第2章建筑钢材1ppt课件

1、l 钢材的化学组成、构造与分类钢材的化学组成、构造与分类l 建筑钢材的力学性能建筑钢材的力学性能l 钢材的加工工艺钢材的加工工艺l 钢材的防火和防腐蚀钢材的防火和防腐蚀l 建筑钢材的品种与选用建筑钢材的品种与选用 钢是由铁、碳、合金元素及杂质组成。钢是由铁、碳、合金元素及杂质组成。 碳碳C C：是决定钢材性能的主要元素。：是决定钢材性能的主要元素。 当碳含量：当碳含量： 2% 2%时，称为铁；时，称为铁； 2% 2%时，称为钢。时，称为钢。 有益元素：主要有硅有益元素：主要有硅SiSi、锰、锰MnMn、鈦、鈦TiTi、钒、钒V V、铌铌NbNb等。等。 有害元素：主要有磷有害元素：主要有磷P

2、P、硫、硫S S、氧、氧O O、氮、氮N N等。等。名名 称称含碳量含碳量% %结结 构构 特特 征征性性 能能铁素体铁素体0.060.06碳溶于碳溶于铁中的固溶体铁中的固溶体强度、硬度很低，塑性好，强度、硬度很低，塑性好，冲击韧性好冲击韧性好渗碳体渗碳体6.67化合物化合物Fe3C抗拉强度较高，硬脆，很耐抗拉强度较高，硬脆，很耐磨，塑性几乎为零磨，塑性几乎为零珠光体珠光体0.8铁素体与铁素体与Fe3C的机械混合物的机械混合物强度较高，塑性、韧性介于强度较高，塑性、韧性介于铁素体和渗碳体之间铁素体和渗碳体之间钢的根本晶体组织钢的根本晶体组织 C的存在方式：固溶、的存在方式：固溶、 化合物、化合

3、物、 机械混合物机械混合物 形成三种组织：铁素体、形成三种组织：铁素体、 渗碳体、渗碳体、 珠光体珠光体铁素体铁素体珠光体珠光体渗碳体渗碳体晶体组织含量晶体组织含量 %碳素钢根本组织相对含量与含碳量的关系碳素钢根本组织相对含量与含碳量的关系 含碳量，含碳量，%0 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0合金钢合金钢中合金钢中合金钢合合金含量金含量5 510%10%高合金钢高合金钢合金含量合金含量10%10%2、强屈比：、强屈比： b / s 强屈比愈大，钢材工作的可靠性愈大，平安性也强屈比愈大，钢材工作的可靠性愈大，平安性也愈高。一般应大于愈高。一般应大于1.21、拉力试验：将钢材的受力过、拉力

4、试验：将钢材的受力过程分以下为四个阶段：程分以下为四个阶段：弹性阶段弹性阶段(OA)： p(弹性极限弹性极限)屈从阶段屈从阶段(AB)： s(屈从强度屈从强度) 强化阶段强化阶段(BC)： b(抗拉强度抗拉强度) 颈缩破坏阶段颈缩破坏阶段(CD)应力应变OABCD低碳钢受拉的应力低碳钢受拉的应力- -应变曲线应变曲线 s b p注：标距注：标距lo通常有通常有5do、10do； 对同一种钢材，通常对同一种钢材，通常510 伸长率：伸长率：%100001lll%100A010AA 断面收缩率： 延伸率愈大，断面收缩延伸率愈大，断面收缩率愈大，说明钢材的塑性率愈大，说明钢材的塑性愈好！愈好！ 对其

5、进展拉伸试验，对其进展拉伸试验，测得的应力应变曲线测得的应力应变曲线无明显的屈从点。无明显的屈从点。 规定：以发生剩余规定：以发生剩余变形到达原始标距变形到达原始标距L0的的0.2%时所对应的应时所对应的应力值作为屈从极限。力值作为屈从极限。 用用 0.2表示表示硬钢受拉时的应力硬钢受拉时的应力-应变曲线应变曲线应变O0.2% 0.2 指钢材在常温下接受弯曲变形的才干。 要求：在规定要求：在规定弯曲水平下，弯弯曲水平下，弯曲处无裂纹、断曲处无裂纹、断裂、起层等现象，裂、起层等现象，为冷弯合格。为冷弯合格。压头压头试件试件 指钢材抵抗冲击荷载作用的才干。FAaKk试件装置试件装置V型缺口试件型缺

6、口试件测定：测定：面积面积冲击功冲击功 值愈大，钢材的冲击韧性愈好！kaFAaKk 资料的缺陷 使用温度：资料的冲击韧性随使用温度下降而下降。开场时下降的缓慢，当到达一定温度时，突然下降而呈脆性，此现象称为“冷脆性，此时的温度是“脆性转变温度。 使用时间：随时间的延长钢材表现为强度进步，塑性和冲击韧性下降，称为“时效 。因时效导致性能改变的水平称为“时效敏感性。 指钢材外表的部分体积内，抵抗外物压入产生塑性变形的才干。测定方法：测定方法： 有布氏法、洛氏有布氏法、洛氏法、维氏法。法、维氏法。 硬度大小是资料强硬度大小是资料强度、塑性及韧性等性度、塑性及韧性等性能的综合反映。能的综合反映。 疲劳

7、破坏：指钢构造或构件在交变应力作用下的，当应力远小于钢材抗拉强度时，发生断裂的现象。 疲劳破坏的危险应力用疲劳强度极限)r表示。疲劳曲线示意图疲劳曲线示意图钢材在反复荷载作用下，抵抗疲劳破坏的性能。钢材在反复荷载作用下，抵抗疲劳破坏的性能。 人工时效：将经过冷加工的钢筋加热到100C 200 C 并坚持一定时间。 自然时效：将经过冷加工的钢筋于常温下寄存15 20天。 淬火：将钢材加热至淬火：将钢材加热至723723以上某一温度，以上某一温度，并坚持一定时间后，迅速置于水中或机油中冷却，并坚持一定时间后，迅速置于水中或机油中冷却，这个过程称钢材的淬火处置。这个过程称钢材的淬火处置。 回火：将淬

8、火后的钢材重新加热到回火：将淬火后的钢材重新加热到723以以下某一温度范围，保温一定时间后再缓慢地或下某一温度范围，保温一定时间后再缓慢地或较快地冷却至室温，这一过程称为回火处置。较快地冷却至室温，这一过程称为回火处置。 是指将钢材按一定规那么加热、保温和冷却，是指将钢材按一定规那么加热、保温和冷却，以改变其晶体组织，从而获得所需要性能的一种以改变其晶体组织，从而获得所需要性能的一种工艺过程。工艺过程。 退火：是指将钢材加热至723以上，坚持一定时间后，在退火炉中缓慢冷却。以消除钢材中的内应力，细化晶粒，均匀组织，使钢材硬度降低，塑性和韧性进步。 正火：是将钢材加热到723以上某一温度，并坚持

9、相当长时间，然后在空气中缓慢冷却，而得到均匀细小的显微组织。正火后钢材强度和硬度进步，塑性较退火为小。 混凝土构造：钢筋应确保混凝土维护混凝土构造：钢筋应确保混凝土维护层的厚度，符合耐火极限要求。层的厚度，符合耐火极限要求。 建筑钢材的主要钢种建筑钢材的主要钢种 根据国标(GB700-2019)的规定：分Q195、Q215、Q235及Q275四个牌号。脱氧水平代号，脱氧水平代号，F代表沸腾钢；代表沸腾钢；b代代表半镇静钢表半镇静钢 ；Z代表镇静钢；代表镇静钢；TZ代代表特殊镇静钢，表特殊镇静钢，Z、TZ符号可予符号可予以省略。以省略。钢材屈从点数值钢材屈从点数值质量等级代号分质量等级代号分A、

10、B、C、D四级四级钢材屈从点代号，以钢材屈从点代号，以“屈字汉语屈字汉语拼音首位字母拼音首位字母“Q表示表示如：如： Q235-C表示：表示： Q195、Q215强度不高，但伸长率和韧性大，冷弯性好，易冷加工，常用作钢、铆钉、螺栓及铁丝等。 Q235除A级外，其他级冲击韧性均较好，强度较高，加工性好，是钢构造、钢筋混凝土用钢。可制作低碳热轧圆盘条等。C、D可作重要焊接构造。 Q275强度更高，硬而脆，适用于制作耐磨构件、机械零件和工具，也可用于钢构造构件。 应符合国家规范(GB/T1591-2019)的规定：分Q345、Q390、Q420、 Q460、 Q500、 Q550、 Q620、及Q6

11、90八个牌号。质量等级符号，分质量等级符号，分A、B、C、D、E五级五级屈从点数值屈从点数值代表屈从点的汉语拼代表屈从点的汉语拼音字母音字母Q 适用大跨度、接受动荷载适用大跨度、接受动荷载和冲击荷载的构造物。和冲击荷载的构造物。如：如：Q345-C热轧型钢热轧型钢冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢钢板和压型钢板钢板和压型钢板钢板有钢板有厚板：厚板：4mm，薄板：薄板：4mm也分冷轧和热轧也分冷轧和热轧两类两类l 热轧钢筋热轧钢筋l 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋l 预应力混凝土用热处置钢筋预应力混凝土用热处置钢筋l 预应力混凝土用钢丝钢绞线预应力混凝土用钢丝钢绞线带肋钢筋带肋钢筋 光圆钢筋：由低碳钢热轧，牌号

12、有HPB235、HPB300； 带肋钢筋：低合金钢热轧，有HRB(F)335、HRB(F)400、HRB500(F)三种。(GB1499.1-2019、GB1499.2-2019)低碳钢热轧圆盘条低碳钢热轧圆盘条(GB/T701-2019)(GB/T701-2019)钢筋级别强度等级代号外形钢种公称直径(mm)屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率5，%冷弯试验主要用途角度弯心直径HPB235HPB300光圆光圆 低碳钢低碳钢820235300370420251800d非预应力非预应力 HRB335月月牙牙纹纹低碳低低碳低合金钢合金钢6253354551718003d4d5d非预应力非预应

13、力预应力预应力2850 HRB400625400540169004d5d6d2850 HRB500中碳低中碳低合金钢合金钢625500630159006d7d8d预应力预应力2850 使用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷拔后，在其外表使用低碳钢热轧圆盘条经冷轧或冷拔后，在其外表冷轧成三面有肋的钢筋。冷轧成三面有肋的钢筋。 (GB13788-2019) 规定：按抗拉强度划规定：按抗拉强度划分为分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四级，其直四级，其直径范围为径范围为4-12mm。 特点：强度高、塑性好，与混凝土粘结结实、节约钢特点：强度高、塑性好，与混凝土粘结结实、节约钢材、质量稳定。材、质量稳定。 应用：应用： CRB550宜用做普通混凝土构件的受力主筋、架宜用做普通混凝土构件的受力主筋、架立筋、箍筋等；其它宜用做中、小型预应力混凝土构造立筋、箍筋等；其它宜用做中、小型预应力混凝土构造构件中受力主筋。构件中受力主筋。 用优质碳素构造钢经冷加工、再回火、冷轧或用优质碳素构造钢经冷加工、再回火、冷轧或绞捻等加工而成的专用产品，也称为优质碳素钢丝绞捻等加工而成的专用产品，也称为优质碳素钢丝及钢绞线。及钢绞线。 分类：分为冷拉钢丝和消除应力钢