《常用金属材料》PPT课件.ppt

第一篇 常用金属材料,山东交通学院 房强汉,目录,第一章 建筑结构用钢 第二章 混凝土用钢 第三章 型钢 第四章 钢管 第五章 焊接材料 第六章 钢材的储运,第一章 建筑结构用钢,是指用于建造桥梁、厂房等建筑结构以及用于制造钢筋混凝土结构的钢。,建筑结构常用钢材,普通碳素结构钢(GB700)； 优质碳素结构钢(GB699)； 低合金高强度结构钢(GB/T 1591-94)； 桥梁用结构钢(YB/T10-81)； 高耐候性结构钢(GB4171)； 焊接结构用耐候钢(GB4172)； 铆螺钢(GB715-89)等等。,1、普通碳素结构钢(GB700),Q ,Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五种,普通碳素结构钢牌号和应用,如Q195、Q215AF、Q235BF、Q235C等 化学成分见标准，力学性能、冷弯性能见表1、2。 板材或型材，一般热轧空冷，或回火状态使用，不再热处理强化。 常被用于桥梁、船舶、建筑工程上的各种静载金属构件，不太重要的且不需热处理的机械零件和一般焊接件、铆接件及螺纹联接件等等。,2、优质碳素结构钢(GB699),两位数字表示含碳量的万分数，Mn含量较高者（WMn=0.71.2%），将元素Mn标出。 字母A高级优质， E特级优质； F沸腾钢， b半镇静钢 如：08F、10、15、20、25、30、35、30Mn、40、45、50、60、65Mn、70等。,优质碳素结构钢的应用,在建筑工程上，优质碳素结构钢常用制作钢丝、钢绞线、圆钢、高强度螺栓及预应力锚具等。,3、低合金结构钢(GB/T 1591-94),1）低合金高强度结构钢钢号基本同普通碳素结构钢，如Q295、Q345A、Q390、Q420。,Q ,低合金结构钢特点和应用,化学成分、机械性能、冷弯性能见表3、4 。 低合金结构钢的强度、耐磨性和耐腐蚀性都优于相应的碳素钢，生产成本和碳素钢相差不大，并具有较好的可焊性。 因此，它被广泛用于桥梁、船舶、车辆、锅炉、压力容器、工程机械以及建筑钢筋等方面。,4、桥梁用结构钢(YB/T10-81),常见牌号：16q、16Mnq、16MnCuq、15MnVq、15MnVNq,元素符号数字+q,桥梁用结构钢性能和用途,化学成分和机械性能见(YB/T10-81)； 桥梁用结构钢，主要用于公路或铁路桥梁上承受过往车辆冲击载荷的结构件，其硫、磷等有害杂质的含量都低于普通钢的标准，它具有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能，而且钢材的表面质量比较高。,5、焊接结构用耐候钢,焊接结构用耐候钢中加有少量的铜(Cu)、铬(Cr)等合金元素，在获得较高的抗大气腐蚀性能的同时，仍可保证良好的焊接性能。 它常被用于桥梁、建筑及其他结构上的焊接结构件。 常见牌号：16MnCu、12MnCuCr、15MnCuCr等 。,第二章 混凝土用钢,混凝土用钢主要是指钢筋混凝土和预应力混凝土中所采用的钢筋、钢丝和钢绞线等增加混凝土强度的材料。,钢筋混凝土常用钢材,钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB13013-91) 钢筋混凝土用热轧带肋钢筋(GB1499-91) 钢筋混凝土用余热处理钢筋(GB13014-91) 预应力混凝土用热处理钢筋(GB4463-84) 热轧再生钢筋(YB4095-95) 预应力混凝土用钢丝(GB/T 5223-95) 预应力混凝土用低合金钢丝(YB/T038-93) 预应力混凝土用钢绞线(GB/T5224-95) 冷轧带肋钢筋(GB13788-95) 冷拔钢筋和冷拔低碳钢丝等等。,一、钢筋混凝主用热轧光圆钢筋,钢筋混凝土用热轧光圆钢筋(GB13013-91)是用Q235A普通碳素结构钢经热轧成型并自然冷却的成品钢筋，化学成分见表5，机械性能和冷弯性能见表6。 强度代号：R235 公称直径：8、10、12、14、16、18、20mm。,二、钢筋混凝土用热轧带肋钢筋,用合金结构钢经热轧成型并自然冷却的成品钢筋，其横截面基本为圆形，表面带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。 根据其表面形状，可分为月牙肋钢筋和等高肋钢筋。 尺寸及允许偏差、化学成分要求见GB1499-91，机械性能和冷弯性能要求见表7。,月牙肋钢筋,等高肋钢筋,钢筋混凝土用热轧带肋钢筋强度等级、规格,强度等级： RL335、RL400、RL540 公称直径： 8、10、12、14、16、18、20、22、25、28、32mm 国家标准： GB1499-91,热轧带肋钢筋的机械性能和冷弯性能,三、钢筋混凝土用余热处理钢筋,采用20MnSi合金结构钢经热轧成形后立即穿水，进行表面控制冷却，然后利用芯部余热自身完成回火处理而得到的成品钢筋。 其横截面基本为圆形，表面带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。 强度等级：KL400 (GB13014-91) 公称直径：840mm,四、预应力混凝土用热处理钢筋,由40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr等合金结构钢经热轧成形后，进行调质热处理而得到的成品钢筋。 横截面基本为圆形，表面带有螺纹，可分为有纵肋和无纵肋钢筋两种。 强度代号：RB150 (GB4463-84) 公称直径：6、8.2、10mm,五、预应力混凝土用钢丝,分类： 按交货状态分：冷拉钢丝及消除应力钢丝两种； 按外形分：光面钢丝、刻痕钢丝和螺旋肋钢丝三种； 按松弛能力：为级松弛和级松弛两级。,代号、规格、性能,代号为RCD(冷拉钢丝)、S（消除应力钢丝）、SI（消除应力刻痕钢丝）、SH（消除应力螺旋肋钢丝）。 材料：优质碳素结构钢； 直径：3、4、5、6、7、8、9mm； 冷拉钢丝的尺寸和力学性能见GB/T5223-2000 。,六、预应力混凝土用钢绞线,用2根、3根或7根圆形截面的预应力混凝土用冷拉光面钢丝捻制而成。 结构： 公称直径： 12 10.00、12.00； 13 10.80、12.90； 17 (标准) 9.50、11.10、12.70、15.20； 17 (模拔) 12.70、15.20。,钢绞线截面,预应力混凝土用钢绞线应用,应用：用于大型预应力混凝土结构和构件，如后张预应力桥、悬索桥、大型屋架等。 尺寸规格及允许偏差和机械性能见GB/T5224-95。,七、冷轧带肋钢筋(GB13788-92),材料：Q215A、Q235A 、24MnTi 形状：表面带有两面或三面月牙形肋。 级别代号：LL550、LL650、LL800； 公称直径：5、6、7、8、9、10、12mm 应用：适用于中、小型预应力混凝土结构构件和普通混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。,冷拉钢筋的机械性能及冷弯性能,第三章 型钢,型钢就是将钢坯热轧，或将钢板冷弯、冲压、组焊而形成一定形状截面的型材。 型钢一般由碳素结构钢或低合金结构钢制成。 型钢按其成形方式可分为热轧型钢、冷弯型钢和焊接型钢； 按其截面形状可分为圆钢、方钢、扁钢、角钢、槽钢、工字钢等等。,一、热轧圆钢和方钢,材料：普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、低合金结构钢 规格：圆钢直径d或方钢边长a 标准：GB702-86 长度：310m,热轧圆钢和方钢规格,二、冷拉圆钢和方钢,材料：优质碳素结构钢、低合金结构钢 规格：圆钢直径d或方钢边长a 标准：GB/T905-94 长度：26m,冷拉圆钢和方钢规格,三、热轧扁钢,材料：普通碳素结构钢、低合金结构钢 规格：宽度厚度 标准：GB704-88 长度：39m,热轧扁钢尺寸规格,四、热轧角钢(GB9787-88),材料：普通碳素结构钢、低合金结构钢、桥梁用结构钢 分类：热轧等边角钢、热轧不等边角钢 规格：用号数表示，边宽b的1/10为号数 号数：2、2.5、20 标记：边宽b边宽b边厚d。 长度：419m,五、热轧槽钢(GB707-88),材料：普通碳素结构钢、低合金结构钢、桥梁用结构钢 型号：用号数表示，高度h的1/10为号数 号数：5、6.3、40 标记：高度h腿宽b腰厚d。 长度：519m。,六、热轧工字钢(GB706-88),材料：普通碳素结构钢、低合金结构钢、桥梁用结构钢 型号：用号数表示，高度h的1/10为号数 号数：10、12.6、63 标记：高度h腿宽b腰厚d。 长度：519m,七、焊接H型钢(YB3301-99),材料：普通碳素结构钢Q235，低合金结构 钢Q345，及桥梁用结构钢16Mnq 型号：HA 宽度H 高度b 如：HA300200、HA300250、HA1200600 长度：612m,第四章 钢管,一、结构用无缝钢管 结构用无缝钢管(GB8162-87)，一般由优质碳素结构钢、低合金结构钢及合金结构钢经热轧或冷拔而成。 规格：外径壁厚 长度：热轧 3m12m； 冷轧 2m10.5m。,二、直缝电焊钢管,直缝电焊钢管(GB/T13793-42) ，一般由普通碳素结构钢及优质碳素结构钢制成。 规格：外径壁厚 长度：2m10m。,三、低压流体输送用焊接钢管,低压流体输送用焊接钢管一般由碳素结构钢Q195、Q215A、Q235A等钢号制成，分为普通钢管和加厚钢管。 规格：用钢管的公称口径表示，尺寸为6、8、10、15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150mm。 长度：镀锌钢管为4m9m； 不镀锌钢管为4m10m。,四、普通碳素钢电线套管,普通碳素钢电线套管，主要用于电气配线工程，用以保护电线不受机械损伤。 套管的两端带有圆柱形螺纹，交货时，每支钢管应附带一个管接头 规格：用钢管的公称口径表示，尺寸为13、16、19、25、32、38、51、64、76mm，或用英寸表示。 长度：为3m9m。,普通碳素钢电线套管尺寸规格,第五章 焊接材料,一、焊条 组成：一般电弧焊所使用的电焊条由焊芯和药皮两部分。 1、焊芯：电极、填充金属； 2、药皮：提高电弧燃烧的稳定性，保护溶池，脱氧，补充合金元素，提高焊缝的力学性能。,常见焊接用钢丝的牌号、化学成分及用途（摘自GB/T1495795）,焊条药皮原料的种类、名称及作用,3、焊条的种类、型号和牌号,国标将焊条按化学成分分为碳钢焊条、低合金钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条及焊丝、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条七大类。 按熔渣的性质分为酸性焊条和碱性焊条。 焊条牌号是焊条行业统一代号，一般用一个大写字母和三个数字表示。,焊 条 类 别,行业统一的焊条代号,焊条的型号,碳钢焊条的型号(GB/T511795)示意如下:,碳钢焊条的型号、焊接位置,“E”表示电极焊条； 前两位数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值，（单位为kgf/mm2）； 第三位数字表示焊接位置 “0”和“1”适用于全位置焊接； “2”适用于平焊和平角焊； “4”适用于向下立焊；,碳钢焊条的药皮类型、电流种类,第三位和第四位数字组合表示焊接电源种类和药皮类型。 其中“03”为钛钙型药皮，适于交流或直流正、反接电源； “15”为低氢钠型药皮，适于直流反接电源； “22”为氧化铁型，交流或直流正接。 常见碳钢焊条牌号： E4303、E5015、E5016等。,碳钢焊条的型号、药皮类型、焊接位置及电流种类,碳钢焊条的型号、药皮类型、焊接位置及电流种类,续,低合金钢焊条的型号,低合金钢焊条的型号由GB/T511895确定，在牌号的四位数字后面，后缀字母表示熔敷金属化学成分类型，以及附加合金元素的化学成分。 如E5515-B2-V，属于低氢钠型，直流反接，全位置焊接，并含1.0%Cr、0.5%Mo和0.10%0.35%的V。,焊条的分类,.酸性焊条：熔渣以酸性氧化物（TiO2、SiO2、Fe2O3、P2O5）为主，具有电弧稳定，易脱渣，飞溅小，对油、锈、水的敏感性小，焊接电源可采用交流或直流等优点； 但熔渣氧化性强，C、Si、Mn等合金元素烧损大，焊缝金属杂质多，故塑性和韧性差，抗裂性差。 常用于低碳钢和不重要结构件的焊接。,.碱性焊条：熔渣以碱性氧化物（CaO、MnO、Na2O、MgO）为主，焊缝金属中锰的含量多，有害元素（S、P等）比酸性焊条少，故焊缝金属的塑性、韧性好，抗裂性强； 但电弧稳定性差，飞溅大，不易脱渣，对油、锈、水的敏感性大，易产生气孔等。 用直流电源，重要结构件的焊接，如船舶、压力容器等。,4、焊条的选用原则,1）对低碳钢和低合金高强度结构钢焊件，按等强原则选用焊条。 2）对承受交变载荷或冲击载荷，形状复杂、刚度大的焊接结构，要求塑性好、冲击韧性高、抗裂性能强，要选用碱性焊条； 对于薄板和刚性较小，构件受力不复杂，且焊件以及表面带有油、锈、水等难以清理的结构件时，应选择酸性焊条。,焊条的选用原则,3）对耐热钢和不锈耐蚀钢焊件，应选择化学成分相同或相近的专用焊条，以保证焊接接头的特殊性能要求。 4）对须经热加工或焊后须作各种热处理的焊件，应选择能保证热加工或热处理后焊缝强度及韧性的焊条。 5）除平焊外，立焊、横焊、仰焊等焊接位置的结构件应选用全位置焊条。,5、常用焊丝的牌号、代号,6、常用焊剂的牌号及应用,第六章 钢材的储运,一、钢材的运输 型钢、管材、圆钢、钢轨类可成捆发运的零件，每捆重量应不大于2t。 每捆捆装件的捆扎道数，长度不大于2m时。应不少于2道；长度在24m时，应不少于3道；长度在46m时，应不少于4道；长度大于6m时，应不少于5道。 捆孔用不小于3.2mm（l0号线）的镀锌钢丝，每道不少于4股，捆扎应牢固整齐。,二、钢材的保管,1选择适宜的场地和库房 1) 保管钢材的场地或仓库，清洁干净、排水通畅，远离有害气体或粉尘。在场地上要清除杂草及杂物，保持钢材干净。 2) 在仓库里不得与酸、碱、盐、水泥等侵蚀性的材料一起堆放。 不同品种的钢材应分别堆放，防止混淆，防止接触腐蚀。,场地和库房的选择,3) 大型型钢、钢轨、厚钢板、大口径钢管等可以露天堆放。 4) 中小型型钢、盘条、钢筋、中口径钢管、钢丝及钢丝绳等，可在通风良好的料棚内存放，但必须上苫下垫。 5) 一些小型钢材、薄钢板、钢带