第六章金属材料

1、一、建筑钢材、二、建筑用铝和铝合金、三、建筑用铜、第六章金属材料、四、建筑装饰用钢材制品、一、钢材的力学性能和技术性能、拉伸性能、拉伸性能是钢材的主要性能。 用拉伸试验测得的屈服强度、拉伸强度和伸长率是钢材的主要技术指标。 如下图所示，钢材的拉伸性能可以用低碳钢拉伸的应力-应变曲线来表示。 1、钢材的力学性能，弹性阶段(O-A ) :弹性极限，用p(MPa )表示。 在弹性极限内，应力与应变的比是常数，称为弹性模量，并且用e表示，即E=/。 弹性模量是测量材料弹性变形容易度的指标。、屈服阶段(A-B ) :载荷超过弹性极限a时，应力和变形不再成比例关系，到达b点时钢材开始失去暂时抵抗变形的能力

2、的现象称为“屈服”。 总是将屈服下限作为钢材的屈服强度，用s或Rel表示。 因外力而屈服现象不明显的钢材，有规定的非比例伸长应力，也称为条件屈服强度，用p0.2表示。p0.2=，强化阶段(B-C ) :钢材在一定程度上屈服后，由于内部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，塑性变形的进一步进展被阻止，该过程通常称为强化阶段。 对应于最高点c的应力也被称为强度极限，用b或Rm表示。 b=、拉伸强度是钢材能承受的最大拉伸应力。缩颈阶段(C-D ) :负荷超过弹性极限a后，应力和变形不再成为比例关系，到达b点后，钢材开始失去暂时抵抗变形的能力的现象称为“屈服”。伸长率：定义：将断裂后的试样合起来测定量规范围的长度

3、L1，将L1与试样受力前的原始量规L0之差称为塑性变形值l、l与L0之比，用或a表示。 截面收缩率：定义：样品断裂后，用表示缩颈截面积(图6-2所示)的收缩值(A0-A1 )与原始截面积A0的比。 (2)冲击韧性，定义：是指钢材抵抗冲击载荷的能力，简称为韧性。 冲击韧性非常敏感地反映钢材内部结晶组织、有害杂质、各种缺陷、应力状态及环境温度等微小变化对其性能的影响。、(3)疲劳强度，定义：钢材重复或受到交变应力的作用，在一定的周n (一般N=10106 )循环后，断裂时能承受的最大应力称为疲劳强度。 (4)钢材的硬度、定义：钢材表面的局部体积虽然硬，但有抵抗压入的能力。 测定方法：布氏法，罗氏法

4、，(5)钢材的技术工艺性能，冷弯性能：钢材在常温下受弯曲变形不破裂的能力。 焊接性能：在一定的焊接工艺条件下，能否形成相当于基本钢材性能和技术条件的焊接物的能力。 (6)影响钢材技术性能的因素，钢材中主要化学成分对钢材性能的影响，钢材加工技术对钢材性能的影响。 加工技术：热加工、热处理、冷轧、钢材时效、冷轧、二、常用建筑钢材品种、碳结构钢、碳结构钢为碳含量不到0.24%的钢。 (1)品种及其表示方法，分类： q95、Q215、Q235、Q275，组成： (1)钢的质量等级按照硫、磷的含量分为a、b、c、d四个等级。 a级是最低级，d级是最高级。 (2)根据脱氧的程度，把钢分为沸腾钢、镇静钢。

5、沸腾钢用“f”表示，镇静钢用“z”表示，特殊镇静钢用“TZ”表示。 对于镇静钢和特殊镇静钢，“z”和“TZ”可以省略。 (2)技术要求、碳结构钢的力学性能和技术性能符合碳素结构钢 (GB/T 7002006 )的规定。、2、优质碳钢，简称优质碳钢，这些钢主要是镇静钢。(1)品牌及其表示方法，分类： 08F、10F、08、10、20、35、50、70、80、85、20Mn、35Mn、50Mn、60Mn等31个。 说明： (1)F表示沸石。 (2)“Mn”高锰含量的优质碳钢(3)高级优质碳钢，品种后加“A” (4)特级优质碳钢，品种后加“e”，(2)技术要求满足优质碳素结构钢 (GB/T 6991

6、999 )的规定。、3、低合金高强度结构钢、低合金高强度结构钢是在碳结构钢中加入合计不到3%的合金元素的钢种。 (1)品牌及其表示方法、分类： Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620、Q690，说明： (1)Q345、Q390、Q420被分为a、b、c、d、e五个质量等级。 (2)Q460、Q500、Q550、Q620、Q690被分成c、d、e三个质量等级。 (2)技术要求应符合低合金高强度结构钢 (GB/T 15912008 )的规定。 常用元素：锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍、铜、组成：4、合金结构钢、合金结构钢是在碳结构钢中加入了适量的合金元素，比碳结构钢综合性

7、能好，是合金钢中使用量最多的钢。 (1)品种及其表示方法，(1)合金元素的含量小于1.5%时，品种只表示元素，一般不表示含量。 (2)平均合金元素的含量为1.5%2.49%、2.5%3.49%、3.5%4.49%、4.5%5.49%的情况下，在合金元素之后相应地写为2、3、4、5。 (2)技术要求满足合金结构钢 (GB/T 30771999 )的要求。 组成：、三、钢筋、钢绞线、1、钢筋、(1)热轧钢筋、热轧光丸钢筋、热轧带肋钢筋、普通热轧钢筋、细粒热轧钢筋、品种：热轧带肋钢筋的品种结构及其意义如下表所示。、标称直径、热轧光丸钢筋的标称直径范围为6 mm22 mm。 一般热轧钢筋和细粒热轧钢筋

8、的公称直径范围为6 mm50 mm。 力学性能和弯曲性能、热轧钢筋的力学性能和弯曲性能应满足下表规定。 (2)馀热处理钢筋，品种：馀热处理钢筋的品种为20MnSi。 定义：热轧后立即透水，进行表面控制冷却，用芯部馀热完成回火处理的完成钢筋。 标称直径：馀热处理钢筋的标称直径范围为8 mm40 mm，推荐钢筋标称直径为8 mm、10 mm、12 mm、16 mm、20 mm、25 mm、32 mm和40 mm。 力学性能和弯曲性能、馀热处理钢筋的力学性能和工艺性能应满足下表规定。 (3)冷轧带肋钢筋，品种： CRB550、CRB650、CRB800、CRB970，定义：热轧圆盘条冷轧后，在其表面

9、沿长度方向均匀分布的三面或两面带肋钢筋。 公称直径： CRB550钢筋的公称直径范围为4 mm12 mm，CRB650以上品种的钢筋的公称直径为4 mm、5 mm、6 mm。 力学性能和弯曲性能。 钢筋的力学性能和工艺性能应满足下表规定。 (4)冷轧扭钢筋，分类：根据其截面形状分为三种类型，如下图所示。 标记：冷轧扭钢筋的标记由产品名称符号(CTB )、强度等级符号、符号(T )、主要参数符号(符号直径)及类型符号(I、ii、iii )组成。 标记直径：不同强度等级和型号的冷轧扭转钢筋标记直径如下表所示。 型为1/2周期(180 )，型为1/4周期(90 )，型为1/3周期(120 )，力学性

10、能和弯曲性能。 冷轧扭钢筋的力学性能和技术性能必须符合下表的规定。、2、钢丝，(1)分类和符号，根据加工状态，冷拉丝钢丝，去除应力的钢丝，低松弛级钢丝，普通松弛级钢丝，根据外形，光圆钢丝，螺旋肋钢丝，切入钢丝，符号p，符号h，(2)符号，钢丝的符号内容，预应力钢丝，标称直径，拉伸强度，(3)力学性能、冷拉丝钢丝的力学性能必须符合教材表6-10的规定。 消除应力的光圆和螺旋肋钢丝的力学性能必须符合教材表6-11的规定，消除应力缺口的钢丝的力学性能必须符合教材表6-12的规定。、3、钢绞线、(1)分类和符号、(2)钢绞线的外形、钢丝的符号内容为预应力钢丝、公称直径、拉伸强度、加工状态符号、外形符号

11、和标准编号。 a17结构钢绞线b12结构钢绞线c13结构钢绞线d-钢筋的标称直径、预应力钢绞线、冲裁钢绞线、结构钢绞线的力学性能必须符合教材表6-14的规定。 钢绞线的表示内容包括预应力钢绞线、结构编号、公称直径、强度等级和标准编号。 13结构钢绞线的力学性能必须符合教材表6-15的规定。 17结构钢绞线的力学性能必须符合教材表6-16的规定。 17结构钢绞线的力学性能必须符合教材表6-16的规定。、4、型钢、(1)热轧型钢、(2)热轧型钢，钢丝的标记内容为预应力钢丝、公称直径、拉伸强度、加工状态编号、外形编号和标准编号。 分类：厚板(厚度4.5 mm60 mm )薄板(厚度0.35 mm4

12、mm )、热轧型钢、山形钢、槽型钢、山形钢、h型钢和分割t型钢、等边山形钢、不等边山形钢、热轧普通槽型钢、热轧轻量槽型钢、普通山形钢、轻量山形钢、热轧h型钢、分割窄法兰h型钢(HN )中法兰h型钢(HM )、宽法兰分割t型钢(TW )、窄法兰分割t型钢(TN )、中法兰分割t型钢(TM )、(3)冷弯薄壁型钢用2 mm6 mm厚的薄钢板冷弯或冲压成形。 冲压钢板是近年来开始使用的薄壁型材，使用的钢板的厚度为0.4 mm2 mm。四、建筑钢材的选定、检查和保管、1、建筑钢材的选定原则、(1)负荷特性、(2)使用温度、(3)连接方式、(4)钢材的厚度、(5)结构的重要性、2、建筑钢材的检查的基本要

13、求、(1)订货和发货资料必须与实物一致，(2)检查包装、(3) 审查建筑钢材质量证明书的内容，(4)制作材料总账，、3，选择合适的保管场所，(2)保持仓库的干燥通风，(3)保持合理的堆栈，(4)保持材料场的清洁，(5)加强防护措施，(6)加强计划管理，铝的化学性铝具有良好的可塑性，具有极高的光、热反射比。 缺点：铝强度低，硬度小。 2、铝合金及其特性，在铝中添加镁、锰、铜、硅、锌等合金元素形成铝合金，改变铝的性质。 提高铝的强度等。 缺点：弹性模量小、热膨胀系数大、耐热性低、焊接需要惰性气体保护等焊接新技术。、定义：将铝挤压型材作为框、花纹、拉门制作的门窗称为铝窗框，简称为铝窗框。 3、铝合金

14、的用途，(1)铝合金门窗，定义：将铝合金挤压型材做成框、花纹、拉门制作的门窗称为铝合金门窗，简称铝合金门窗。 (2)铝制百叶窗，开放方式：通过手动旋钮或推杆电动机来移动内部连杆，实现铝制百叶窗叶片的反转功能，叶片具有0105的反转角度，所以可以自由调节。 主要规格： 1050、8101、13104、13125 (厚度宽度； 单位： mm)4种规格，主要在：铝合金百叶窗室外安装，宽度不可超过1.2 m，高度不可超过1.6 m，铝合金花纹板采用防锈铝合金等材料。 没有用特制的图案轧制。 容易安装，广泛用于墙面装饰和楼梯蹄板等。4、铝合金装饰板，(1)铝合金花纹板、蜂窝芯铝合金复合板作为高级饰面材料

15、，可用于各种建筑的窗帘系统，也可用于室内壁面、屋顶、天花板、柱等工程部位。 (2)蜂窝芯铝合金复合板是世界广泛使用的新装饰材料，主要用于墙面装饰，也用于屋顶装饰。 (3)铝合金波纹板和冲压板、铝合金穿孔吸音板基于声学原理，实现利用各种穿孔率去除噪音的目的，材质可根据需要进行选择，常用的有防锈铝板和电铝板等。 (4)铝合金穿孔吸音板，第三节建筑用铜，铜是古老的建筑材料，作为建筑装饰和各种部件被广泛使用。 第四节建筑装饰用钢材制品、第一、彩色涂层钢板、表面层以前使用醇酸树脂，现在聚酯系涂料和丙烯酸系涂料很多。 1、涂装钢板，分类： PVC钢板，涂层PVC钢板，2，PVC钢板，涂层和涂层钢板表面的P

16、VC层厚，能达到0.1 mm0.3 mm，耐腐蚀性和耐湿性也好。 PVC表面层的缺点是容易老化，为了改善这一缺点，出现了在PVC表面再复合丙烯酸树脂的复合型PVC钢板。、3、隔热涂装钢板通过在彩色涂装钢板背面粘贴15 mm17 mm的聚苯乙烯泡沫或硬质聚氨酯泡沫，可以提高涂装钢板的隔热和隔音性能。 4、高耐久性涂层钢板，高耐久性涂层钢板涂层耐老化性优异的氟树脂和丙烯酸树脂，具有优异的耐久性和耐腐蚀性。 建筑中的彩色涂装钢板主要用于外墙板，直接用它来构成围墙需要隔热层。 此外，还可以用作屋顶板、瓦楞纸板、防水通气防止板、耐腐蚀设备、部件及家具、汽车外壳、防水板等。、二、彩色不锈钢板被定义为在银白色的不锈钢表面形成透明的氧化膜，该氧化膜通过与光干涉而形成不同的色彩。 彩色系列：茶色、黑色、深茶红、紫蓝、深蓝色、宝石蓝、蓝、灰色、淡黄色、金黄色、金红、紫红、天蓝色、绿色、黄绿色等。 特征：耐腐蚀性强，机械性能高，颜色表面层不褪色，颜色根据光的角度而变化。 用途：可用作大厅壁板、天花板、电梯笼板、车厢板、建筑装饰、广告招牌等装饰用。 三、建筑用压制钢板，定义：冷轧板、镀锌板、彩色涂层板等不同种类的薄钢板被辊压，因冷弯而截面呈v字