课件：建材-第8章-建筑钢材.ppt

建 筑 材 料,第八章 建筑钢材,扬州大学水利学院,第八章 建筑钢材,第一节 概 述 第二节 力学性能与工艺性能 第三节 铁碳合金的晶体结构 第四节 化学元素的影响 第五节 压延加工与热处理 第六节 建筑钢材的牌号与应用 第七节 腐蚀与防护,第一节 概 述,一、定义 钢铁材料：包括生铁和钢材，是应用最广，产量最大的金属材料，又称为黑色金属材料。 生铁：铁矿石在高炉内通过焦炭还原得到的铁碳合金，其含碳量大于2%，并含有较多Si、Mn、S、P等杂质。 生铁又分为炼钢生铁和铸造生铁（铸铁）。铸铁又分为可段铸铁、球墨铸铁和合金铸铁等。,第八章 第一节,第一节 概 述,一、定义 钢：将生铁在熔融状态下氧化，除去过多的碳和杂质，再经脱氧得到的以铁元素为主，含碳量在2%以下，并含有微量其他元素的材料。 建筑钢材：包括各种钢板、钢管，用于钢结构的型材（圆钢、角钢、槽钢、工字钢等）和用于钢筋混凝土的线材（钢筋、钢丝）等。,第八章 第一节,第一节 概 述,各类钢材,第八章 第一节,第一节 概 述,各类钢结构,第八章 第一节,第一节 概 述,各类钢结构,第八章 第一节,第一节 概 述,二、特点 纯铁质软，易加工，但强度低，几乎不能用于工业。 生铁抗拉强度低，塑性差，尤其是炼钢生铁硬而脆，不易加工，难以使用；铸铁虽然可加工，但冲击韧性差，使用范围有限。 钢材则强度高，韧性、塑性好，质量均匀，性能可靠，加工性好，应用极为广泛。但易锈蚀，高温时易丧失强度。,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 1. 按冶炼方法分： 空气转炉炼钢法：成本低，质量差 氧气转炉炼钢法：质量较好，常用方法 平炉炼钢法：质量好，成本较高，常用方法 电炉炼钢法：质量最好，成本高，多用于冶炼合金钢,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 2. 按脱氧程度分： 沸腾钢F：脱氧不充分。组织不致密，气泡多，化学成分偏析较严重，不均匀，质量较差，但成本低、产量高，故被广泛用于一般建筑工程。 半镇静钢b 镇静钢Z：脱氧充分，S含量低。组织致密，成分均匀，性能稳定，质量好，多用于重要结构、受冲击荷载结构或焊接结构。 特殊镇静钢TZ：彻底脱氧。质量最好，适用于特别重要的结构工程。,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 3. 按化学成分分： ）碳素钢（非合金钢） 碳素钢的化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁碳合金。含碳量为0.02%2.06%。此外尚含极少量的Si、Mn和微量的S、P等元素。 低碳钢：C0.6。,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 3. 按化学成分分： 2）合金钢 在炼钢过程中，有意加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得的钢种。常用合金元素有： Si、Mn、V、Ti、Nb、 Al、Cr等。 低合金钢：合金元素总含量10%。,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 4. 按质量（有害杂质含量）分： 普通钢：S0.05%，P0.045% 优质钢： S0.035%，P0.035% 高级优质钢A：S0.025%，P0.025% 特级优质钢E：S0.015%，P0.025%,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 5. 按使用特性分： 结构钢：包括碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金高强度结构钢、合金结构钢等。其中碳素结构钢、低合金高强度结构钢是制作建筑钢材的常用品种。 工具钢：一般含碳量高，硬度高，便于热处理。主要用于制作钻头、刀具、磨具、钢钎等工具。 特殊性能钢 专门用途钢：有耐候钢NH、高耐候钢GNH或GNHL、桥梁用钢q、压力容器用钢R、低温压力容器用钢DR 、铁道用钢、船舶用钢等。,第八章 第一节,第一节 概 述,三、分类 6. 按加工工艺分： 压钢：用热轧、冷轧、冷拔等工艺制得的各种钢材，工程中应用最广泛。 锻钢：经捶打或锻压成型的钢材，锻打工艺可改善钢材组织结构，提高质量，用于重要结构。 铸钢：用钢液直接浇注成型的钢材，其化学成分可调节，机械性能高。但铸钢件必须进行热处理，消除内应力。,第八章 第一节,第一节 概 述,水压机,第八章 第一节,1962年，上海江南造船厂制造的1.2万吨压力的自由锻造水压机，是我国第一台万吨级水压机。 2006年12月30日，由中国一重自行设计制造的世界上吨位最大、技术最先进的15000吨重型自由锻造水压机试车成功。 2008年2月21日，由中国二重自主设计制造安装调试的目前世界最大自由锻160MN水压机，进入试生产。 到10月13日，成功锻制重量达到340t的超大型支承辊和直径达到5860mm的超大型滚圈。这台世界最大水压机不仅能够锻制600t超大型钢锭，而且锻件最大直径可达6500mm，投产后将能实现MkW核电低压转子锻件、重型核电容器锻件、超大型支承辊及其他大型锻件的国产化，极大提升我国重型装备制造业的制造能力，从而在国民经济建设和国防建设中发挥重要作用。,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 1. 抗拉性能 抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其技术指标为屈服点、抗拉强度和伸长率。,第八章 第二节,低碳钢（软钢）的应力-应变图,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 1. 抗拉性能 抗拉性能的技术指标由拉力试验测定。 -曲线可分为四阶段：弹性阶段OB、屈服阶段BC、强化阶段CD、颈缩阶段DE。 各阶段对应的应力指标如下：,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 1. 抗拉性能 屈服强度s 当拉伸进入塑性变形的屈服阶段BC时，称屈服下限C下所对应的应力值为屈服强度或屈服点，记做s。 设计时一般以s作为强度取值的依据。 对屈服现象不明显的钢材，规定以0.2%残余变形时的应力作为屈服强度，记作0.2。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 1. 抗拉性能 极限强度b 最高点的应力值称为抗拉极限强度或强度，记作用b。 屈强比s/b 设计中极限强度虽然不能利用，屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点后的可靠性愈大，安全性愈高。但屈强比太小，则说明钢材不能被有效利用，浪费较多。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 1. 抗拉性能 伸长率 试件拉断后，标距部分的伸长量L，与原始标距L0的比值称为伸长率。 伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由于在塑性变形时颈缩处的伸长量较大，故试件越短，则计算出的越大，即5应大于10。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 2. 硬度 硬度指材料抵抗外物压入其表面，产生塑性变形的能力。 硬度指标及反映了钢材的软硬程度，又可估算钢材的强度，还可检验钢材热处理效果。 一般情况下，硬度越高，强度越高，耐磨性越好，但脆性越大。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 2. 硬度 常用的硬度测定方法有两种： 布氏法的测定原理是利用直径为D(mm)的淬火钢球或合金球，以P(N)的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，得到直径为d(mm)的压痕，用荷除P以载压痕表面积F(mm2) ，即为试件的布氏硬度值HB，无单位。 洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值。洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 3. 冲击韧性 冲击韧性是指材料抵抗冲击荷载的能力。 钢材的冲击韧性指标是通过夏比（V形缺口标准试件）试验确定的。冲击韧性akv表示单位面积上所吸收的冲击功。akv值愈大，冲击韧性愈好。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 3. 冲击韧性 钢材的冲击韧性对钢的化学成分、组织状态，以及冶炼、轧制质量都比较敏感。例如P、S含量较高，存在偏析、非金属杂物和加工中形成微裂纹等都会使冲击韧性显著降低。 冲击韧性还与试验温度有关。冲击韧性随温度的降低而下降，当试验温度低于某值时，冲击韧性会突然大幅度下降，材料发生脆性断裂，这种脆性称为钢材的冷脆性。 承受动荷载、负温的结构必须检验钢材的冲击韧性和冷脆性。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,一、力学性能 4. 耐疲劳性 在反复荷载作用下，钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏。 一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，因此，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关。一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。 由于疲劳裂纹是在应力集中处形成和发展的，故钢材的疲劳极限不仅与其内部组织有关，也和表面质量有关。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,二、工艺性能 1. 可焊性 指焊接后焊缝处的性质与母材性质的一致程度。 焊接过程中，由于高温和焊后的急速冷却，会使焊缝及附近的钢材发生组织构造变化，产生内应力、局部变形、变硬变脆，甚至产生微裂缝，降低了钢材质量。 影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。如含碳量超过0.3，可焊性显著下降；杂质及其他元素增加，可焊性下降；特别是硫S，会使焊缝处产生硬脆及热裂纹，称热脆性。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,二、工艺性能 2. 冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 试件按规定的弯曲角和弯心直径进行冷弯试验，试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层现象，即认为冷弯性能合格。 钢材中C、P含量较高或曾经经过不正常热处理，其冷弯性能往往不合格。,第八章 第二节,第二节 力学性能与工艺性能,二、工艺性能 2. 冷弯性能 钢材的冷弯性能和其伸长率一样，也是表示钢材在静荷载条件下的塑性。但冷弯是钢材处于不利变形条件下的塑性，而伸长率是反映钢材在均匀变形下的塑性。故冷弯试验是一种比较严格的检验。 冷弯试验能揭示钢材内部组织的均匀性，以及存在内应力或夹杂物等缺陷的程度。在拉力试验中，这些缺陷常因塑性变形导致应力重分布而反映不出来。 在工程实践中，冷弯试验还被用作检验钢材焊接质量的一种手段，能揭示焊件表面存在的未熔合、微裂纹和夹杂物等缺陷。,第八章 第二节,第三节 铁碳合金的晶体结构,一、纯铁的晶体组织 纯铁的晶体组织是形成铁碳合金的基础，对钢铁性能有一定影响。随温度不同，纯铁的晶体组织有两种晶格形式： 体心立方晶格-Fe：723以下时，铁原子排列在一个正六面体的中心和各个顶点； 面心立方体晶格-Fe：9101390时，铁原子排列在一个正六面体的各个顶点和六个面的中心。 -Fe比-Fe具有更好的塑性。,第八章 第三节,第三节 铁碳合金的晶体结构,二、铁碳合金的晶体组织 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。 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。 碳素钢在冷却过程中，其铁Fe和碳C有三种结合形式： 固溶体：Fe中固溶着微量的C或其他元素 化合物：Fe和C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 第三节,第三节 铁碳合金的晶体结构,二、铁碳合金的晶体组织 三种形式的铁碳合金，在一定条件下能形成具有一定形态的聚合体，称为钢的金相组织，也称显微组织。 钢的基本组织主要有以下几种： 1）铁素体 固溶体 钢材中的铁素体为C在-Fe中的固溶体，由于-Fe晶格的原子间隙小，溶碳能力较差，故铁素体含C量很少，小于0.02%，因此铁素体的塑性、韧性很好，但强度、硬度很低。,第八章 第三节,第三节 铁碳合金的晶体结构,二、铁碳合金的晶体组织 2）奥氏体 固溶体 奥氏体为C在-Fe中的固溶体，-Fe溶碳能力较强，高温时含碳量可达2.06%，低温时也有0.8%。奥氏体的强度、硬度较高，塑性、韧性好，在高温下易于轧制成型。 3）渗碳体 化合物 含C量高达6.67%，晶体结构复杂，塑性差，性硬脆，抗拉强度低，但耐磨性好。,第八章 第三节,第三节 铁碳合金的晶体结构,二、铁碳合金的晶体组织 4）珠光体 机械混合物 珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含C量0.8%，较低，通常为层状结构，性能介于铁素体和渗碳体之间，塑性较好，强度、硬度较高。 5）莱氏体 机械混合物 当温度高于723时，莱氏体是奥氏体与渗碳体的机械混合物；当温度低于723时，莱氏体是珠光体与渗碳体的机械混合物。含C量4.3%，性能介于珠光体和渗碳体之间。,第八章 第三节,第四节 化学元素的影响,一、碳C 碳是钢材中的重要元素，以固溶物、化合物、机械混合物形式存在。 建筑钢材一般含碳量不大于0.8%。在此范围内，随着含碳量的提高，强度和硬度提高，而塑性和韧性则降低。大于0.8%时，硬度继续提高，塑性和韧性继续降低，但强度则变为降低。 碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。,第八章 第四节,第四节 化学元素的影响,二、硅Si 以固溶形式存在。硅起着脱氧减少气泡的作用，钢中的含硅量小于1%时，硅素体可提高钢材的强度，对塑性和韧性影响不明显。含量大于1%时，钢的塑性和韧性显著降低，冷脆性增加，焊接性能变差。 三、锰Mn 以固溶形式存在。锰起着脱氧除硫的作用，能消除钢材的热脆性，改善热加工性，提高强度，但对塑性略有影响。高锰钢具有很高的耐磨性。,第八章 第四节,第四节 化学元素的影响,四、磷P 固溶于铁素体中。含磷量提高，钢材的强度提高，但塑性和韧性显著下降，冷脆性增大，可焊性变差。所以钢材中的磷含量有严格限制，碳素钢中最多不超过0.045%。但磷能提高钢材在大气中的耐腐蚀性，高耐候钢中的含磷量可高达0.070.15%。 五、硫S 以化合物形式存在。硫是有害元素，具有强烈的偏析作用，降低机械性能，引起热脆现象，焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。所以钢材中的硫含量有严格限制，碳素钢中最多不超过0.005%。,第八章 第四节,第四节 化学元素的影响,六、氧O 以氧化物形式存在。使钢材的强度降低，热脆性增大，韧性显著变差，热加工性能和焊接性能下降。属于有害元素。 七、氮N 部分固溶于铁素体中。氮对钢材性质的影响与磷相似，使强度提高，塑性、韧性显著下降，加剧时效敏感性，增大冷脆性、热脆性，降低可焊性。钢材中应尽量降低氮的含量。 在有铝、妮、钒等元素的配合下，氮可作为低合金钢的合金元素使用。,第八章 第四节,第四节 化学元素的影响,八、钛Ti 钛是强脱氧剂。它能显著提高钢材强度，改善韧性和可焊性，减少时效倾向，是常用的合金元素。 九、钒V 钒能有效提高强度，并能减少时效倾向，但增加焊接时的淬硬倾向。,第八章 第四节,第四节 化学元素的影响,十、小结 1. 改善钢材性能的，有时是人为加入的，又称为合金元素，如Si、Mn、Ti、V、Nb等。 2. 劣化钢材性能的，如O、S、P、N等。,第八章 第四节,2019/4/19,41,可编辑,第五节 压延加工与热处理,压延加工：将钢锭或钢材在加热或常温条件下，进行压延加工，改变钢材的外形、组织构造和力学性质。 热处理：将钢材进行加热、冷却等处理，改善钢材的组织和性能。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,一、压力热加工 压力热加工：将9001200的钢锭或钢材通过碾轧或锻压，得到一定大小和形状的钢材或零件。 压力热加工可使粗大晶粒破碎，组织变得均匀，微小气孔或裂缝闭合而密实度提高，从而消除钢材的缺陷。这就是热轧薄钢板、小截面型钢、细钢丝和锻造零件机械性能高、质量好的原因。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,二、冷加工 冷加工：钢材在常温下进行冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等工艺的总称。 冷加工强化：在冷加工过程中，钢材产生塑性变形，从而强度和硬度提高，弹模降低，塑性和韧性降低的现象。 原理：钢材在塑性变形中产生内应力，晶粒破碎，晶格畸变，晶格缺陷增多，对晶格滑移起到阻碍作用。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,三、热处理 1. 退火 退火：将钢材加热到一定温度，保持相当时间后，在退火炉中缓慢冷却的工艺。根据加热温度不同，分为完全退火、不完全退火和低温退火。 完全退火需将钢材加热至723（相变温度）以上2030。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，便于加工。 低温退火将钢材加热至600650。能减少晶格缺陷和畸变，消除内应力，降低硬度。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,三、热处理 2. 淬火 淬火：将钢材加热至723以上3050，保持一定时间后，在盐水、冷水中或机油中急速冷却的工艺。 钢材淬火后，强度和硬度提高，脆性增大，塑性和韧性明显降低。 含碳量过高的钢，淬火后太脆；含碳量过低的钢，淬火后性能无明显变化。最适宜淬火的含碳量在0.9%左右。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,三、热处理 3. 回火 回火：将淬火后的钢材重新加热至150650，保持一定时间后，再缓慢地或较快地冷却至室温的工艺。 回火可消除钢材淬火时产生的内应力，恢复塑性和韧性，降低硬度。 回火温度愈高，钢材硬度下降愈多，塑性和韧性改善愈明显。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,三、热处理 4. 正火 正火：将钢材加热到723以上3050或更高温度，保持相当长时间后，在空气中缓慢冷却的工艺。 对大截面钢材，正火相当于退火效果；低碳钢正火后的强度高于退火，有利于改善其加工性能；高碳钢正火后，可获得较好的综合力学性能。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,三、热处理 5. 调质处理 调质处理：对钢材进行多次淬火、回火等处理的综合热处理工艺。 调质处理使钢材具有所需的晶体组织和均匀细致的晶体结构，从而获得强度、塑性、韧性等各方面都较好的综合力学性能。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,四、时效 时效：又称时效硬化，即钢的强度和硬度随时间增长而逐渐提高，塑性和韧性逐渐降低的现象。 时效可引起焊接头、船舶、桥梁及受动荷载的水工钢结构突然断裂，从而失事，尤其在低温下工作的钢结构，影响更为严重。,第八章 第五节,第五节 压延加工与热处理,四、时效 正常时效：钢材正常状态下的时效，极其缓慢。 热时效：又称淬火时效，低碳钢由高温状态快速冷却产生的时效，如淬火或焊缝处，静置3个月后，冲击韧性显著下降，低温下静置，现象更为严重。 冷加工时效：钢材冷加工后，静置一段时间后发生的时效。 自然时效：将经过冷拉的钢筋于常温下存放1520d，完成时效； 人工时效：将冷拉后的钢筋加热到100200并保持一段时间，完成时效。,第八章 第五节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,建筑钢材分为钢结构用钢材和钢筋混凝土用钢材两大类。 一. 钢结构用钢材 1. 特点 构件尺寸大，形状复杂，不能对其进行整体热处理，钢材必须在供货状态下直接工作。 构件在制作过程中，常需冷弯、焊接等，要求钢材冷加工时效性小，可焊性好。 结构一般暴露于自然环境中，尤其是水工钢结构多处于潮湿、腐蚀或低温条件下工作，要求钢材具有与环境相适应的耐久性和工作可靠性。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 2. 碳素结构钢 又称普通碳素结构钢，国家标准GB/T700-2006碳素结构钢规定，我国碳素结构钢主要按强度分为5个钢号及不同牌号。 碳素结构钢牌号按顺序由代表屈服强度的字母Q，屈服强度(195、215、235、275)，质量等级符号(A、B、C、D)，脱氧程度符号(F、b、Z、TZ，其中Z、TZ省略)等四部分组成。 例如Q235-AF，它表示屈服强度不低于235MPa的质量等级为A级的沸腾碳素结构钢。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 2. 碳素结构钢 碳素结构钢牌号由Q195至Q275，钢中含碳量逐渐增加，强度提高，塑性、韧性、可焊性降低。 质量等级由A到D，钢中有害元素S、P含量逐渐减少，韧性改善，质量提高。 Q195、Q215的强度低，Q275的塑性、韧性、可焊性较差，Q235的综合性能较好，是建筑工程中最常应用的钢种。 碳素结构钢的力学指标和化学成分要求见：GB700-2006碳素结构钢。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 3. 低合金高强度结构钢 简称低合金结构钢，系在碳素钢的基础上，加入总量小于5%的合金元素冶炼而得。常用的合金元素有Si、Mn、Ti、V、Nb、Cr、Ni、Cu及各种稀土元素等。 低合金结构钢比碳素钢的强度高，且具有良好的塑性、韧性、可焊性、耐磨性、耐久性、耐低温性。 低合金结构钢都是镇静钢。 低合金结构钢的牌号由字母Q，屈服强度(295、345、390、420、460)，质量等级符号(A、B、C、D、E)等三部分组成。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 3. 低合金高强度结构钢 简称低合金结构钢主要用于轧制各种型钢、钢板、钢管及钢筋，广泛用于钢结构和钢筋混凝土中，特别适用于重型结构、高层结构、大跨度结构、桥梁工程和大型水工钢结构。 低合金高强度结构钢的力学指标和化学成分要求见：GB/T1591-94低合金高强度结构钢。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 4. 热处理高强度结构钢 为满足工程日益向高性能、轻量化、大型化发展的需求，生产了经热处理的高强度结构钢。 热处理高强度结构钢的力学指标和化学成分要求见：GB/T16720-1996高强度结构钢热处理和控轧钢板、钢带。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 5. 优质碳素结构钢 即生产过程中对质量控制较严，性能稳定的碳素钢。 根据GB/T699-1999优质碳素结构钢，按含锰量不同，优质碳素结构钢分为普通含锰量(0.8%)和较高含锰量(0.71.2%)两组。质量等级分为优质钢、高级优质钢A、特级优质钢E三级。 优质碳素结构钢的牌号由含碳量(两位万分数)，含锰量符号，质量等级符号，脱氧程度符号组成。 对于普通含锰量，Mn可以省略；对于沸腾钢，后面加“F”。 如08F表示平均含碳量0.08%，含锰量0.8%的沸腾钢；25MnA表示平均含碳量0.25%，含锰量0.71.2%的高级优质镇静钢。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 6. 合金结构钢 即合金元素含量较高的钢。 根据GB/T3077-1999合金结构钢，合金结构钢的牌号由含碳量(两位万分数)，主要合金元素含量符号组成。元素平均含量1.5%，只写元素符号；元素平均含量为1.52.49%，在元素符号后加2；元素平均含量为2.53.49%，在元素符号后加3；以此类推。 如35Mn2表示平均含碳量0.35%，含锰量1.52.49%的合金钢；45Si2MnV表示平均含碳量0.45%，含硅量1.52.49%，含锰量和含钒量1.5%的合金钢。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 6. 合金结构钢 优质碳素结构钢和合金结构钢是用于机械结构的主要钢种。在建筑工程和水利工程中，常用来加工制作各种轴、杆、铰、高强螺栓等受力构件，以及钢铸件。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 7. 专门用途钢 专门用途钢是在低合金高强度结构钢、优质碳素结构钢和合金结构钢基础上，适当调整合金元素，严格控制S、P含量，改善质量等级，使钢材性能满足特定要求的钢种。 专门用途钢的牌号是在基础牌号后加专门用途符号。如耐候钢NH、高耐候钢GNH或GNHL、桥梁用钢q、压力容器用钢R、低温压力容器用钢DR等。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,一. 钢结构用钢材 8. 钢结构用钢材的选用 一般钢结构，主要选用Q235-A、Q235-B、Q345-A、Q345-B等。 有特殊要求时，应选用专门用途钢、优质钢或高强度钢等。 水工钢结构用钢，应根据结构种类、连接方式、工作条件、运行环境等因素合理选择钢的品种和牌号。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 1. 热轧钢筋 根据表面特征不同，分为光圆钢筋和带肋钢筋。 根据加工方法不同，分为热轧光圆钢筋HPB、热轧带肋钢筋HRB、HRBF和余热处理钢筋RRB。 热轧光圆钢筋牌号有：HPB230、HPB300，I级钢筋。 带肋钢筋牌号有：HRB335、HRBF335，II级钢筋；HRB400、HRBF400，III级钢筋；HRB500、HRBF500，介于IIIIV级之间 。 余热处理钢筋牌号有：KL400/RRB400，III级钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 1. 热轧钢筋 钢筋的品种和力学性能要求见：GB1499.1-2008钢筋混凝土用钢 第1部分：热轧光圆钢筋、GB1499.2-2007钢筋混凝土用钢 第2部分：热轧带肋钢筋、GB13014-91混凝土用余热处理钢筋。 I级钢筋为低碳钢，强度较低，塑性、可焊性好，主要用于受力筋和构造筋。 II、III级钢筋为低合金高强度钢，强度较高，塑性、可焊性好，主要用于大中型结构和抗震结构的受力筋。 HRB500钢筋强度高但塑性差，主要用作预应力钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 2. 冷轧带肋钢筋 将低碳钢或低合金高强度钢先热轧成圆盘条钢，再冷轧出肋条。 冷轧带肋钢筋牌号有：CRB550，CRB650，CRB800，CRB970，CRB1170。 冷轧带肋钢筋的品种和力学性能要求见：GB13788-2000冷轧带肋钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 2. 冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋具有强度高、塑性好、综合性能优良、握裹力强等优点，可节约钢材，或提高结构的整体强度和抗震能力。 CRB550钢筋适用于普通钢筋混凝土结构和抗震结构的受力筋。 其他牌号用作预应力钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 3. 冷轧扭钢筋 将低碳钢先热轧成圆盘条，再用专用钢筋冷轧扭机调直、冷轧、冷扭一次成型。 冷轧扭钢筋牌号有：CTB550、CTB650。 冷轧扭钢筋的品种和力学性能要求见：JG190-2006冷轧扭钢筋。 冷轧扭钢筋具有强度高、刚度大、不易变形、握裹力强、施工方便等优点，适用于普通钢筋混凝土结构，可节约钢材30%左右。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 4. 预应力混凝土用热处理钢筋 将直径810mm的热轧带肋钢筋经调质处理而成。分为有纵肋和无纵肋两种。 预应力用热处理钢筋牌号有：RB150。 预应力用热处理钢筋的品种和力学性能要求见：GB4463-84预应力混凝土用热处理钢筋，已作废。 预应力混凝土用热处理钢筋的优点是：强度高，握裹力强，锚固性好，应力松弛率低，预应力稳定，施工简便，但不宜焊接。主要用于预应力钢筋混凝土结构。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 5. 预应力混凝土用螺纹钢筋 是一种采用热轧、轧后余热处理或热处理等工艺生产的带有不连续的精制外螺纹的预应力混凝土用直条钢筋。该钢筋在任意截面处，均可用带有匹配形状的内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。 钢筋的公称直径范围为1850mm。 预应力用螺纹钢筋牌号有：PSB785、 PSB830、 PSB930、 PSB1080。 预应力用螺纹钢筋的品种和力学性能要求见：GB/T20065-2006预应力混凝土用螺纹钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 6. 冷拔低碳钢丝 将直径为6.58mm的Q235热轧盘条钢筋经冷拔加工而成。 冷拔低碳钢丝可工厂生产，也可工地现场制作。 冷拔低碳钢丝分为甲、乙两级。甲级钢丝选用优质原料，加工过程控制严格，质量较高，适用于作预应力筋；乙级钢丝质量较差，适用于焊接钢丝网，作为箍筋和构造钢筋。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 7. 预应力混凝土用钢丝 简称预应力钢丝，用优质碳素结构钢圆盘条，经酸洗、调质处理等工艺后，再冷拉加工制成。 按外形分为三种：光圆P、螺旋肋H、刻痕I。 按工作状态分为两类：冷拔钢丝WCD和消除应力钢丝，消除应力钢丝又分为普通松弛钢丝WNR和低松弛钢丝WLR。 冷拔钢丝WCD：用调质处理后的圆盘条，通过拔丝模或轧辊冷加工制成的钢丝。,第八章 第六节,第六节 建筑钢材的牌号与应用,二. 钢筋混凝土用钢材 7. 预应力混凝土用钢丝 普通松弛钢丝WNR：在冷拉并矫直后，再在适当的温度下进行短时间热处理制得的钢丝。 低松弛钢丝WLR：在冷拉过程中，塑性变形阶段进行短时间热处理，消除内应力，使得晶体结构更稳定，应力松弛率更低。 预应力钢丝的品种和力