7建筑钢材ppt-第七章建筑钢材

第七七章章.建建筑筑钢钢材材一.定定义义—土土木木工工程程中中使使用用的的各各种种钢钢材材及及制制品品。。钢结结构构用用—型钢钢、、钢钢板板包括括钢筋筋混混凝凝土土结结构构用用—各种种钢钢筋筋、、钢钢丝丝和和钢钢绞绞线线围护护结结构构和和装装修修工工程程用用—深加加工工钢钢板板和和复复合合板板优点点——强强度度高高、、塑塑性性韧韧性性好好、、能能承承受受冲冲击击和和振振动动荷荷载载、、易易于于加加工工二.特特点点和装装配配缺点点——易易生生锈锈、、耐耐火火性性差差、、维维护护费费用用大大第一一节节.钢钢的的冶冶炼炼与与分分类类一.钢钢和和铁铁的的定定义义—钢钢和和铁铁主主要要是是Fe——C合合金金，，另另有有少少量量的的杂杂质质(Si,Mn,S,P,)含碳碳量量大大于于2.06%的的Fe——C合合金金，，称称为为（（生生））铁铁；；含碳碳量量小小于于2.06%的的Fe——C合合金金，，称称为为钢钢；；氧气气转转炉炉法法——钢钢质质好好、、冶冶炼炼速速度度快快、、成成本本低低二.钢钢的的冶冶炼炼方方法法平炉炉法法——钢钢质质好好、、冶冶炼炼速速度度慢慢、、成成本本低低电炉法——钢质好好、能耗耗高、成成本高三.钢的的分类按化学成成分分类按有害杂杂质—普普通钢钢、优质质钢、高高级优质质钢等按用途——结构构钢、工工具钢、、特殊钢钢等定义—脱脱氧不彻彻底(充充分)，，钢水浇浇入锭模模时,会会有大量量的CO气沸腾钢F体体从钢钢水中溢溢出,引引起钢水水呈沸腾腾状,故故名沸腾腾钢.特性—组组织不够够致密，，成分不不太均匀匀，S、、P等杂杂质偏析析较严重，冲击击韧性和和可焊性性差。但但成本低低、产量量高。镇静钢Z定义—脱脱氧彻底底(充分分)，钢钢水浇入入锭模时时,平静静的冷却却凝固特性—钢钢质均匀匀密实，，品质好好，可用用于冲击击荷载的的重要结构但成成本高。。半镇静钢钢b——介介于二者者之间碳素钢——低碳碳钢、中中碳钢、、高碳钢钢合金钢——低合合金钢、、中合金金钢、高高合金钢钢沸腾钢F半镇静钢钢b镇静钢Z特殊镇静静钢TZ按脱氧程程度第二节.钢材的的技术性性能钢材性能能软钢σ-ε曲曲线σbs0εσb0.20ε硬钢σ-ε曲曲线强度塑性冲击韧性性硬度冷弯性能能焊接性能能（可焊焊性）冷加工热处理一.力学学性能(机械性能能)二.工艺艺性能一.力学学性能(一).强度屈服强度度(屈服服点)s—结构设计计中,钢钢材强度度取值依依据1.软钢钢抗拉强度度b—钢材强度度极限值值屈强比s/b—能反映结结构安全全可靠程程度及钢钢材利用用率s/b小—钢材利利用率低低，但结结构安全全可靠程程度高；；s/b大，则相相反。2.硬钢钢条件(名名义)屈屈服点0.2—产生0.2%l0残余(永永久、塑塑性)变变形时应应力抗拉强度度b(二).塑性1.指标标—伸长率2.5、10表示l0=5d、10d时的伸长率5与10之间的关关系为5(﹥、﹤﹤、=)10(三).冲击韧韧性—钢材抵抗抗冲击荷荷载的能能力指标—冲击韧性性ak(四).硬度—钢材表面面局部体体积内抵抵抗外物物压入产产生塑性性变形的的能力指标—布氏硬度HB二.工艺性能能(一).冷弯弯性能1.定义—钢材在在常温下承受受弯曲变形的的能力2.指标—弯曲角角度()，弯心直径(d=na)3.合格标志——弯曲处无无裂纹、断断裂及起层层现象4.冷弯性性能—与伸伸长率一样样，也是反反映钢材在在静荷载作作用下的塑塑性性能但：伸长率——反映钢材材在均匀变变形下的塑塑性性能冷弯性能——反映钢材材在不利变变形条件下下的塑性性性能5.冷弯试验的的作用①揭露钢材材内在缺陷陷，②评定塑性性好坏③评定焊接接接头质量量(二).焊焊接性能(可焊性））钢材在一定定焊接工艺艺条件下，，在焊接及及其附近过过热区是否否产生裂缝缝及脆硬倾向，焊焊接后焊缝缝处性质应应尽可能与与母材相同同。(三).冷冷加工处理理1.冷加工工强化①定义—钢材在常温温下进行冷冷拉、冷拔拔和冷轧，，使其产生塑塑性变形，，提高屈服服强度的过过程。②作用—s明显提高，，b不变；而塑塑性、韧性性及弹性模量量明显降低低。2.(冷冷加加工工)时时效效处处理理(强强化化)①定定义义—将经经过过冷冷加加工工的的钢钢筋筋，，于于常常温温下下存存放放15––20d(自自然然时时效效)；；或或加加热热到到100–200℃并保保持一定时间间(人工时效效)，此过程程称为时效处处理(强化)。②作用—s进一步提高,b略有提高；塑塑性、韧性进进一步降低；；弹性模量得得以恢复3.冷加工与与时效处理的的目的提高钢筋的屈屈服强度，节节约钢材(四).热处处理1.定义—将钢材在固态态范围内进行行加热、保温温和冷却，从从而改变其金金相组织和显显微结构组织，获得得需要性能的的一种综合工工艺。2.方法—退火、正火、、淬火及回火火等第三节.钢的的组织与化学学成分一.钢的晶体体组织1.钢是以铁铁为主的Fe–C合金，其中中Fe和C有有以下三种结结合形式①固溶体—铁(Fe)中固溶着微量量的碳(C)②化合物—铁和碳结合成化合合物Fe3C③机械混合物—固溶体和化合物的混合合物。2.钢钢的组织织—以上三种形形式的的Fe–C合金金于一一定条条件下下形成成具有有一定定形态态的聚聚合体体钢的基本本组织织及性性能二.钢钢的化化学成成分钢的化化学成成分对对钢材材性能能的影影响组织名称铁素体奥氏体渗碳体珠光体含碳量(%)≤0.020.86.670.8结构特征固溶体固溶体化合物机械混合物

性能强度、硬度低，塑性、韧性很好强度、硬度不高，塑性大抗拉强度低，硬脆，耐磨，塑性几乎为零强度高，塑性和韧性介于铁素体和渗碳体化学成分CSiMnSPONH影响随C,强度硬度,塑性韧性强度强度热脆性冷脆性强度塑性韧性备注有益元素有害元素第四节节.建建筑用用钢材材的品品种一.碳碳素结结构钢钢1.牌牌号—依依据屈屈服强强度划划分为为五牌牌号，，即Q195、Q215、Q235、Q255、Q2752.质质量等等级—依据据冲击击韧性性（即即S、、P含含量））划分分四级级，即即A、、B、、C、、D3.脱氧氧程度—F、b、Z、TZ(特殊殊镇静钢钢)，[注：Z、、TZ通通常省略略]4.牌号号表示方方法：—例如：Q235-B•F表示示屈服强度度为235MPa的B级级沸腾钢钢5.特性性：碳素结构构钢（尤尤其是Q235））既有较高的强度，，又有良好的塑性和和韧性，可可焊性也也好，适适宜于各各种加工工，广泛泛用于制制作钢结结构用钢、钢筋筋和钢板板等。二.优质质碳素结结构钢1.牌号号—共31个牌牌号2.特性性：对S、P含量控控制更严严格，质质量稳定定，综合合性能好好，但成成本较高高。屈服点代号Q屈服点数值/MPa质量等级脱氧程度三.低合合金高强强度结构构钢1.定义义—是一一种在碳碳素结构构钢基础础上添加加了不大大于5%合金元元素的钢钢材。2.牌号号—依据据屈服强强度划分分为五牌牌号，即即Q295、、Q345、、Q390、、Q420、、Q4603.质量量等级—依据冲冲击韧性性（即S、P含含量）划划分五级级，即A、B、、C、D、E4.牌号表表示方法：：—例如如：：Q345––D表示示屈服服强强度度为为345MPa的的D级级低低合合金金结结构构钢钢5.特特性性：：与碳碳素素结结构构钢钢相相比比，，低低合合金金结结构构钢钢（（Q345））具具有有高的强强度度，，又又有有较好的塑性、低温温冲击韧性、、可焊性、耐耐腐蚀性及冷冷加工性，是是一种综合性能能较为理想的的建筑钢材。。广泛应用于于钢结构和钢钢筋混凝土结构中，，尤其是大型型结构、重型型结构、大跨跨度结构、高高层建筑、桥梁工程程、承受动荷荷载和冲击荷荷载的结构。。四.钢材的的选用原则荷载类型——静荷载、动荷荷载依据连接方式——焊接、铆接、、螺栓连接环境温度——常温、低温（（尤其是负温温下：如-20℃、-30℃）屈服点代号Q屈服点数值/MPa质量等级第五节.钢结结构用钢材钢结构用钢材材主要是热轧轧成型的钢板板和型钢等；；薄壁轻型钢钢结构中主要要采用薄壁型钢、、圆钢和小角角钢等；钢材材所用母材主主要是碳素结构钢和和低合金高强强度结构钢一.热轧型钢钢主要有：工字字钢、H型钢钢、T型钢、、槽钢、等边边角钢、不等边角钢等类型。二.冷弯薄壁壁型钢主要有：结构用空心冷弯型型钢、通用冷冷弯开口型钢钢等两大类。三.棒材主要有：热轧轧六角钢和八角钢钢、热轧扁钢钢、热轧圆钢钢和方钢等三大类。四.钢管主要有：结构用无缝管、焊接钢管等两大类。五.板材主要有：（厚、薄）钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板、彩色涂涂层钢板等四大类。第六节.钢筋筋混凝土用钢钢材砼抗压强度高高，但抗拉强强度很低；而而钢筋抗拉和和抗压强度均均很高；将二二者复合成钢钢筋砼，可以充充分发挥各自自的特长。此此外砼的碱性性环境保护钢钢筋不锈蚀。。一.热轧钢筋筋热轧钢筋是经经热轧成型并自然冷冷却的成品钢筋，其外形形分光圆和带带肋两种。热轧钢筋等级级、性能和用用途注：H(热轧轧)、P(光光圆)、R(带肋)、B(钢筋)二.冷轧带肋肋钢筋①定义—采用普通低碳碳钢或低合金金钢热轧的圆圆盘条，经冷冷轧或冷拔减减径后在其表表面冷轧成两面面或三面有肋肋的钢筋。②牌号—按抗拉强度最小小值分为CRB550、、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号。C、R、B分分别代表冷轧、带肋、、钢筋。钢筋级别强度等级代号外形钢种分级依据用途ⅠHPB235光圆低碳钢s