建筑钢材基础知识很好的ppt课件

1、道路建筑材料道路建筑材料第七章第七章 建筑钢材建筑钢材主讲人：张主讲人：张 超超长安大学长安大学 公路学院公路学院202.117.64.98/ec/C24/index.asp202.117.64.98/ec/C24/index.aspsNoImage2 2主要内容主要内容钢材的技术性质钢材的技术性质7.2常用钢材简介常用钢材简介7.3钢材的根本概念钢材的根本概念7.1b第一节第一节 钢材的根本概念钢材的根本概念 炼钢表示图炼铁表示图 7.1.1 7.1.1 钢材技术性质钢材技术性质钢材的冶钢材的冶炼炼7.1 .17.1 .1钢材技术性质钢材技术性质钢材的冶钢材的冶炼炼特性特性 铁铁钢材钢材含碳

2、量含碳量24.3%24.3%0.032%0.032%主要杂质主要杂质硅、锰以及硫磷硅、锰以及硫磷适量硅、锰以及少量适量硅、锰以及少量硫磷硫磷机械加工性机械加工性可铸造不可锻造、延展可铸造不可锻造、延展可浇铸、锻造、易延可浇铸、锻造、易延展展性能特征性能特征受压能力远大于受拉能力、受压能力远大于受拉能力、性脆性脆很高的抗拉能力，塑性很高的抗拉能力，塑性显著显著金属铁和钢材特性对比金属铁和钢材特性对比Q根据冶炼方式根据冶炼方式Q 炼钢炉的不同炼钢炉的不同: : Q 平炉钢平炉钢Q 转炉钢转炉钢Q 电炉钢电炉钢Q 脱氧程度脱氧程度: : Q 沸腾钢沸腾钢Q 镇静钢镇静钢Q 半镇静钢半镇静钢Q根据含碳

3、量根据含碳量Q 低碳钢，碳含量低碳钢，碳含量 0.25%;0.25%;Q 中碳钢中碳钢: :碳含量碳含量0.30%0.55%;0.30%0.55%;Q 高碳钢：高碳钢：0.6%.0.6%.沸腾钢沸腾钢镇静钢镇静钢7.1 .27.1 .2钢材技术性质钢材技术性质钢材的类钢材的类型型Q根据合金含量根据合金含量Q低合金钢，合金含量低合金钢，合金含量5%;5%;Q中合金钢，合金含量中合金钢，合金含量5%10%;5%10%;Q高合金钢，合金含量高合金钢，合金含量15%;15%;Q根据质量根据质量Q普通钢，普通钢， P0.045%, S 0.055%; P0.045%, S 0.055%;Q优质钢，优质钢

4、， P0.0350.040%, S 0.040%; P0.0350.040%, S 0.040%; Q根据用途根据用途Q构造钢；构造钢；Q工具钢；工具钢；Q特殊钢。特殊钢。Q用于路桥工程的钢材通常属于用于路桥工程的钢材通常属于Q普通碳素构造钢普通碳素构造钢Q低合金构造钢低合金构造钢. .7.1.2 钢材技术性质钢材技术性质钢材的类型钢材的类型道路建筑材料道路建筑材料第二节第二节 钢材的技术性质钢材的技术性质Q拉伸性能：在拉伸过程中，低碳钢通常阅历四个阶段：OABupBdownCDIIIIIIIV/L L /PApb1 001 0 0 %LLL 7.2.1 7.2.1 钢材技术性质钢材技术性质力

5、学性质：力学性质：拉伸才干拉伸才干(I)弹性阶段拉伸过程的最初阶段，应力应变曲线是一条直线，应力与应变呈正比，与A 点对应的应力 为弹性极限；1 001 0 0 %LLL (III)强化阶段当应力超越屈服点后，由于钢材内部组织在受力时的畸变，使钢材性能得到强化，表现出抗塑性变形才干重新得以提高。对应最高点C的应力值 用于表征钢材的抗拉强度；b(II)屈服阶段 超越A点之后，应力应变不再成正比，出现明显的塑性变形，此景象称为屈服；以屈服阶段构成的下屈服点Bdown作为钢材的屈服点 ，可用来表征钢材的屈服强度；b(IV)颈缩阶段:受力超越C点后，钢材抗变形才干明显降低，尺寸断面因变形迅速而被拉细，

6、所以称为颈缩阶段，到达D点钢材被拉断。pQ屈服强度Q 屈服强度是钢构造的根本力学目的，当钢构件遭到的应力超越屈服点时，一方面将产生不可恢复的永久变形，同时当应力超越屈服点时，受力较高的部分应力不再提高，而自动将荷载重新分配给应力较低的部分，因此，屈服强度是确定钢构造允许应力的主要根据；Q抗拉强度Q 是钢材所能接受的最大拉应力，高于此应力钢材将丧失对变形的抵抗才干。抗拉强度不能直接作为构造设计计算根据，但屈服强度和抗拉强度的比值，即“屈强比对钢材运用有较大意义。该比值越小，钢构造的平安性、可靠性越高，但比值过小，那么意味着钢材有效利用率的浪费；Q条件屈服点Q对中碳钢或高碳钢，拉伸时没有明显的屈服

7、景象，难以测出屈服点，那么规定产生剩余变形为原标距长度的0.2%时所对应的应力值，作为确定屈服强度的根据，称为条件屈服点.7.2.1 7.2.1 钢材技术性质钢材技术性质力学性质：拉伸才干力学性质：拉伸才干7.2.1 7.2.1 钢材技术性质钢材技术性质力学性质力学性质：塑性：塑性n钢材的塑性可用拉伸过程得到的伸长率和断面收缩率来表示.式中：表示伸长率%； L0表示钢材原标距的长度(mm)； L1表示钢材拉断后标距部 分的长度(mm)0101 0 0 %AAA式中：表示断面收缩率%； A0表示钢材原横截面(mm2)； A1表示钢材拉断后断口处横 截面mm2n两项目的越大，表示钢材的塑性越强。通

8、常要求伸长率要大于5%,收缩率要在10%以上.7.2.1 7.2.1 钢材技术性质钢材技术性质力学性质：冲力学性质：冲击韧性击韧性Q冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的才干。在公用设备上，V字形钢材经受摆锤的冲击作用，以破坏后缺口处单位面积上所耗费的功k来表示该性能；k越大，冲击韧性越好；Q冲击韧性受内因的化学成分，金属晶格完善程度以及外因的冶炼质量、环境温度等要素有关。特别是当环境温度降低至某一温度时，钢材的冲击韧性会骤然下降呈脆性，即钢材的冷脆性。冷脆性对应的温度看作是钢材的脆性温度，该温度越低，钢材的低温冲击韧性越好.7.2.1 7.2.1 钢材技术性质钢材技术性质力学性质：耐疲力学性质：耐疲

9、劳性和硬度劳性和硬度. .Q钢材在交变荷载反复作用下，经常在最大应力远小于其抗拉强度时就发生破坏，这就是钢材的疲劳破坏；Q通常把钢材接受交变荷载11061107次时不发生破坏的最大应力作为疲劳强度；Q硬度是指钢材抵抗硬物压入外表的才干。根据硬度检测方法的不同，可得到布氏硬度或洛氏硬度，其中常用布氏硬度作为钢材的硬度目的。硬度值越大，阐明钢材的抗塑性变形才干越强。Q上述钢材的性质包括了力学性质、塑性、韧性、硬度等，除抗疲劳性之外，实践上真正独立的性能是强度和塑性.7.2.2 7.2.2 钢材工艺性能钢材工艺性能冷弯性能冷弯性能Q冷弯性能Q定义：常温条件下，钢材接受弯曲变形的才干，是一种更加严厉的

10、塑性才干的评价手段；Q意义：反映钢材缺陷的一种工艺性能；Q表示方法：弯曲角度，弯心直径与厚度或直径的比值.7.2.2 7.2.2 钢材工艺性能钢材工艺性能可焊接性可焊接性能能Q可焊接性能可焊接性能Q定义：表示钢材能否顺应通常的焊接方定义：表示钢材能否顺应通常的焊接方法与工艺的性能；法与工艺的性能；Q要求：焊接处不构成裂纹、气孔和夹渣要求：焊接处不构成裂纹、气孔和夹渣等缺陷。强度不会低于原有钢材，不硬脆；等缺陷。强度不会低于原有钢材，不硬脆；Q影响要素：取决于钢中的化学成分，特影响要素：取决于钢中的化学成分，特别是碳含量，小于别是碳含量，小于0.25%时具有良好的可焊性时具有良好的可焊性.7.2

11、.2 7.2.2 钢材工艺性能钢材工艺性能冷加工和冷加工和实效实效. .Q冷加工及时效Q定义：冷加工通常指冷拉拔工艺。经过冷拉拔使钢材的屈服强度得以提高，同时添加钢材的有效长度。时效是指阅历自然放置或高温加热一段时间后，其冷拉拔效果更加显著的景象；Q意义：提高屈服强度2030%，节约钢材1020%；Q特点：在提高强度和长度的同时，钢材的塑性、韧性那么会降低.7.2.3 7.2.3 钢材技术性质钢材技术性质钢材中的钢材中的化学元素化学元素Q钢材中除了Fe元素之外，还含有C、Si、Mn、P、S、O、N、Ti、V等元素，其中C元素是钢中必需的元素，Si、Mn、Ti、V等元素对钢材起到性能改善的积极作

12、用；而P、S、O、N等对钢材的性质起到消极作用，直接影响到钢材的质量；Q钢材中的碳是决议钢材性质的中心元素，随C元素含量的添加，钢材的强度、硬度提高，而钢材的塑性和抗冲击韧性降低.7.2.3 7.2.3 钢材技术性质钢材技术性质钢材中的化学钢材中的化学元素元素Q钢材中的S元素对钢材性质呵斥极为不利的影响，其中硫和铁元素以构成FeS的方式，分布在铁金属晶格的晶界处。由于该FeS的熔点较低，当钢材加热到达一定温度时，这些硫化物会首先熔化，在钢材内部留下裂痕和缺陷，从而严重降低钢材质量；QP元素同样对钢材带来危害，它以磷和铁的化合物方式存在，呵斥钢材的强度、塑性和冲击韧性等众多性能的显著降低。尤其在

13、低温时对钢材的塑性和韧性影响程度更加明显；QMn元素具有较强脱硫和去氧才干，同时提高钢材的强度和硬度，是我国低合金钢的主要合金元素；QV和Ti也具有显著的脱氧功能，能提高钢材的强度、改善钢材的韧性等./ LL 第三节第三节 常用钢材常用钢材7.3.1 7.3.1 常用钢材常用钢材钢材的牌号钢材的牌号Q钢材牌号是某一钢材的称号，经过牌号可以直接掌握钢材的一些主要特征。牌号划分方法以钢材的用途和分类进展。Q碳素构造钢牌号：Q由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成，其中 “Q，代表钢材的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa；Q必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符

14、号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢；Q例如：某碳素钢的牌号是Q235-AF，其含义是指钢材的屈服值不低于235MPa，其质量为A级，脱氧程度较低的沸腾钢.Q碳素构造钢共有5个牌号，Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等，其中Q235兼顾了强度和塑性要求，是运用最多的钢种.7.3.1 7.3.1 常用钢材常用钢材钢材的牌号钢材的牌号Q优质碳素构造钢Q钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示，例如平均碳含量为0.45%的钢，钢牌号为“45 ； Q锰含量较高的优质碳素构造钢，应将锰元素标出，例如50Mn

15、； Q沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素构造钢应在钢号最后特别标出，例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢，其钢号为10b；Q最后可加上用途，例如桥梁用“q.Q将这些方面综合在一同：Q 以万分数表示的含碳量+元素符号+脱氧方法符号+专门用途符号Q 例如：45Mnbq，其含义是含碳量0.45%，主要合金元素是Mn，且脱氧程度是半镇静，并用于桥梁构造。7.3.1 7.3.1 常用钢材常用钢材钢材的牌号钢材的牌号. .Q合金构造钢Q合金钢中常见的合金元素有：Mn、Si、Ti、V等；Q钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量的万分之几表示; Q钢中主要合金元素除个别微合金元素外，当平均合金含量1.

16、5%时，钢号中普通只标出元素符号，而不标明含量。当合金元素平均含量1.5%、2.5%、3.5%时，在元素符号后面应标明含量，可相应表示为2、3、4等; Q优质高级合金钢后缀A，特级优质合金钢后缀E;其中质量高低取决于钢材中两种有害元素S、P含量的多少；Q例如：18Cr2Ni4WA，其含义是含碳量0.18%；Cr2含义是Cr含量在1.5%至2.5%之间；Ni4含义是Ni含量到达3.5%以上；A含义是该合金钢属于优质合金钢，相应的S、P含量0.025%.Q7.3.2 7.3.2 常用钢材常用钢材桥梁构造钢桥梁构造钢Q桥梁构造用钢Q根据屈服强度的不同，其牌号从235到690共九个；Q每个牌号根据S、

17、P含量划分有2到3个质量等级；Q主要合金元素是Mn，但含量最高不超1.8%；Q其力学强度包括了屈服强度、抗拉强度、断后伸长率、抗冲击功以及180度弯曲实验等.7.3.2 7.3.2 常用钢材常用钢材混凝土用钢混凝土用钢热轧光圆钢筋：分为HPB235和HPB300两级(HRB: Hot Plain Bar)；分别从尺寸包括公称直径、公称截面积、公称直径等和力学及化学目的加以规定；热轧带肋钢筋螺纹钢：分为HRB335、RHB400和RHB500三个牌号, (HRB: Hot Ribbed Bars)。带肋钢筋添加了与混凝土之间的粘结力，与光圆钢筋相比，具有更好的综合性能，是目前钢筋水泥混凝土中运用最广泛的钢筋制品。s/ LL7.3.2 7.3.2 常用钢材常用钢材混凝土用钢混凝土用钢Q与热轧带肋钢筋对应，在工地上经过冷加工可得到冷轧带肋钢筋。这种钢筋的特点是屈服强度高，有更高的经济效益，但塑性降低，变脆变硬，同时屈强比高，平安贮藏小。因此强调平安的重要建筑物现场，已不再采用这样的冷加工工艺.热轧钢筋冷轧钢筋/ LL 冷轧钢筋机本章小结本章小结Q经过冶炼工艺和技术控制，可消费出不同种类和不同质量的钢材；