为热源，故熔炼的温度高，且 温度可以自由调节，清除杂质则容易得多，故电 炉钢的质量最好； 电炉钢的特点： ? 熔炼温度可自由调节，清除杂质彻底，因此质量 最好，但成本最高； ? 一般建筑中很少用电炉钢。第八章建筑钢材第一节 概 述在铸锭冷却过程中，由于钢内某些元素在铁的液相中的溶解度高于固相，使这些元素向凝固较迟的钢锭中心集中，导致化学成分在钢锭截面上分布不均匀，这种现象称为化学偏析，其中尤以硫、磷最为严重。偏析现象对钢的质量有很大影响。第八章建筑钢材第一节 概 述按脱氧的方式分类在冶炼钢时，由于氧化作用而生成FeO，并残留在钢水 中，降低了刚的质量，在炼钢后期精炼时，要进行脱氧处 理，即在炉内或钢包中加入脱氧剂（锰铁、硅铁、铝锭等） 进行脱氧，使FeO还原成Fe。按脱氧程度不同钢可分为： （1）沸腾钢；（2）镇静钢；（3）半镇静钢 沸腾钢：仅用弱脱氧剂锰铁，脱氧不完全。钢水中残存的 FeO与C化合生成CO，浇注刚定时有大量CO气泡逸出，引 起钢水沸腾，故称沸腾钢。 镇静钢：用必要数量的的硅锰铝进行彻底脱氧，在浇注钢 锭时钢水平静凝固，故称镇静钢。其组织致密，化学成分 均匀，机械性能好，是质量好的钢种，但成本高。适用于 承受冲击、振动荷载或重要焊接结构等部位。第八章建筑钢材第一节 概 述（1）沸腾钢 ?沸腾钢的特点： 含杂质较多，质量较差，致密性差，但成本低。 （2）镇静钢 ?镇静钢的特点： 结构致密，成分均匀，性能稳定，是质量较好 的钢种，但是产品率低，且成本较高。 （3）半镇静钢 ?半镇静钢的特点： 脱氧程度以及钢的质量介于沸腾钢和半镇静钢 之间。第八章建筑钢材第一节 概 述空气转炉钢 成本低，质量差 炼钢方法： 氧气转炉钢 先进，质量较好 平炉钢 成本高，质量好 沸腾钢 脱氧很不完全 FeO+C 脱氧程度： 半镇静钢 镇静钢 脱氧很完全 *沸腾钢中 C、P、S 偏析严重，致密性差，冲击韧性和可焊性较差，但成本低，消耗脱氧剂少，收缩孔少，成品率高。F第八章建筑钢材第一节 概 述按压力加工方式分类(1）热加工钢材： 是将钢锭加热到一定温度，使得钢锭成呈塑性状 态进行的压力加工，如热轧、热锻； （2）冷加工钢材： 指在常温下进行加工的钢材； 压力加工的目的：排掉冶炼、铸锭过程中钢材结 构的不均匀、气泡等缺点；第八章建筑钢材第一节 概 述最常见的钢材加工方式：?热轧（压力热加工） ?冷加工（常温冷拉、冷拔、冷轧） ?热处理 ?时效?自然时效：冷拉后常温下放15~20天； ?人工时效：加热100~200℃，存放一段时间。第八章建筑钢材第一节 概 述按化学成分分类分类：（1）碳素钢；（2）合金钢 （1）碳素钢： 指含碳量小于2%的钢，一般又分为以下三种： 碳素钢分为：低碳钢、中碳钢、高碳钢 （2）合金钢： 为改善钢的某些性质而特意加入的一定量 的一种或几种合金元素；如硅、锰和镍等； ? 合金钢分为低合金钢、中合金钢、高合金钢、 中碳钢、高碳钢。第八章建筑钢材第一节 概 述按主要质量等级分类（1）普通质量钢；（2）优质钢；（3）高级优质钢；钢材按用途分为三大类：（1）结构钢：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素 结构钢和低合金高强度结构钢； （2）工具钢：用于各种切削工具的钢； （3）特种钢：具有特殊性能的钢，如耐酸钢、耐热 钢、耐磨钢、不锈钢、磁钢等；第八章建筑钢材第一节 概 述建筑钢材按用途分类1、钢结构用钢； 2、混凝土结构用钢；总结：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素 结构钢和低合金高强度结构钢；分类方法 碳素 钢类别 低碳钢 中碳钢 高碳钢 低合金钢 合金 钢 中合金钢 高合金钢 沸腾钢 含碳量 & 0.25％ 含碳量0.25％～0.60％ 含碳量 & 0.60％ 合金元素总含量 & 5％特性按化学成分 分类合金元素总含量5％～10％ 合金元素总含量 & 10％ 脱氧不完全，硫、磷等杂质偏析较严重，代号为“F” 脱氧完全，同时去硫，代号为“Z” 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，代号为“B” 比镇静钢脱氧程度还要充分彻底，代号为“TZ”按脱氧程度 分类镇静钢 半镇静钢 特殊镇静钢 普通钢含硫量 ≤ 0.055％～0.065％，含磷量≤ 0.045％～0.085 ％含硫量 ≤ 0.03％～0.045％，含磷量≤ 0.035％～0.045％ 含硫量 ≤ 0.02％～0.03％，含磷量≤ 0.027％～0.035％ 工程结构构件用钢、机械制造用钢按质量分类优质钢 高级优质钢 结构钢按用途分类工具钢特殊钢各种刀具、量具及模具用钢具有特殊物理、化学或机械性能的钢，如不锈钢、耐热钢、第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能第二节 建筑钢材的主要技术性能第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢材的性能主要包括：力学性能、工艺 性能和化学性能。只有了解、掌握钢材的各种性能才能正 确、经济、合理地选择和使用钢材。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能1、强度建筑钢材的抗拉强度包括：屈服强度、极限 抗拉强度、疲劳强度。 （1）屈服强度（或称屈服极限） 钢材在静荷载的作用下，开始丧失对变形的 抵抗能力，并产生大量塑性变形的应力。屈服强 度对钢材的使用有着重要的意义，当构件的实际 承受的应力达到屈服点时，将产生不可恢复的永 久性变形，这在建筑结构中是不允许的，因此屈 服强度是确定钢材容许应力的主要依据。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（2）极限抗拉强度（或称抗拉强度）钢材在拉力的作用下能承受的最大拉应力。抗拉强 度虽然不能直接作为计算的依据，但屈服强度和抗拉强度 的比值即屈强比，在工程上很有意义。屈强比越小，结构 的可靠性越高，即防止结构破坏的潜力越大；但此值太小 时，钢材的有效利用率太低，合理的屈强比一般在 0.6~0.75之间。屈服强度和强度极限是钢材力学性质的主 要检验指标。（3）疲劳强度钢材承受交变荷载的反复作用时，可能在远低于屈服 强度时发生破坏，这种破坏成为疲劳破坏。钢材疲劳破坏 的指标即疲劳强度，或称疲劳极限。疲劳强度是试件在交 变应力作用下，不发生疲劳破坏的最大主应力。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2、弹性钢材在静荷载作用下，应力和应变成正比，这一阶段 成为弹性阶段，具有这种变形特征的性质称为弹性。在此 阶段中应力和应变的比值称为弹性模量，即 E=ζ /ε ， 单位MPa。弹性模量是衡量钢材抵抗变形能力的指标，E越大， 使其产生一定量弹性变形的应力值越大；在一定应力下， 产生的弹性变形越小。在工程上，弹性模量反映了钢材的 刚度，是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能3、塑性建筑钢材应有很好的塑性，在工程中，钢材的 塑性通常用伸长率（或断面收缩率）和冷弯来表示。 (1) 伸长率：是指试件拉断后，标距长度的增量 与原标距长度之比，符号δ，常用%表示， (2) 冷弯 钢材在常温下承受弯曲变形的能力。冷弯是通 过检验试件经规定的弯曲程度后，弯曲处外面及侧 面有无裂纹、起层、鳞落和断裂等情况进行评定的。 一般用弯曲角度α以及弯心直径d与钢材的厚度或直 径a的比值来表示。弯曲角度α越大，d与a的比值越 小，表明冷弯性能好。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能4、冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。 符号αk ，单位（J/cm2）越大，说明钢材的韧性越 好。5、硬度硬度是在表面局部体积内，抵抗其他较硬物体 压入产生塑性变形的能力，通常与抗拉强度有一定 的关系。目前测定钢材硬度的方法很多，最常用的 有布氏硬度，用HB表示。 建筑钢材常以屈服强度、抗拉强度、伸长率、 冷弯、冲击韧性等性质作为评定牌号的依据。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能一、钢材的力学性能钢材的力学性能是指钢材在受力所表现出的 反应强度、弹性、塑性和韧性等的拉伸性能、冲 击韧性性能、疲劳强度、硬度等力学性能。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（一 ）拉伸性能低碳钢受拉到拉断，共经历了四个阶段： ? 弹性阶段（I）：测定弹性模量； ? 屈服阶段（II）：测定屈服强度；? 强化阶段（III）：测定抗拉强度；? 颈缩阶段（IV）：测定伸长率。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢筋的拉伸实验
第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能1. 低碳钢的拉伸性能? 标准试件 按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。d0A0工作段l0头部l头部? 非标准试件 不经过加工，直接在线材上切取的试件。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能σ上屈服点DC上（1）拉伸试验过程OB―弹性阶段B ACC下下屈服点EBC―屈服阶段 CD―强化阶段 DE―颈缩阶段0Fε以下屈服点的应力作 为钢材的屈服强度。钢材拉伸过程的σ-ε图第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能σ弹性阶段σBB σp A0ε1. OB―弹性阶段 曲线中OA段是一条直线，应力 与应变成正比。如卸去外力，试 件能恢复原来的形状，这种性质 即为弹性，此阶段的变形为弹性 变形。与A点对应的应力称为弹 性极限，以σp表示。应力与应变 的比值为常数，即弹性模量E， E=σ/ε。弹性模量反映钢材抵抗 弹性变形的能力，是钢材在受力 条件下计算结构变形的重要指标。1.钢材拉伸弹性阶段示意图σp―比例极限，MPa。 σB―弹性极限，MPa。 注：由于A、B两点相 距较近，一般认为 σp=σB 。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2. BC―屈服阶段应力超过A点后，应力、应变不再成正比关系，开始 出现塑性变形。应力的增长滞后于应变的增长，当应力达 B上点后（上屈服点），瞬时下降至B下点（下屈服点）， 变形迅速增加，而此时外力则大致在恒定的位置上波动， 直到B点，这就是所谓的“屈服现象”，似乎钢材不能承 受外力而屈服，所以BC段称为屈服阶段。与B下点（此点 较稳定、易测定）对应的应力称为屈服点（屈服强度）， 用ζs表示。 钢材受力大于屈服点后，会出现较大的塑性变形，已 不能满足使用要求，因此屈服强度是设计上钢材强度取值 的依据，是工程结构计算中非常重要的一个参数。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能σ屈服阶段C上放大后C上C BB ACC下C下0ε2.钢材拉伸屈服阶段示意图第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能3. CD―强化阶段当应力超过屈服强度后，由于钢材内部组织中的晶格 发生了畸变，阻止了晶格进一步滑移，钢材得到强化，所 以钢材抵抗塑性变形的能力又重新提高，C一D呈上升曲线， 称为强化阶段。对应于最高点D的应力值（ζb）称为极限 抗拉强度，简称抗拉强度。显然， ζb 是钢材受拉时所能承受的最大应力值。屈服 强度和抗拉强度之比（即屈强比＝ ζs ／ ζb ）能反映钢材 的利用率和结构安全可靠程度。屈强比越小，其结构的安 全可靠程度越高，但屈强比过小，又说明钢材强度的利用 率偏低，造成钢材浪费。建筑结构钢合理的屈强比一般为 0.60～0.75。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能σσbC上D强化阶段B ACC下 σb―― 抗拉强度 或强度极限。0ε3.钢材拉伸强化阶段示意图第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能4. DE―颈缩阶段 试件受力达到最高点D点后，其抵抗变 形的能力明显降低，变形迅速发展，应力 逐渐下降，试件被拉长，在有杂质或缺陷 处，断面急剧缩小，直到断裂。故DE段称 为颈缩阶段。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能σC上D B A CC下DE――颈缩阶段E0ε4.钢材拉伸颈缩阶段示意图第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（2）拉伸过程的参数?强度指标Fs ?屈服强度： ? s ? A0Fb ?抗拉强度： ? b ? A0?塑性指标?伸长率： ? ? l1 ? l 0 ? 100% l0第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢筋塑性指标? 伸长率：试件拉段后，标距长度的增量与原标距 长度之比 ； ? ? ( l1 ? l 0 ) ? 100 %l0? 断面收缩率：是指断面口处的面积收缩量与原 面积之比； ? 冷弯性能：指钢材在常温下承受弯曲的能力。 冷弯曲实验一般是把钢材按规定的角度（90或 180度）与n (n=弯心直径d/钢材的厚度或直径a) 进行弯曲。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能伸长率是衡量钢材塑性的一个重要指标，δ 越大说明钢材的塑性越好。而一定的塑性变形能 力，可保证应力重新分布，避免应力集中，从而钢 材用于结构的安全性越大。塑性变形在试件标距内的分布是不均匀的，颈 缩处的变形最大，离颈缩部位越远其变形越小。所 以原标距与直径之比越小，则颈缩处伸长值在整个 伸长值中的比重越大，计算出来的δ 值就大。通常 以δ 5和δ 10分另表示 L0＝5d0和 L0＝10d0时的伸长 率。对于同一种钢材，其δ 5 &δ 10。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2. 硬钢（高碳钢）的拉伸性能?中碳钢与高碳钢（硬钢）: 拉伸曲线与 低碳钢不同，屈服现象不明显，难以测 定屈服点，则规定产生残余变形为原标 距长度的0.2％时所对应的应力值，作为 硬钢的屈服强度，也称条件屈服点，用 ζ 0.2表示。如图所示。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能硬钢（高碳钢）的拉伸性能曲线图 σ A ? 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 σ0.2来代替屈服强度。 ε0b a0.2%? 条件屈服点σ0.2 ：使硬 钢产生0.2%塑性变形 时的应力。见左图。oa――总变形。 ba――弹性变形99.8%。 ob――塑性变形0.2%。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（二）冲击韧性1、定义及指标?指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其 大小用冲击韧性值αk 表示。αk 越大，则冲 断试件所消耗的能量越多，即钢材断裂前吸 收的能量越多，表明钢材的冲击韧性越好。? αk 是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上 所消耗的功（J/cm2）。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2、影响因素?硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂 物，焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲 击韧性。 ?对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必 须考虑冲击韧性。 ?试验表明，钢材的冲击韧性随温度的降低而下 降，开始下降缓和，当达到一定温度会突然下 降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的冷脆性。 脆性临界温度越低表明钢材的低温冲击韧性越 好。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢材的冲击韧性与钢的化学成分、冶炼与加工有关。 一般来说，钢中的P、S含量越高，夹杂物以及焊接中形成 的微裂纹等都会降低冲击韧性。 钢材的冲击韧性还受温度和时间的影响。常温下，随 温度的降低，冲击韧性降低的很小，此时破坏的钢件断口 呈韧性断裂状；当温度降至某一温度范围时， αk 突然 发生明显下降，钢材开始呈脆性断裂，这种性质称为冷脆 性，发生冷脆性时的温度（范围）称为脆性临界温度（范 围）。低于这一温度时， 降低趋势又缓和，但此时αk 值很小。 在北方严寒地区选用钢材时，必须对钢材的冷脆性进 行评定，此时选用的钢材的脆性临界温度应比环境最低温 度低些。由于脆性临界温度的测定工作复杂，规范中通常 是根据气温条件规定-20℃或-40℃的负温冲击值指标。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能冷脆性和时效? 钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境 温度都会影响钢材的冲击韧性。 ? 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其 规律是开始下降缓和，当达到一定温度范围时， 突然下降很多而呈脆性，这种脆性称为钢材的 冷脆性。 ? 发生冷脆时的温度称为临界温度，其数值愈低， 说明钢材的低温冲击性能愈好。所以在负温下 使用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温 度为低的钢材。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?发生冷脆时的温度称为临界温度，其数值愈 低，说明钢材的低温冲击性能愈好。所以在负温 下使用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温 度为低的钢材。 ? 随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲 击韧性下降的现象称为时效。完成时效变化的过 程可达数十年，但是钢材如经受冷加工变形，或 使用中经受震动和反复荷载的影响，时效可迅速 发展。因时效而导致性能改变的程度称为时效敏 感性，对于承受动荷载的结构应该选用时效敏感 性小的钢材。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（三）疲劳强度钢材在交变应力的作用下，应力在远 低于其抗拉强度时突然破坏，这种破坏称 为疲劳破坏。钢材疲劳破坏的应力指标用 疲劳强度（或称疲劳极限）来表示，它是 指试件在交变应力的作用下，不发生疲劳 破坏的最大应力值。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（四） 硬度硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力， 亦即钢材表面抵抗塑性变形的能力。 测定钢材硬度采用压入法。即以一定的静荷载（压 力），把一定的压头压在金属表面，然后测定压痕的面 积或深度来确定硬度。按压头或压力不同，有布氏法、 洛氏法等，相应的硬度试验指标称布氏硬度（HB）和洛 氏硬度（HR）。测定钢材的硬度常用布氏法，布氏硬度 值HB越大，表示钢材越硬。 材料的强度越高，则抵抗塑性变形的能力越强，硬 度值也越大。由试验可得HB值与抗拉强度ζ b之间存在以 下经验公式： 当HB&175时， ζ b ≈3.6HB; 当HB＞175时，ζ b ≈3.5HB。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能例1：为什么说屈服点（σs）、抗拉强度（σb）和伸长率（δ）是建筑工程用钢的重要技术性能指标？ ?屈服点（ζ s）是结构设计时取值的依据，表示钢材在 正常工作时承受应力不超过ζ s值；?屈服点与抗拉强度的比值（ζ s／ζ b）称为屈强比。它反映钢材的利用率和使用中安全可靠程度；?伸长率（δ）:表示钢材的塑性变形能力。?钢材在使用中，为避免正常受力时在缺陷处产生应力集中发生脆断，要求其塑性良好，即具有一定的伸长率， 可以使缺陷处应力超过ζ s时，随着发生塑性变形使应力 重分布，而避免结构物的破坏。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能例2：[工程实例分析] 钢结构屋架倒塌概况：某厂的钢结构屋架是用中碳钢焊接而成的， 使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。分析讨论： 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；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。 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。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能二、钢材的工艺性能（一） 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。第八章a建筑钢材d a a d a第二节 钢材的技术性能ada a a180 d=3a180 d=2a180 d=a180 d=0钢材的冷弯试验（规定弯曲角度α 为1800） 通过冷弯试验更有助于暴露钢材的某些内在缺陷。相 对于伸长率而言，冷弯是对钢材塑性更严格的检验，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，冷弯试验对焊接质量也是一种严格的检验，能揭示焊 件在受弯表面存在未熔合、微裂纹及夹杂物等缺陷。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（二）钢材的冷加工强化、及时效? 冷加工：指的是钢材在常温下进行的加工，常 见的有冷拔、冷拉、冷轧，冷扭、刻痕等； ? 时效：钢材随着时间的延长，强度和硬度提高， 而塑性、韧性下降的现象； ? 在冷加工状态下，时效性特别明显。 ? 分为自然时效和人工时效两种。? 一般建筑用钢筋常利用冷加工、时效作用来提 高钢筋的强度。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能冷加工强化 冷加工：将钢材在常温下进行拉、轧等加工。强化：钢材经冷加工，提高了其屈服强度。时效处理时效：冷加工后，随着时间的延长，塑性和韧性逐 渐下降。时效处理： ①自然时效 （常温下15~20天） ②人工时效（100~200℃下2~3天） 冷加工强化、时效强化的应用： 钢筋冷拔→屈服强 度↑→ 钢筋用量↓第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能冷拉及时效后ζs应力未冷拉ζs冷拉后ζs应变钢材冷拉时效强化示意图第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能1. 冷加工强化?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，产生一定的塑性 变形，使屈服强度、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。 ?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。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能冷拉是将热轧钢筋用冷拉设备加力进行张拉， 使之伸长。钢材经冷拉后倔服强度可提高20％～ 30％，可节约钢材10％～20％，钢材经冷拉后屈 服阶段缩短，伸长率降低，材质变硬。 冷拔是将光面圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔 强行拉拔，每次拉拔断面缩小应在10％以下。钢 筋在冷拔过程中，不仅受拉，同时还受到挤压作 用，因而冷拔的作用比纯冷拉作用强烈。经过一 次或多次冷拔后的钢筋，表面光洁度高，屈服强 度提高40％～60％，但塑性大大降低，具有硬钢 的性质。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2. 时效?钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而 塑性、冲击韧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 15～20d； ?人工时效是将冷加工后的钢材加热至 100～200℃保持2d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。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能O K1 K A BC1 C D1 冷拉无时效 冷拉经时效 D 未冷拉OO钢筋冷拉时效后应力―应变图的变化第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢材经冷加工及时效处理后，其性质变化的规律， 可明显地在应力―应变图上得到反映，如图所示。图 中OABCD为未经冷拉和时效试件的σ―ε曲线。当试 件冷拉至超过屈服强度的任意一点K，卸去荷载，此 时由于试件已产生塑性变形，则曲线沿KO’下降，K0’ 大致与AO平行。如立即再拉伸，则σ一ε曲线将成为 0’KCD（虚线），屈服强度由B点提高到K点。但如 在K点卸荷后进行时效处理，然后再拉伸，则σ一ε曲 线将成为0’K1C1D1，这表明冷拉时效以后，屈服强 度和抗拉强度均得到提高，但塑性和韧性则相应降低。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（三）焊接性能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。如硫产生热脆性，使焊缝处产生硬脆及热 裂纹。又如，含碳量超过0.3％，可焊性显著下 降等。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好 的可焊性。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能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。在建筑工程中，各种型钢、钢板、钢筋及预埋件等需用焊接加工。钢结构有90％以上是焊接 结构。焊接的质量取决于焊接工艺、焊接材料及 钢的焊接性能。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术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。可焊性好的钢材指易于用一般焊 接方法和工艺施焊，焊口处不易形成裂纹、气孔、 夹渣等缺陷；焊接后钢材的力学性能，特别是强度 不低于原有钢材，硬脆倾向小。钢材可焊性能的好 坏，主要取决于钢的化学成分。含碳量高将增加焊 接接头的硬脆性，含碳量小于0.25％的碳素钢具有 良好的可焊性。 钢筋焊接应注意的问题是：冷拉钢筋的焊接应 在冷拉之前进行；钢筋焊接之前，焊接部位应清除 铁锈、熔渣、油污等；应尽量避免不同国家的进口 钢筋之间或进口钢与国产钢筋之间的焊接。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能三化学元素对钢材性能的影响1. 钢材的化学成分及对性能的影响?化学成分：铁、碳、硅、锰、硫、磷等， 氧、氮及各种合金元素。 （1）碳：建筑钢材含碳量不大于0.8％。?随着钢中碳含量的提高，强度和硬度相应提高， 而塑性和韧性则相应降低；当碳＞0.3%时钢材 的焊接性显著降低，同时增加钢的冷脆性和时 效敏感性，降低抗大气锈蚀性。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?（2）硅：当硅是钢的有益元素，含量较低（小于1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显；但当大于1%有害。?（３）锰：锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在0.8%～1％范围内，它的作用主要是使强度硬度显著提高，而几乎不降低塑性和韧 性；锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的 热加工性质改善。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（４）硫：硫是很有害元素。呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种 机械性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易 于产生热裂纹，显著降低可焊性。（５）磷：为有害元素，含量提高，钢材的强度提高，但塑性和韧性显著下降，特别是温度愈低， 对韧性和塑性的影响愈大，磷在钢中的偏析作用 强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可 焊性。 磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢 中可配合其他元素作为合金元素使用。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（６）氧：为有害元素。主要存在于非金属夹杂物内，可降低钢的机械性能，特别是韧性；氧有促进 时效倾向的作用，氧化物造成的低熔点亦使钢的可 焊形变差。（７）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢材的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。氮可 加剧钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 ?在有铝、钛、铌、钒等的配合下，氮可作为低合 金钢的合金元素使用。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能（８）钛：钛是强脱氧剂。它能显著提高强度，改善韧性和可焊性，减少时效倾向，是常用的合金元素。（９）钒：钒是强的碳化物和氮化物形成元素。能有效提高强度，并能减少时效倾向，但增加 焊接时的淬硬倾向。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2. 钢材的晶体组织? 钢是铁碳合金晶体。晶体结构中各个原子是以金 属键相结合的，这是钢材具有较高强度和良好塑 性的基础。 ? 原子在晶粒中排列的规律不同可以形成不同的晶 格，铁和碳两种元素可以不同的形态存在，这种 形态称为晶体组织。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢的基本晶体组织?碳素钢冶炼时在钢水冷却过程中，其Fe和 Ｃ有以下三种结合形式：?固溶体――铁（Fe）中固溶着微量的碳(C)； ?化合物――铁和碳结合成化合物Fe3Ｃ； ?机械混合物――固溶体和化合物的混合物。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?钢的基本组织主要有以下几种：?（１）铁素体 ?（２）奥氏体 ?（３）渗碳体 ?（４）珠光体第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能四、钢材的压力加工及热处理一、压力热加工 二、冷加工及冷加工强化 1.钢材的冷加工? 将钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使 产生塑性变形，从而提高屈服强度，这个过程 称为钢材的冷加工强化。 ?冷加工强化的原理第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?工地或预制厂钢筋混凝土施工中常利用这一原 理，对钢筋或低碳钢盘条按一定制度进行冷拉或 冷拔加工，以提高屈服强度。 ? 将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20ｄ，或 加热到100～200°Ｃ并保持一段时间，这个过程 称为时效处理。前者称为自然时效，后者称为人 工时效。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能2 .钢材的热处理按照一定的制度，将钢材加热到一定的温度， 在此温度下保持一定的时间，再以一定的速度和 方式进行冷却，以使钢材内部晶体组织和显微结 构按要求进行改变，或者消除钢中的内应力，从 而获得人们所需求的机械力学性能，这一过程就 称为钢材的热处理。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能钢材的热处理基本方法： ? (１) 淬火。 ? (２) 回火。 ?（３）退火。 ?（４）正火。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?1. 淬火 将钢材加热至723℃以上某一温度，并 保持一定时间后，迅速置于水中或机油 中冷却，这个过程称钢材的淬火处理。 钢材经淬火后，强度和硬度提高，脆性 增大，塑性和韧性明显降低。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?2. 回火将淬火后的钢材重新加热到723℃以下某一温 度范围、保温一定时间后再缓慢地或较快地冷却 至室温，这一过程称为回火处理。回火可消除钢 材淬火时产生的内应力，使其硬度降低，恢复塑 性和韧性。按回火温度不同，又可分为高温回火 （500～650℃）、中温回火（300～500℃）和低 温回火（150～300℃）种。回火温度愈高，钢材 硬度下降愈多，塑性和韧性恢复愈好，若钢材淬 火后随即进行高温回火处理，则称调质处理，其 目的是使钢材的强度、塑性、韧性等性能均得以 改善。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?3. 退火退火是指将钢材加热至723℃以上某一温 度，保持相当时间后，就在退火炉中缓慢冷却。 退火能消除钢材中的内应力，细化晶粒、均匀 组织，使钢材硬度降低，塑性和韧性提高，从 而达到改善性能。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能?4. 正火正火是将钢材加热到723℃以上某一温度， 并保持相当长时间，然后在空气中缓慢冷却，则 可得到均匀细小的显微组织。钢材正火后强度和 硬度提高，塑性较退火为小。? 5. 化学热处理化学热处理是对钢材表面进行的热处理，它 是利用某些化学元素向钢表层内进行扩散，以改 变钢材表面上的化学成分和性能。常用的方法有 渗碳法、氮化法、氰化法等。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能例题3：何谓钢的冷加工强化及时效处理？冷拉并 时效处理后的钢筋性能有何变化？?解：在常温下将钢材进行机械加工，使其产生塑性变形，以提高其屈服强度的过程称为冷加工强化。机械加工方法 主要是对钢筋进行冷拉和冷拔。冷轧主要在钢厂进行。?时效处理是将经过冷加工的钢材，在常温下存放15～20天， 或者加热到100～200ｏＣ，并保持2小时以内，这个过程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为人工 时效。?冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高20％～25％，抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本恢 复。第八章建筑钢材第二节 钢材的技术性能实际应用在建筑工地和混凝土预制厂，经常对比使用 要求的强度偏低和塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢 筋进行冷拉或冷拔并时效处理，以提高屈服强度 和利用率，节省钢材。同时还兼有调直、除锈的 作用。这种加工所用机械比较简单，容易操作， 效果明显，所以建筑工程中常采取此法。第八章建筑钢材第三节 常用的建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种?建筑钢材一般分两种：? 碳素结构钢 1、 钢结构用钢材: ? ?低 合 金 结 构 钢其中低合金结构钢：包括角钢、工字钢、槽 钢和钢管、钢板等；2、 钢筋混凝土结构用钢：主要有钢筋、钢丝和钢绞线等。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种一、碳素结构钢（非合金钢）1. 牌号表示方法?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；2. 牌号?共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275 五个牌号。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种（1）按屈服点值分为五种：195、215、235、355、 275MPa； （2）按磷、硫杂质的含量由多到少分为A、B、C、D 四个质量等级逐级提高 ； （3）按脱氧方式分为F（沸腾钢）、b（半镇静钢）、 Z（镇静钢）、TZ（特殊镇静钢）四种。?如：Q235－AF表示为屈服点不小于235MPa 的A级沸腾钢。3. 技术要求?化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB 700规定。详见教材P157 的表8-1、8-2 。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种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。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种?碳素结构钢的选用?从教材P157～158的表8-1、表8-2可见， 随着钢材牌号的增加，含碳量是增加的， 钢材的屈服点与抗拉强度增加，但是塑性 与韧性有所下降，因此对碳素结构钢而言， 一般选择Q235牌号的钢作为钢结构用钢。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种?例8-4．碳素结构钢是如何划分牌号的？说明Q235―A? F和Q235―Ｄ号钢在性能上有何区别？?解：碳素结构钢的牌号按顺序由代表屈服点的字母（Q）、屈服点数值（Ｎ/mm2）、质量等级符号(A、 B、C、D)、脱氧程度符号(F、b、Z、TZ)等四部分组 成。?Q235―A?F和Q235―D均为Ｑ235碳素结构钢，是建筑中应用最多的碳素钢。二者性能差别主要表现在 质量等级和脱氧程度上。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种续：1）按硫、磷含量多少来衡量，Q235―D磷、硫含量 均少于Q235―A?F, 质量较好； 2）按脱氧程度衡量Q235―D为ＴＺ镇静钢，质量最 好，Q235―A?F 为沸腾钢。3）Q235―A?F钢，仅适用于承受间接动荷载的静荷 载的结构。而Q235―D可适用于动荷载作用或处在低 温环境下的工作条件。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种二、低合金高强度结构钢在碳素钢的基础上，加入总量小于５％的 合金元素炼成的钢，称为低合金高强度结构钢， 简称低合金结构钢。常用的合金元素有硅、锰、 钛、钒、铬、镍、铜等。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A级钢。第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种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。详见教材P160的表8-4、 表8-5 。? 举例：Q295―A。 其中Q表示屈服点，295MPa表示屈服值， A表示质量等级；第八章建筑钢材第三节 建筑钢材的常用钢种4. 应用：一般用于大跨度、大柱网结构。?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。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材第四节 钢筋混凝土用钢材第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材一、钢筋混凝土用钢（包括钢筋、钢丝和钢绞线）? 钢筋有以下三种： ? 热轧钢筋：普通混凝土非应力钢筋； ? 预应力混凝土用热处理钢筋：预应力混凝土枕 轨、也用于预应力混凝土板、吊车梁等； ? 冷轧带肋钢筋：在中小型预应力混凝土构件和 普通的混凝土构件中应用广泛。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（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。H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带 肋（Ribbed）、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第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材3.牌号热轧直条光圆钢筋 ：HPB235 热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB5004. 热轧钢筋的力学性能、工艺性能 应符合下表的规定。强度等级 代号HPB235表面 形状 光圆公称 直径8～20 6～25 28～50 6～25 28～50 6～25 28～50屈服点 σs，MPa抗拉强度 σb，MPa伸长率 δ5，%不小于235 370 25冷弯 d―弯心直 径 a―钢筋公 称直径 180°d=a 180°d=3a 180°d=4a 180°d=4a 180°d=5a 180°d=6a 180°d=7aHRB335335400 500490570 6301614 12月牙 肋HRB400 HRB500第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材5. 热轧钢筋的应用热轧光圆（ HPB235） Ⅰ级钢筋的强度较低， 但塑性及焊接性能很好，便于各种冷加工，故 广泛用于普通钢筋混凝土构件的受力筋及各种 钢筋混凝土结构的构造筋。 带肋低碳、低合金（HRB335、HRB400） Ⅱ 级和Ⅲ级钢筋的强度较高，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。 中碳低合金（ HRB500 ）Ⅳ级钢筋强度高， 但塑性和可焊性较差，可用作预应力钢筋。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材? 钢筋混凝土构件的最大缺点是抗裂性能差。当应力达 到较高值时，构件裂缝宽度将过大而无法满足使用要 求，因此在普通钢筋混凝土结构中不能充分发挥采用 高强度材料的作用。为了满足变形和裂缝控制的要求， 则需增加构件的截面尺寸和用钢量，这既不经济也不 合理，因为构件的自重也增加了。 ? 预应力混凝土是改善构件抗裂性能的有效途径。 ? 在混凝土构件承受外荷载之前对其受拉区预先施加压 应力，就成为预应力混凝土结构。预压应力可以部分 或全部抵消外荷载产生的拉应力，因而可推迟甚至避 免裂缝的出现。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材例8-5：从一批热轧钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为42.4、42.8kN; 抗拉极限荷载分别为62.0kN、63.4kN，钢筋公称直径为12 ｍｍ，标距为60ｍｍ，拉断时长度分别为70.6和71.4mm,评 定其牌号？说明其利用率及使用中安全可靠程度如何？?解：?1.钢筋试样屈服点为：P 42.4 ? 103 ? s1 ? ? ? 375MPa 2 A ? ?6 P 42.8 ? 103 ? s2 ? ? ? 394MPa 2 A ? ?6 394 ? 375 ?s ? ? 385MPa 2?2.钢筋试样抗拉强度为：ζb=(548+561)÷2 = 555 N/mm2第八章?3.建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材钢筋试样伸长率为： δ =(17.7+19.0)÷2 =18.4% ζ s1、ζ s2 均大于335 均大于490 N/mm2, 均大于16%?教材P162，查表8-6知N/mm2, ζ b1、ζb2?钢筋试样伸长率18.4%?故该钢筋为II级钢（牌号为HRB335）。 ?4. ?该钢筋的屈强比为： ζ s/ζb= 385/555 =0.69?该II级钢筋的屈强比在0.65~0.75范围内，表明其利用率较高，使用中安全可靠度较好。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（二）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4～12mm，推荐的公称直径为5、 6、7、8、9、10mm第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材? 冷轧带肋钢筋是采用由普通低碳钢或低合金钢热轧 的圆盘条为母材，经冷轧减径后在其表面冷轧成二 面或三面有肋的钢筋； ? 冷轧带肋钢筋是热轧圆盘钢筋的深加工产品，是一 种新型高效建筑钢材。 ? 冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为5级，其代号为 CRB550、CRB650 、CRB800 、CRB970 、和 CRB1170，（CRB为Cold rolling ribbed steel bar)，后面的数字表示钢筋抗拉强度等级数值。 ? 冷轧带肋钢筋的公称直径范围为４～12L。冷轧带 肋钢筋的力学性能和工艺性能应符合表8-7的要求。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材4. 力学性能和工艺性能?应符合GB13788的相关规定 。5. 应用?冷轧带肋钢筋用于普通混凝土结构时，与热轧圆 盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30% 左右。适用牌号CRB550。 ?用于预应力构件，与冷拔低碳钢丝比，伸长率高， 塑性好，表面带肋，钢筋与混凝土之间的粘结力 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。适用牌号：CRB650 、 CRB800 、CRB970 、和CRB1170第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材?什么叫预应力混凝土？为了弥补混凝土过早出现裂缝的现象，在构 件使用（加荷载）以前，预先给混凝土一个预压力， 即在混凝土的受拉区内，用人工加力的方法，将钢 筋进行张拉，利用钢筋的回缩力，使混凝土受拉区 预先受压力。这种储存下来的预加压力，当构件承 受由外荷载产生拉力时，首先抵消受拉区混凝土中 的预压力，然后随荷载增加，才使混凝土受拉，这 就限制了混凝土的伸长，延缓或不使裂缝出现，这 就叫做预应力混凝土。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材? 预应力在日常生活中的应用是很多的，例如：木桶、木盆 就是用铁环或竹子编的环将木板箍起来。环对桶壁预先施 加环向压应力。当桶中盛水后，水压引起的拉应力小于预 加压应力时，桶就不会漏水。 ? 预应力混凝土的优点 改善结构的使用性能：延缓裂缝的出现，减小裂缝宽度； 截面刚度显著提高，挠度减小，可建造大跨度结构。 ? 预应力混凝土结构是由普通钢筋混凝土结构发展而来，是 预应力钢筋混凝土的简称，它对减轻结构自重、提高抗震 能力、充分发挥材料的强度、降低工程造价、改善结构构 件受力性能和扩大钢筋混凝土使用范围等方面，都显示出 良好的效果。已广泛应用在包括工业与民用建筑、桥梁、 轨枕、压力管道、电杆、桩、储液和储气池罐等方面，如 大跨度预应力混凝土屋架，屋面板，整体式或拼装式的公 路与铁路桥梁，此外，在矿井支架、海港码头、水压机架、 岩体加固和水泥船等方面广泛应用。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（三）预应力混凝土用热处理钢筋1. 概述? 热处理钢筋是经过淬 火和回火调质热处理 的螺纹钢筋。代号为 RB150。分有纵肋和 无纵肋两种，但都有 横肋。其外形分别见 右图。有纵肋2. 规格? 公称直径6、8.2、 10mm。无纵肋第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材3. 牌号?加有有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个 。4. 力学性能预应力混凝土用热处理钢筋的力学性能公称直径 mm 6 8.2 10牌 号40Si2Mn 48Si2Mn 45Si2Crσ0.2σbMPa，不小于 δ10，% 不小于6第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材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 。 ?热处理钢筋成盘供应，每盘长约100～120m， 开盘后自行伸直，使用时应按长度切割，不能 用电焊切割，也不能焊接，以免引起强度下降 或脆断。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材预应力混凝土用热处理钢筋的优点? 强度高，可代替高强钢丝使用； ? 配筋根数少，节约钢材； ? 锚固性好，不易打滑，预应力值稳定； ? 施工简便，开盘后钢筋自然伸直，不需调直及 焊接。 ? 主要用于预应力钢筋混凝土轨枕，也用于预应 力梁、板结构及吊车梁等。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（四）低碳钢热轧圆盘条1. 概述?低碳热轧圆盘条的公称直径为5.5～30mm， 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。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材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。4. 力学性能和工艺性能低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能冷弯试验 牌 号 屈服点σs， 抗拉强度σb， 伸长率δ5， 180° MPa MPa % d=弯心直径 建筑用 a=试样直径 不小于Q215 Q235 215 235 375 410 27 23 d=0 d=0.5a力学性能第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材低碳热轧圆盘条的力学性能和工艺性能 ―续表 力学性能 牌 号 屈服点σ ， 抗拉强度σ ， s b 拉丝用 MPa MPa 伸长率 δ10 %不小于 Q195 Q215 Q235 215 215 235 390 420 490 30 28 23冷弯试验 180° d=弯心直径 a=试样直径 d=0 d=0 d=0.5a5. 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。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（五）预应力混凝土用钢丝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； ?按外形分为光圆钢丝（P)、螺旋肋钢丝（H）和刻 痕钢丝（I）三种。 ?冷拔、冷拉后的钢材可采用退火处理的方法，消 除应力，降低硬度。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材3. 力学性能 ?应符合相应标准规定。? 冷拉低碳钢丝是将直径为4～8L的Q235热轧盘 条钢筋经冷拔加工而成。 ? 冷拉低碳钢丝分为甲、乙两级，甲级丝适用于 作预应力筋，乙级丝适用于作焊接网、焊接骨 架、箍筋和构造钢筋。 ? 其力学性能应符合教材P165的表8-10、表8-11 的规定。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材4. 预应力混凝土用钢丝的应用?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，主要应用与大跨度 的屋架、薄腹梁、吊车梁或桥梁等大型预应力 混凝土构件。 ?预应力混凝土用钢丝还可用作枕轨、电杆、楼 板、大口径压力管道等预应力混凝土构件中的 预应力筋 。消除应力钢丝――一般指经过冷拉拔的钢丝，在拉拔过程中在其 内部会产生很大的内应力，有一部分会残留下来，称为残余应力 (包括三类)，它对钢丝的使用性能有较大影响，经过退火来消除。 通常是消除第一\二类内应力，这时钢丝仍保持很高的强度(加工 硬化效果)。经过去应力退火的钢丝就叫消除应力钢丝。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（六）预应力混凝土用钢绞线大型预应力混凝土构件，由于受力很大，常 采用高强度钢丝或钢绞线作为主要受力钢筋。按 捻制结构分为：1×2，1×3，1×7三种。 预应力高强度钢丝是用优质碳素结构钢盘条， 经酸洗、冷拉或再经回火处理等工艺制成。常用 钢铰线是由７根直径为2.5～5.0L的高强度钢丝， 铰捻后经一定热处理清除内应力而制成。铰捻方 向一般为左捻。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材?预应力混凝土用钢绞线直径有9.0L、12.0L和15.0L三种，整根破坏负荷可达220kN，屈服负荷 可达185kN。钢绞线具有强度高，与混凝土粘接好，断面积 大，使用根数少，结构排列方便，易于锚固等优点。? ?主要用于大跨度、大荷载的后张法预应力屋架、桥梁和薄腹梁等结构的预应力筋。还可用于岩土锚 固。?1、先张法 ?2、后张法在混凝土凝固前对钢筋施加预应力 在混凝土凝固后对钢筋施加预应力第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材二、 钢结构用钢我国钢结构采用的钢材品种主要为热轧型钢、 冷弯薄壁型钢、热（冷）轧钢板和钢管等。1. 热轧型钢常用的热轧型钢有角钢、L型钢、工字钢、槽钢和H型钢。第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材厚度 长 边 宽厚度腹板厚腹 板 高边 宽面 板 厚 面板宽腰 高 度腰厚腰 高 斜度1:6 度腰厚斜度1:6短边宽腿宽腿宽角钢L型钢 工字钢 热轧型钢截面示意图槽钢腹 板 高腹板厚 翼 缘 厚 翼缘宽H型钢 热轧型钢截面示意图第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材不等边槽钢 等边槽钢第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材H型钢：中翼缘――HM宽翼缘――HW窄翼缘――HN第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材2. 冷弯型钢常用厚度为1.5～6mm薄钢板或钢带(一般采用碳素结构钢或 低合金结构钢)经冷轧(弯)或模压而成，故也称冷弯薄壁型钢 （GB6723－86）。其截面形式如图所示。冷弯型钢属于高效经 济截面，由于壁薄，刚度好，能高效地发挥材料的作用,节约钢 材。 建筑用压型钢板（GB/T12755－91）是冷弯型钢的另一种 形式，它是用厚度为0.4～2mm的钢板、镀锌钢板、彩色涂层钢 板(表面覆盖有彩色油漆)经冷轧(压)成的各种类型波形板。我国 已制定了26种压型钢板型号。冷弯型钢截面示意图第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材结构用冷弯空心型钢方形矩形第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材通用冷弯开口型钢不等边角钢等边角钢第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材内卷边槽钢外卷边槽钢第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材卷边Z型钢Z型钢第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材压 型 钢 板平 面 型曲 面 型第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材压型钢板规格YX28 ― 200 ― 600YX51 ― 250 ― 750第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材压型钢板组合楼板第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材3. 钢管和钢板（1）钢管有热轧无缝钢管（GB8162－87）和焊接钢管两种（直缝焊 钢管、螺旋焊钢管）。 原材料钢种：优质碳素结构钢或低合金高强度结构钢， 采用无缝制造方法：热轧或冷拔、焊接。还可由制造厂用 平钢板自行制作。 标准外径范围：无缝钢管φ32～630mm。直缝焊接管 φ32～152mm，螺旋焊钢管φ219.1～1420mm； 长度：热轧无缝钢管3m～12m，直缝焊接管3m～l0m，螺 旋焊钢管8m～12.5m。第八章建筑钢材第四节钢结构用钢材（2）钢板建筑钢结构使用的钢板，按轧制方式可分为热轧钢板 （GB709-88）和冷轧钢板（GB708－88）两类，其种类视厚 度的不同，有薄板、厚板、特厚板和扁钢（带钢)之分。钢板的 规格表示方法为宽度×厚度×长度（mm）。 还有彩色涂层钢板。（3）花纹钢板(GB/T3277―91)。钢板表面轧有防滑凸纹者称为花纹钢板，花纹钢板可用碳 素结构钢、船体用结构钢、高耐候性结构钢热轧成菱形、扁豆 形、圆豆形花纹，主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材三、 钢材的选用原则?钢材的选用一般遵循下面原则：（1）荷载性质 对于经常承受动力或振动荷载 的结构，容易产生应力集中，从而引起疲劳破坏， 需要选用材质高的钢材。 （2）使用温度 对于经常处于低温状态的结构， 钢材容易发生冷脆断裂，特别是焊接结构更甚， 因而要求钢材具有良好的塑性和低温冲击韧性。第八章建筑钢材第四节 钢筋混凝土用钢材（3）连接方式 对于焊接结构，当温度变化和 受力性质改变时，焊缝附近的母体金属容易出现 冷、热裂纹，促使结构早期破坏。所以焊接结构 对钢材化学成分和机械性能要求应较严。 （4）钢材厚度 钢材力学性能一般随厚度增 大而降低，钢材经多次轧制后、钢的内部结晶组 织更为紧密，强度更高，质量更好。故一般结构 用的钢材厚度不宜超过40mm。 （5）结构重要性 选择钢材要考虑结构使用 的重要性，如大跨度结构、重要的建筑物结构， 须相应选用质量更好的钢材。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止第五节 钢材的锈蚀与防止第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止一、钢材的锈蚀钢材的锈蚀是指其表面与周围介质发生化学 反应而遭到的破坏。 根据锈蚀作用的机理，钢材 的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两种。 （一）腐蚀的原因 1．化学锈蚀 2．电化学锈蚀 （红棕色铁锈Fe(OH)3 ,体积膨 胀）第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止?1．化学锈蚀化学锈蚀是指钢材直接与周围介质发生化 学反应而产生的锈蚀。这种锈蚀多数是氧化作 用，使钢材表面形成疏松的氧化物。在常温下， 钢材表面能形成一薄层起保护作用的氧化膜 FeO，可以防止钢材进一步锈蚀。因而在干燥 环境下，钢材锈蚀进展缓慢，但在温度和湿度 较高的环境中，这种锈蚀进展加快。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止2．电化学锈蚀电化学锈蚀是建筑钢材在存放和使用中发生锈蚀的主 要形式。它是指钢材与电解质溶液接触而产生电流，形成 微电池而引起的锈蚀。潮湿环境中的钢材表面会被一层电 解质水膜所覆盖，而钢材含有铁、碳等多种成分，由于这 些成分的电极电位不同，从而钢的表面层在电解质溶液中 构成以铁素体为阳极，以渗碳体为阴极的微电池。在阳极， 铁失去电子成为Fe2+进入水膜；在阴极，溶于水膜中的氧 被还原生成0H―，随后两者结合生成不溶于水的Fe（OH）2， 并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe（OH）3。 由于铁素体基体的逐渐锈蚀，钢组织中的渗碳体等暴露出 来的越来越多，于是形成的微电池数目也越来越多，钢材 的锈蚀速度也就愈益加速。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止影响钢材锈蚀的主要因素是水、氧及介 质中所含的酸、碱、盐等。同时钢材本身的 组织成分对锈蚀影响也很大。埋于混凝土中 的钢筋，由于普通混凝土的Ph值为12左右， 处于碱性环境，使之表面形成一层碱性保护 模，它有较强的阻止锈蚀继续发展的能力， 故混凝土中的钢筋一般不易锈蚀。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止（二）腐蚀的类型1、均匀腐蚀 2、晶间腐蚀和孔蚀 3、应力腐蚀 4、疲劳腐蚀 5、冲刷腐蚀第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止二、防止钢材锈蚀的措施（一）保护层法： （二）制成合金钢：（三）混凝土配筋的防锈措施：第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止（一）保护层法：通常的方法是采用在表面施加保护层，使钢材与周围 介质隔离。保护层可分为金属保护层和非金属保护层两类。 非金属保护层常用的是在钢材表面刷漆，常用底漆有 红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等，面漆有调和漆、醇 酸磁漆、酚醛磁漆等，该方法简单易行，但不耐久。此外， 还可以采用塑料保护层、沥青保护层、搪瓷保护层等。 金属保护层是用耐蚀性较好的金属，以电镀或喷镀的 方法覆盖在钢材表面，如镀锌、镀锡、镀铬等。薄壁钢材 可采用热浸镀锌或镀锌后加涂塑料涂层等措施。 钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止（二）制成合金钢：钢材的组织及化学成分是引起锈蚀的内因。 通过调整钢的基本组织或加入某些合金元素、可 有效地提高钢材的抗腐蚀能力。例如，在钢中加入一定量的合金元素铬、镍、钛等，制成不锈钢，可以提高耐锈蚀能力。第八章建筑钢材第五节 钢材的锈蚀与防止（三）混凝土配筋的防锈措施：1、混凝土配筋的防锈措施，根据结构的性质和所 处环境条件等考虑混凝土的质量要求，主要是保证混凝 土的密实度（控制最大水比和最小水泥用量、加强振 捣）、保证足够的保护层厚度、限制氯盐外加剂的掺和 量和保证混凝土一定的碱度等； 2、还可掺用阻锈剂（如亚硝酸钠等）。国外有采用 钢筋镀锌、镀镍等方法。 3、对于预应力钢筋，一般含碳量较高，又多系经过 变形加工或冷加工、因而对锈蚀破坏较敏感，特别是高 强度热处理钢筋，容易产生应力锈蚀现象。故重要的预 应力承重结构，除禁止掺用氯盐外，应对原材料进行严 格检验。第八章建筑钢材总结与复习本 章 小 结? 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。 ? 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。第八章建筑钢材总结与复习本章复习要点? 掌握建筑钢材的力学性质：拉伸性能，冷弯性 能、冲击韧性、强度和硬度； ? 掌握建筑钢材的化学成分（如碳）对钢材性能 的影响； ? 建筑钢材（包括钢结构用钢和钢筋混凝土用钢） 的标准与选用？第八章建筑钢材总结与复习思考题?思考题1：从一批热扎钢筋中抽样，并截取两根钢筋做拉伸试验，测得如下结果：屈服下限荷载分别为72.3、 72.2kN; 抗拉极限荷载分别为104.5kN、108.5kN，钢筋 公称直径为16ｍｍ，标距为80ｍｍ，拉断时长度分别为 96和94.4mm,评定其等级？说明其利用率及使用中安全 可靠程度如何？?思考题2：何谓钢的冷加工强化及时效处理？在工程中有何意义？第八章建筑钢材总结与复习思考题?思考题3：碳元素对钢材的性能有何影响？ ?思考题4：在钢结构中，为什么Q235及低合金高强度结构钢能得到普遍的应用？?思考题5：试解释下列符号的含义？?1?,? 0.2( 2 ), ? 5
08 第八章―建筑钢材―汇集和整理大量word文档,专业文献,应用文书,考试资料,教学教材,办公文档,教程攻略,文档搜索下载下载,拥有海量中文文档库,关注高价值的实用信息,我们一直在努力,争取提供更多下载资源。