【大学】建筑材料 金属材料ppt课件

1、第八章第八章 金属资料金属资料本章主要内容本章主要内容建筑钢材建筑钢材铝材及铝合金铝材及铝合金 金属资料包括黑色金属和有色金属两大类，黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其合金，常用的黑色金属资料有钢和生铁。有色金属是指黑色金属以外的金属，如铝、铜、铅、锌等金属及其合金。;第一节第一节 建筑钢材建筑钢材 建筑钢材是指用于钢构造的各种型钢、钢板和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝、钢绞线等。刚刚具有良好的技术性质：材质均匀，性能可靠，强度高，能接受较大的弹塑性变形，加工性能好。一、钢材的分类 钢按照GB/T1330491引荐的方法，分类如下： 1、按照化学成分分为非合金钢碳素构造钢、低合金钢和合

2、金钢三类。 2、按质量分为普通钢、优质钢和高级优质钢。 3、建筑钢材按用途的分类如下：构造钢和工具钢。;二、钢材的性质二、钢材的性质一抗拉性能一抗拉性能 低碳钢的含碳量低碳钢的含碳量低，强度较低，塑性低，强度较低，塑性较好，较好，其应力应变图其应力应变图图如下图。图如下图。从图中可以看出，低从图中可以看出，低碳钢拉伸过程阅历：碳钢拉伸过程阅历：弹性阶段弹性阶段OA屈服阶段屈服阶段AB强化阶段强化阶段BC颈缩阶段颈缩阶段CD; 1、屈服点：钢材在荷载作用下，开场丧失对变形的抵抗才干，并产生、屈服点：钢材在荷载作用下，开场丧失对变形的抵抗才干，并产生明显的塑性变形。在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应

3、的应力称为上屈服明显的塑性变形。在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为上屈服点点SU；最低点所对应的应力称为下屈服点；最低点所对应的应力称为下屈服点SL。下屈服点的应。下屈服点的应力为钢材的屈服强度，用力为钢材的屈服强度，用s表示，单位为表示，单位为MPa。屈服强度是确定构造允许。屈服强度是确定构造允许应力的主要根据。应力的主要根据。 2、抗拉强度：应变随应力的添加而继续添加。、抗拉强度：应变随应力的添加而继续添加。C点的应力称为强度极点的应力称为强度极限或抗拉强度，用限或抗拉强度，用b表示，单位为表示，单位为MPa。屈强比。屈强比s/b在工程中很有意义，在工程中很有意义，此值越小，阐明构

4、造的可靠性越高，即防止构造破坏的潜力越大；但此值此值越小，阐明构造的可靠性越高，即防止构造破坏的潜力越大；但此值太小时，钢材强度的有效利用率低。合理的屈强比普通在太小时，钢材强度的有效利用率低。合理的屈强比普通在0.600.75之间。之间。 3、伸长率：钢材的变形速度明显加快，而承载才干明显下降。此时、伸长率：钢材的变形速度明显加快，而承载才干明显下降。此时在试件的某一部位，截面急剧减少，出现颈缩景象，钢材将在此处断裂。在试件的某一部位，截面急剧减少，出现颈缩景象，钢材将在此处断裂。;二冲击韧性二冲击韧性三硬度三硬度四耐疲劳性四耐疲劳性五冷弯性能五冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下，以一定的弯

5、心直径和弯曲角冷弯性能是指钢材在常温下，以一定的弯心直径和弯曲角度对钢材进展弯曲，钢材可以接受弯曲变形的才干。度对钢材进展弯曲，钢材可以接受弯曲变形的才干。钢材的冷弯，普通以弯曲角度钢材的冷弯，普通以弯曲角度、弯心直径、弯心直径d与钢材厚度或直径与钢材厚度或直径a的比值的比值d/a来表示弯曲的程度。弯曲角度越大，来表示弯曲的程度。弯曲角度越大，d/a越小，表示钢越小，表示钢材的冷弯性能越好。材的冷弯性能越好。 ;六焊接性能六焊接性能 钢材的可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近钢材的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能否产生裂痕及脆硬影响，焊接后接头强度能否与母体相过

6、热区能否产生裂痕及脆硬影响，焊接后接头强度能否与母体相近的性能。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。含碳量小于元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具的非合金钢具有良好的可焊性。有良好的可焊性。 焊接构造应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采焊接构造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，焊接时普通要用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时普通要采用焊前预热及焊后热处置等措施。采用焊前预热及焊

7、后热处置等措施。三、钢材的化学成分对其性能的影响三、钢材的化学成分对其性能的影响一钢材的化学成分一钢材的化学成分 以生铁冶炼钢材，经过一定的工艺处置后，钢材中除主要含有以生铁冶炼钢材，经过一定的工艺处置后，钢材中除主要含有铁和碳以外，还有少量硅、锰、磷、硫、氧、氮等难以初净的化铁和碳以外，还有少量硅、锰、磷、硫、氧、氮等难以初净的化学元素。学元素。二微量化学元素对钢材性能的影响二微量化学元素对钢材性能的影响;四、钢材的冷加工及热处置四、钢材的冷加工及热处置一冷加工一冷加工 冷加工强化是钢材在常温下，以超越其屈服点但不超越抗拉强度的冷加工强化是钢材在常温下，以超越其屈服点但不超越抗拉强度的应力对

8、其进展的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕应力对其进展的加工。建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等等 。对钢材进展冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约。对钢材进展冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也到达调直和除锈的目的。钢材，同时也到达调直和除锈的目的。 二时效二时效 钢材随时间的延伸，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性降低的景象称为时效。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坚持2h以上。经过时效处置后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提

9、高，而塑性和韧性降低。;三热处置三热处置 热处置是将钢材按一定的规那么加热、保温暖冷却，以获得需求热处置是将钢材按一定的规那么加热、保温暖冷却，以获得需求性能的一种工艺过程。性能的一种工艺过程。 热处置的方法有：退火、正火、淬火和回火。热处置的方法有：退火、正火、淬火和回火。五、常用建筑钢材的技术规范与选用五、常用建筑钢材的技术规范与选用 建筑钢材按用途可划分为钢构造用钢和混凝土构造用钢两大类。建筑钢材按用途可划分为钢构造用钢和混凝土构造用钢两大类。一钢构造用钢材一钢构造用钢材1、碳素构造钢、碳素构造钢1碳素构造钢的牌号碳素构造钢的牌号 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

10、号等四个部分按顺序组成；共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。如：Q235AF表示为屈服点不小于235MPa的A级沸腾钢。Q195、Q215，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。Q235，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，广泛地运用于建筑工程中。Q255、Q275，主要用作铆接与螺栓衔接的构造及加工机械零件。 2技术要求化学成分、力学性能、冷弯性能应符合GB700规定。;2、低合金高强度构造钢、低合金高强度构造钢1低合金高强度构造钢的牌号低合金高强度构造钢的牌号 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

11、、E三部分按顺序组成。共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。如Q345A表示屈服点不小于345MPa的A级钢。 Q295，主要用于建筑工程中对强度要求不高的普通工程构造。Q345、Q390，主要用于接受较高荷载的焊接构造。Q420、Q460，主要用于大型工程构造及要求强度高、荷载大的轻型构造。2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。;二混凝土构造用钢材二混凝土构造用钢材1、热扎钢筋、热扎钢筋1牌号牌号热轧直条光圆钢筋热轧直条光圆钢筋 ：HPB235热轧带肋钢筋：热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500。;2技术要求技术要求表

12、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;3钢材选用钢材选用 带肋钢筋与混凝土有较大的粘结才干，因此能更好地接受外力作用。带肋钢筋与混凝土有较大的粘结才干，因此能更好地接受外力作用。热轧带肋钢筋广泛地运用于各种建筑构造，特别是大型、重型、轻型薄热轧带肋钢筋广泛地运用于

13、各种建筑构造，特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑构造。壁和高层建筑构造。2、冷拉热扎钢筋、冷拉热扎钢筋3、冷扎带肋钢筋、冷扎带肋钢筋 冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在外表冷轧成两冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在外表冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进展低温回火处置。面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进展低温回火处置。 根据根据GB882000规定，冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为规定，冷轧带肋钢筋按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。共五个牌号。C、R、B分别为分别为冷轧、带肋、钢筋三个英文单词的首位字母

14、，数字为抗拉强度的最小值。冷轧、带肋、钢筋三个英文单词的首位字母，数字为抗拉强度的最小值。4、冷扎扭钢筋、冷扎扭钢筋;5、热处置钢筋、热处置钢筋 热处置钢筋是经过淬火和回火调质处置的螺纹钢筋。分有纵肋和无热处置钢筋是经过淬火和回火调质处置的螺纹钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外形分别见右图。代号为纵肋两种，其外形分别见右图。代号为RB150。公称直径mm牌 号0.2b10，%不小于MPa，不小于68.21040Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr132514706预应力混凝土用热处置钢筋的力学性能 有纵肋无纵肋; 6、预应力混凝土用钢丝和钢铰线消费以优质碳素构造钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成