第七節(jié)建筑鋼材

1、建筑鋼材建筑鋼材一、鋼材的冶煉一、鋼材的冶煉目的：將生鐵中的目的：將生鐵中的C和其他有害元素（和其他有害元素（S、P等）等）降低。降低。（一）冶煉原理（一）冶煉原理將融熔的生鐵通過氧化將將融熔的生鐵通過氧化將C和有害元素含量降和有害元素含量降低低 C+FeOCO+Fe Mn+FeOMnO+Fe Si+2FeOSiO2+2Fe 2P+5FeOP2O5+5Fe 逸出或成爐渣除去逸出或成爐渣除去 根據(jù)脫氧程度不同，可分為沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，根據(jù)脫氧程度不同，可分為沸騰鋼，鎮(zhèn)靜鋼，半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼，特殊鎮(zhèn)靜鋼（二）冶煉方法（二）冶煉方法 轉(zhuǎn)爐法：（空氣轉(zhuǎn)爐、氧氣轉(zhuǎn)爐）生鐵液，吹入空氣轉(zhuǎn)爐法：（

2、空氣轉(zhuǎn)爐、氧氣轉(zhuǎn)爐）生鐵液，吹入空氣或氧氣?；蜓鯕狻Ｆ綘t法：煤氣或香油為燃料、鐵液、固體生鐵、廢鋼平爐法：煤氣或香油為燃料、鐵液、固體生鐵、廢鋼為原料。為原料。 脫氧程度不同：脫氧程度不同： 沸騰鋼：脫氧不完全沸騰鋼：脫氧不完全沸騰狀沸騰狀材質(zhì)差、有收口、利材質(zhì)差、有收口、利用率低用率低 鎮(zhèn)靜鋼：脫氧完全鎮(zhèn)靜鋼：脫氧完全平靜狀平靜狀材質(zhì)好、利用率高材質(zhì)好、利用率高 鋼：含碳低于鋼：含碳低于2%2%的鐵碳合金。（含有其他少量的鐵碳合金。（含有其他少量合金之素：合金之素：Si, Mn,V,Ti,，S，P）（含碳（含碳2%2%生鐵（灰口鐵、白口鐵）生鐵（灰口鐵、白口鐵） 一、一、鋼材的分鋼材的分類類

3、按化學(xué)成分按化學(xué)成分1、非合金鋼、非合金鋼（碳素鋼）（碳素鋼）低碳鋼（低碳鋼（C0.25%）中碳鋼中碳鋼(C:0.250.6%)高碳鋼（高碳鋼（C0.6%）2、低合金鋼低合金鋼：C0.2%，其他合金元素總量，其他合金元素總量 5% 3、中、中合金鋼合金鋼、高合金鋼、高合金鋼按質(zhì)量（按質(zhì)量（S、P含量）含量）：普通鋼普通鋼 、優(yōu)質(zhì)鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、特殊優(yōu)質(zhì)鋼特殊優(yōu)質(zhì)鋼按用途按用途：建筑鋼建筑鋼、 結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 、工具鋼工具鋼、特殊性能鋼特殊性能鋼 按冶煉方法和脫氧程度按冶煉方法和脫氧程度1、爐種爐種：平爐鋼平爐鋼 、轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼 、電爐鋼電爐鋼2、脫氧程度脫氧程度：沸騰鋼沸騰鋼 、半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼 、

4、鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼建筑工程常用品種：建筑工程常用品種：普通低碳結(jié)構(gòu)鋼普通低碳結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼部分優(yōu)質(zhì)合金鋼部分優(yōu)質(zhì)合金鋼 第二節(jié)第二節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)性能建筑鋼材的技術(shù)性能 力學(xué)性能（抗拉，沖擊韌性，硬度）力學(xué)性能（抗拉，沖擊韌性，硬度） 工藝性能（冷彎，可焊性）工藝性能（冷彎，可焊性）化學(xué)性能化學(xué)性能一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能（一）抗拉性能（一）抗拉性能（曲線）曲線）1軟鋼：取軟鋼：取f設(shè)計設(shè)計=fy 2硬鋼：取硬鋼：取f設(shè)計設(shè)計=fy0.21、彈性階段、彈性階段(OA) “fp ” 彈性極限彈性極限 2、屈服階段、屈服階段(AB) “ fy“屈服極限（屈服極限（設(shè)計強(qiáng)度設(shè)計強(qiáng)

5、度 的取值依據(jù)的取值依據(jù)） 3、強(qiáng)化階段、強(qiáng)化階段(BC) “fu ”受拉強(qiáng)度受拉強(qiáng)度 （屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比 ；fy/fu） 4、頸縮階段、頸縮階段(CD) “ ” 伸長率伸長率 = 軟鋼應(yīng)力軟鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線（二）沖擊韌性：鋼材抵抗沖擊荷載的能力。（二）沖擊韌性：鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 鋼材的沖擊韌性隨溫度下降而緩和下降，達(dá)到鋼材的沖擊韌性隨溫度下降而緩和下降，達(dá)到一定溫度時，突然大幅下降一定溫度時，突然大幅下降,這個溫度稱為脆性這個溫度稱為脆性臨界溫度。臨界溫度。時效：鋼材隨時間的延長，其強(qiáng)度提高、塑性時效：鋼材隨時間的延長，其強(qiáng)度提高、塑性和沖擊韌性下降，這種現(xiàn)象叫做時效。和沖擊韌性下

6、降，這種現(xiàn)象叫做時效。時效敏感性：鋼材如經(jīng)受冷加工變形，或使用時效敏感性：鋼材如經(jīng)受冷加工變形，或使用中經(jīng)受震動和反復(fù)荷載的作用，時效可迅速發(fā)中經(jīng)受震動和反復(fù)荷載的作用，時效可迅速發(fā)展，因時效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時效敏展，因時效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時效敏感性。感性。（三）硬度：表面抵抗重物壓入產(chǎn)生塑性變形（三）硬度：表面抵抗重物壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。的能力。（四）耐疲勞性：用疲勞強(qiáng)度或疲勞極限來表（四）耐疲勞性：用疲勞強(qiáng)度或疲勞極限來表示。示。二、工藝性能二、工藝性能、 冷彎性能：冷彎性能：鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。（不利條件下）鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。（不利條件下）

7、試驗：將鋼材試件以規(guī)定的彎心直徑試驗：將鋼材試件以規(guī)定的彎心直徑d(o,a,2a,3a)和和規(guī)定的彎曲角規(guī)定的彎曲角（90或或180）進(jìn)行彎曲，彎曲處不裂）進(jìn)行彎曲，彎曲處不裂或不起層，即為合格?；虿黄饘?，即為合格。規(guī)定的彎曲角規(guī)定的彎曲角值值d/ad/a（鋼材厚度或直徑）（鋼材厚度或直徑）冷彎冷彎性能性能 、焊接性能、焊接性能鋼材的可焊性指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母體性質(zhì)一鋼材的可焊性指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母體性質(zhì)一致的程度。致的程度。第三節(jié)第三節(jié) 化學(xué)成分對鋼性能的影響化學(xué)成分對鋼性能的影響（一）碳：（一般以（一）碳：（一般以FeC的形式存在于鋼之中）的形式存在于鋼之中）C強(qiáng)強(qiáng)度度硬度硬度

8、塑、韌性塑、韌性可焊性可焊性冷脆性冷脆性抗腐蝕性抗腐蝕性（見教（見教材圖材圖96）（二）硅：（二）硅：（Si1%）Mn塑性、韌性塑性、韌性（四）硫：（控制（四）硫：（控制S0.0350.05%）熱脆性（五）熱脆性（五）磷：（控制磷：（控制P0.0350.045%）冷脆性（六）鈦和）冷脆性（六）鈦和釩：細(xì)化晶粒，強(qiáng)度釩：細(xì)化晶粒，強(qiáng)度韌性韌性時效傾向時效傾向（七）氧和氮：（七）氧和氮：有害雜質(zhì)韌性有害雜質(zhì)韌性可焊性可焊性 第四節(jié)第四節(jié) 鋼材的冷加工和時效鋼材的冷加工和時效 一、冷加工：一、冷加工：常溫下鋼材經(jīng)拉、拔或軋等加工，使其產(chǎn)生塑常溫下鋼材經(jīng)拉、拔或軋等加工，使其產(chǎn)生塑性變形，從而使其屈服

9、強(qiáng)度和硬度提高，而塑性變形，從而使其屈服強(qiáng)度和硬度提高，而塑性降低的加工過程。（俗稱冷加工強(qiáng)化）。性降低的加工過程。（俗稱冷加工強(qiáng)化）。二、時效：二、時效：將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放將經(jīng)過冷拉的鋼筋于常溫下存放天，天，或加熱到或加熱到度并保持小時左右，度并保持小時左右，這個過程稱為時效處理。這個過程稱為時效處理。第五節(jié)第五節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼（一）牌（鋼）號的表示方法（一）牌（鋼）號的表示方法鋼號的識別鋼號的識別 1、非合金鋼（碳素鋼）鋼號、非合金鋼（碳素鋼）鋼號 第第1部分：部分：Q代表屈服強(qiáng)度代表屈服強(qiáng)度 第第2部分：數(shù)字（部分

10、：數(shù)字（195，215，235，255，275）代）代表屈服強(qiáng)度值表屈服強(qiáng)度值 （單位：兆帕）（單位：兆帕） 第第3部分：字母（部分：字母（A，B，C，D）代表質(zhì)量等級）代表質(zhì)量等級 第第4部分：字母（部分：字母（F：沸騰鋼；：沸騰鋼；b：半鎮(zhèn)靜綱；空白：半鎮(zhèn)靜綱；空白：鎮(zhèn)靜鋼）鎮(zhèn)靜鋼） 例：例： Q235AF 含義：非合金鋼，屈服強(qiáng)度含義：非合金鋼，屈服強(qiáng)度235兆帕，兆帕，A級沸騰鋼級沸騰鋼(二）技術(shù)性能：鋼號二）技術(shù)性能：鋼號含碳量含碳量強(qiáng)度、硬度強(qiáng)度、硬度塑塑性韌性性韌性（三）選用：（三）選用：Q235：非預(yù)應(yīng)力鋼筋，一般鋼結(jié)構(gòu)：非預(yù)應(yīng)力鋼筋，一般鋼結(jié)構(gòu)Q215：（冷加工時效處理后）代

11、替：（冷加工時效處理后）代替Q235 Q275：高強(qiáng)度鋼筋：高強(qiáng)度鋼筋二、低合金鋼二、低合金鋼（一）鋼號的表示方法（一）鋼號的表示方法 低合金鋼的鋼號 第第1部分：部分： Q代表屈服強(qiáng)度代表屈服強(qiáng)度 第第2部分：數(shù)字（部分：數(shù)字（295，345，390，420，460）代）代表屈服強(qiáng)度值表屈服強(qiáng)度值 （單位：兆帕）（單位：兆帕） 第第3部分：字母（部分：字母（A，B，C，D,E）代表質(zhì)量等級。）代表質(zhì)量等級。(第第2種表示方法種表示方法) 第第1部分：數(shù)字部分：數(shù)字,表示含碳的萬分?jǐn)?shù)表示含碳的萬分?jǐn)?shù) 第第2部分：字母部分：字母,合金元素的元素符號合金元素的元素符號 第第3部分：數(shù)字下標(biāo)部分：數(shù)

12、字下標(biāo),表示合金元素的百分含量（表示合金元素的百分含量（2表示表示含量為含量為1525 ，不寫表示含量，不寫表示含量15 ） 例：例：40Si2MnV 含義：低合金鋼，其含碳萬分之含義：低合金鋼，其含碳萬分之40，所含合金元素表，所含合金元素表示含量為示含量為Si（硅）含量為（硅）含量為1525；Mn（錳）和（錳）和V（釩）含量均（釩）含量均15。 （二）低合金鋼的性能（二）低合金鋼的性能： 強(qiáng)度高；塑性韌性好；抗沖擊，耐低溫；強(qiáng)度高；塑性韌性好；抗沖擊，耐低溫；耐腐蝕；質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約鋼材耐腐蝕；質(zhì)量穩(wěn)定，節(jié)約鋼材（30%）。）。（三）低合金鋼的應(yīng)用（三）低合金鋼的應(yīng)用 預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；

13、各種結(jié)構(gòu)用型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；各種結(jié)構(gòu)用型鋼；高層、大跨結(jié)構(gòu)建筑。鋼；高層、大跨結(jié)構(gòu)建筑。三、鋼結(jié)構(gòu)用型鋼三、鋼結(jié)構(gòu)用型鋼熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、鋼板壓型鋼熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、鋼板壓型鋼板板 三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材三、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材、熱軋鋼筋、熱軋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、冷拔低碳鋼絲由直徑由直徑6.58mm的的Q215或或Q235條鋼筋經(jīng)冷拔縮徑條鋼筋經(jīng)冷拔縮徑而成。特點(diǎn)：強(qiáng)度而成。特點(diǎn)：強(qiáng)度硬度硬度塑、韌性塑、韌性選用：選用： 甲級（直徑甲級（直徑4(5)mm）預(yù)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力乙級：（直徑乙級：（直徑35mm）非預(yù)應(yīng)力非預(yù)應(yīng)力、冷軋鈕鋼筋、冷軋鈕鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線 建筑鋼材的檢驗建筑鋼材的檢驗、鋼材產(chǎn)品合格證的內(nèi)容、鋼材產(chǎn)品合格證的內(nèi)容、鋼結(jié)構(gòu)用型鋼的檢驗要求、鋼結(jié)構(gòu)用型鋼的檢驗要求拉伸試驗彎曲試驗拉伸試驗彎曲試驗、鋼筋混凝土用鋼筋的檢驗要求、鋼筋混凝土用鋼筋