第六章 钢材.ppt

第六章建筑钢材 6 1钢的冶炼和分类 一 冶炼炼铁炼钢钢的脱氧程度 沸腾钢F 镇静钢Z 半镇静钢b 特殊镇静钢TZ 二 分类 低碳钢 碳素钢 中碳钢 高碳钢按化学成分 低合金钢 合金钢 中合金钢 高合金钢 按杂质含量分类 普通 优质 高级优质 特级优质钢按用途分类 结构 工具 特殊按脱氧程度分类 F Z b TZ 6 2钢材的技术性质 一 力学性能1 拉伸性能拉伸实验 应力 应变图 低碳钢单轴拉伸应力 应变示意图 重要指标弹性阶段 弹性极限 p屈服阶段 屈服强度 s 结构设计选取钢材依据强化阶段 抗拉强度 b 钢材破坏最大应力屈强比 s b 安全性 利用率颈缩阶段 伸长率 钢材的塑性断面收缩率 5 10 条件屈服强度示意图 0 2名义屈服点 2 钢材的抗冲击韧性定义 表示 抗冲击韧性指标影响因素 杂质含量 C O P S Si Mn化学偏析温度 冷脆性和热脆性时效敏感性 温度对低合金钢冲击韧性的影响 3 耐疲劳性 疲劳强度4 钢材的硬度 间接评价强度 二 工艺性能1 冷弯性能定义 常温下承受一定程度弯曲而不破坏的能力评价指标 弯曲角 弯心直径D 可间接评价钢材的塑性和焊接性能 越大 D越小 冷弯性能越好 2 焊接性能定义 常规工艺条件下获得良好焊接接头的性能焊接要求 焊缝及附近受热影响区性能不低于母材不同钢材的焊接性能 低碳钢 高碳钢P S 焊接性能 3 冷加工强化和时效处理 冷加工强化定义 将钢材在常温下进行拉 轧等加工操作 使钢材发生塑性变形 硬度 屈服强度提高 塑性 韧性下降的过程 冷加工方式 冷拉 冷拔冷加工结果 硬度 屈服强度提高 韧塑性下降冷加工意义 节约钢材 钢材冷拉时效强化示意图 时效处理时效 冷加工后 随着时间的延长 s b 塑性和韧性逐渐下降 时效处理 自然时效 人工时效时效处理结果 时效处理的意义 节约钢材时效大小的评价 时效敏感系数 4 钢材的热处理 退火加热到一定温度 炉中缓慢冷却 正火加热到一定温度 空气中缓慢冷却 淬火加热到一定温度 在冷却液中迅速冷却 回火加热到较高温度 在空气中冷却 淬火 回火 调质 三 化学成分对钢材性能的影响 一 碳C 强度硬度 塑性韧性 二 杂质磷 冷脆性 强度硬度 塑性韧性 硫 热脆性 机械性能 塑性韧性 氧 强度 塑性 韧性 氮 强度 塑性韧性 冷脆 时效 三 有益元素1 硅 1 提高钢的强度 硬度 耐蚀性 对钢的塑性和冲击韧性无明显影响 2 锰 1 显著提高强度 硬度 略微降低塑性韧性 3 合金元素 钒 钛 铌等提高强度 改善塑性韧性 耐蚀性 6 3建筑用钢 主要钢种 碳素结构钢 高强低合金结构钢制造各种型材 板材 管材 棒材 钢筋 钢丝 一 钢的牌号划分和选用 1 碳素结构钢的牌号划分划分方法 1 按照屈服强度 Q195 Q215 Q235 Q255 Q275五个牌号 2 按脱氧程度 F Z b TZ四个脱氧程度 3 按P S含量 A B C D四个质量等级 牌号的表示Q195 AF 屈服强度为195MPa 质量等级为A的沸腾碳素结构钢Q235 AZQ235 B 牌号与性能之间的关系 牌号 C 强度硬度 塑性韧性 质量等级 A D P S含量 塑性韧性提高 各牌号的应用Q195 Q215 强度低 塑性韧性好 螺钉Q255 Q275 强度高 塑性韧性低 刀具Q235特点 强度适中 有良好的承载性 具有较好的塑性和韧性 可焊性和可加工性也好 应用 钢筋 型钢和钢板 广泛用于建筑工程建造房屋和桥梁等 2 高强低合金结构钢的牌号划分普通碳素结构纲 小于5 的合金元素划分方法 1 按照屈服强度 Q295 Q345 Q390 Q420 Q460五个牌号 2 按脱氧程度 F Z b TZ四个脱氧程度 3 按P S含量 A B C D E五个质量等级 牌号的表示Q420 D Q390 Eb老牌号 15MnVN15 含碳量的万分数 即0 15 Mn V N 平均含量小于1 5 若合金元素下附数字 2 则表示含量为1 5 2 5 性能特点和应用特点 强度高 塑性和冲击韧性好 耐锈蚀减自重 节约钢材应用 尤其适用于高层建筑 大跨度建筑等 有取代Q235的趋势 3 钢材选用原则不同建筑结构对材质的要求是 重要结构 一般构件 受拉 受弯构件 受压构件 焊接结构 栓接 铆接结构 低温工作 常温工作 动力荷载 静力荷载 重级工作制 中 轻级工作制 二 建筑工程用钢材 钢结构用钢材一 热轧型钢工字钢 H型钢 T型钢 L型钢 槽钢 角钢 H型钢 宽翼缘 HW 中翼缘 HM 窄翼缘 HN 二 冷弯薄壁型钢 1 结构用冷弯空心型钢 方形 矩形 2 通用冷弯开口型钢 等边角钢 不等边角钢 等边槽钢 不等边槽钢 内卷边槽钢 外卷边槽钢 卷边Z型钢 Z型钢 三 钢管结构用无缝钢管焊缝钢管 四 钢板热轧钢板 薄板 厚板 冷轧钢板花纹钢板建筑用压型钢板彩色涂层钢板 压型钢板 曲面型 平面型 压型钢板规格 YX28 200 600 YX51 250 750 压型钢板组合楼板 彩色涂层钢板 内置绝热层的复合钢板 钢筋混凝土用钢材 用途 在钢筋混凝土中承受拉应力要求 s b k可焊性冷弯 外形 光圆 带肋 螺纹等 等级 强度 钢种 用途 HPB235 235 370 低碳钢 非预应力 HRB335 335 490 低合金钢 非预应力 预应力 HRB400 400 570 HRB500 500 630 预应力 一 热轧钢筋 二 冷拔低碳钢丝1 加工 Q235热轧圆盘条经冷拔而成2 分类 应用甲类 强度高 小型预应力构件乙