建筑钢材的冷加工及热处理培训讲义

1、2022-6-7建 筑 钢 材建建 筑筑 材材 料料 2022-6-7目录钢材的冷加工及热处理钢材的标准与选用钢材的防护钢筋的冷加工方式钢筋的冷加工方式冷拉冷拉 冷拔冷拔冷轧冷轧1钢材的冷加工及热处理 将钢材于常温下进行冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等，使之产生一定的塑性变形，强度和硬度明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为钢材的冷加工（或冷加工强化、冷作强化）。 土木工程中对大量使用的钢筋，往往是冷加工和时效处理同时采用，常用的冷加工方法是冷拉和冷拔。钢筋冷拉示意图钢筋冷拉夹具 冷拉仅能提高钢材的抗拉强度，不能提高抗压强度。钢材的冷加工及热处理冷拉2钢材的冷加工及热处理冷拔钢筋冷拔示意图

2、经过一次或多次冷拔后，钢筋的屈服强度可提高40%60%，但塑性大大降低，具有硬钢的性质。经冷拔后，钢材的抗压、抗拉强度均有一定的提高。3钢材的冷加工及热处理冷轧冷轧带肋钢筋冷轧扭钢筋能较好的保持钢筋的塑性和内部结构的均匀性。4钢材的冷加工及热处理热处理 热处理是将钢材按规定的温度，进行加热、保温和冷却处理，以改变其组织，得到所需要的性能的一种工艺。热处理包括淬火、回火、退火和正火。热处理工艺5 建筑钢材常用于钢结构（型钢）和钢筋混凝土结构（钢筋和钢丝）。6钢筋的标准与选用钢结构钢筋混凝土结构牌号组成牌号组成代表代表屈服屈服点的点的字母字母屈服屈服点名点名称称质量质量等级等级符号符号脱氧脱氧程度

3、程度符号符号1.1.碳素结构钢碳素结构钢（GB/T 700-2006）如Q235AF表示屈服点为235 MPa的A级沸腾钢。7建筑工程常用钢种碳素结构钢 碳素结构钢随着牌号的增大，其含碳量增加，强度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。Q235，能较好的满足一般钢结构和钢筋混凝土结构的用钢要求。Q195、Q215号钢强度低，塑性和韧性较好，易于冷加工，常用作钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等。Q275号钢强度较高，但塑性、韧性和可焊性较差，不易焊接和冷加工，可用于轧制钢筋、制作螺栓配件等。建筑工程常用钢种碳素结构钢8 低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加总量小于5%的一种或几种合金元素的一种

4、结构钢，所加元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。其目的是为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及耐低温性能等。9桥梁大跨度结构建筑工程常用钢种低合金高强度结构钢2.2.低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）牌号组成牌号组成屈服点屈服点字母字母Q Q屈服点屈服点数值数值质量质量等级等级10例如：Q345D其中Q表示钢的屈服强度的“屈”字汉语拼音的首字母；345表示屈服强度数值，D表示质量等级为D级。建筑工程常用钢种低合金高强度结构钢钢筋及钢丝钢筋及钢丝1.热轧钢筋 热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋 热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋 11建筑工程常用钢材钢筋及钢丝

5、 经热轧成型并自然冷却的成品，其横截面为圆形，且表面为光滑的钢筋混凝土配筋用钢材，称为热轧光圆钢筋（HPB）。（1）热轧光圆钢筋12建筑工程常用钢材钢筋及钢丝分布钢筋分布钢筋钢结构拉杆钢结构拉杆光圆箍筋光圆箍筋 在2011年7月1日实施的混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中，根据节能、节地、节水、节材和环境保护的要求，提倡应用高强、高性能钢筋。根据钢筋混凝土构件对受力的性能要求，规定了在混凝土结构用钢材品种选用时，用300MPa级光圆钢筋取代235MPa级光圆钢筋。在规范的过渡期及对既有结构进行设计时，235MPa级光圆钢筋的强度设计值仍按以代替规范（GB50010-2002）取值

6、。13建筑工程常用钢材钢筋及钢丝 经热轧成型并自然冷却的横截面为圆形的，且表面通常带有两条纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋的钢筋，称为热轧带肋钢筋俗，称“螺纹钢”。 （2）热轧带肋钢筋14建筑工程常用钢材钢筋及钢丝热轧带肋钢筋直条热轧带肋钢筋直条热轧带肋钢筋盘条热轧带肋钢筋盘条 在混凝土结构设计规范（GB50010-2010）中，规定了在混凝土结构用钢材品种选用时，推广400MPa、500 MPa级高强热轧带肋钢筋作为纵向受力的主导钢筋，限制并准备淘汰335 MPa级热轧带肋钢筋的应用；推广具有较好的延性、可焊性、机械连接性能及施工施工适应性的HRB系列普通热轧带肋钢筋。可采用控温轧制工艺生产的

7、HRBF系列细晶粒带肋钢筋。15建筑工程常用钢材钢筋及钢丝2.冷轧带肋钢筋 冷轧带肋钢筋是用热轧圆盘条经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均匀分布的三面或二面横肋的钢筋。冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋特点特点强度高塑性好强度高塑性好 提高构件整体质量提高构件整体质量 握裹力强握裹力强节约钢材降低成本节约钢材降低成本16建筑工程常用钢材钢筋及钢丝3.热处理钢筋 制作：预应力混凝土用热处理钢筋是热轧带肋钢筋经淬火和回火等调质处理而成。 性能与应用：强度高，可代替高强钢丝使用；配筋根数少，节约钢材；锚固性好，不易打滑，预应力值稳定；施工简便，开盘后钢筋自然伸直，不需调直及焊接。主要用于预应力钢筋混凝土构件。1

8、7建筑工程常用钢材钢筋及钢丝4.冷拔低碳钢丝 用直径6.5或8毫米的碳素结构钢热轧盘条，经过多次强力拔制而成的直径为3、4或 5毫米的圆钢丝。主要用于小型预应力混凝土构件的预应力钢材；乙级钢丝为非预应力钢丝，一般用作焊接或绑扎骨架、网片或箍筋。冷拔低碳钢丝18建筑工程常用钢材钢筋及钢丝5.预应力混凝土用钢丝及钢绞线（1）预应力混凝土用钢丝高强度高强度钢丝钢丝淬火、酸洗淬火、酸洗冷加工冷加工19建筑工程常用钢材钢筋及钢丝刻痕钢丝刻痕钢丝I I 按加工状态分按加工状态分按外形分按外形分 螺旋肋钢丝螺旋肋钢丝H H 根据预应力混凝土用钢丝（GB/T 5223-2014）的规定，钢丝按加工状态分为冷拉

9、钢丝（WCD）和消除应力钢丝两种。冷拉钢丝冷拉钢丝消除应力钢丝消除应力钢丝光圆钢丝光圆钢丝P P20建筑工程常用钢材钢筋及钢丝 预应力混凝土用钢丝具有强度高、柔性好、无接头等优点。施工方便，不需冷拉、焊接接头等加工，而且质量稳定、安全可靠。21建筑工程常用钢材钢筋及钢丝（2）预应力混凝土用钢铰线 预应力混凝土用钢绞线是由若干根一定直径的冷拉光圆钢丝或刻痕钢丝捻制，再经一定热处理清除内应力而制成。刻痕钢绞线刻痕钢绞线 按外形分按外形分 模拔型钢绞线模拔型钢绞线标准型钢绞线标准型钢绞线22建筑工程常用钢材钢筋及钢丝（a）(12)钢绞线截面 （b）(13)钢绞线截面 （c）(17)钢绞线截面预应力钢

10、绞线23根据预应力混凝土用钢绞线GB/T5224-2014，钢绞线按结构分为:建筑工程常用钢材钢筋及钢丝24（d d）1 11919结构西鲁式结构西鲁式 钢绞线外形示意图钢绞线外形示意图（e e）1 11919结构瓦林吞式结构瓦林吞式 钢绞线外形示意图钢绞线外形示意图建筑工程常用钢材钢筋及钢丝17结构钢绞线结构钢绞线预应力钢绞线预应力钢绞线桥梁用钢绞线桥梁用钢绞线25建筑工程常用钢材钢筋及钢丝1.热轧普通型钢型钢截面形式型钢型钢26建筑工程常用钢材型钢工字钢工字钢工字钢应用工字钢应用型钢 工字钢工字钢也称工字钢也称为钢梁，是为钢梁，是截面为工字截面为工字形状的长条形状的长条钢材。钢材。普通普通

11、工字钢工字钢广泛广泛用于各种建用于各种建筑结构、桥筑结构、桥梁、车辆、梁、车辆、支架、机械支架、机械等。等。27H型钢型钢H型钢应用型钢应用型钢 H型钢HH型钢在各型钢在各个方向上都个方向上都具有抗弯能具有抗弯能力强、施工力强、施工简单、节约简单、节约成本和结构成本和结构重量轻等优重量轻等优点，已被广点，已被广泛应用。泛应用。28槽钢槽钢槽钢应用槽钢应用型钢 槽钢槽钢主要槽钢主要用于建筑用于建筑结构、车结构、车辆制造和辆制造和其它工业其它工业结构，槽结构，槽钢还常常钢还常常和工字钢和工字钢配合使用。配合使用。29角钢应用角钢应用型钢 角钢角钢角钢30冷弯薄壁型钢 通常是用26mm薄钢板冷弯或模

12、压而成，有角钢、槽钢等开口薄壁型钢及方形、矩形等空心薄壁型钢。主要用于轻型钢结构。冷弯薄壁型钢截面形式31型钢 直纹焊接钢管直纹焊接钢管型钢 钢管无缝钢管无缝钢管螺纹焊接钢管螺纹焊接钢管32建筑用压型钢板建筑用压型钢板型钢 板材钢板钢板彩色涂层钢板彩色涂层钢板花纹钢板花纹钢板33扁钢扁钢型钢 棒材建筑钢结建筑钢结构的螺栓构的螺栓常以六角常以六角钢或八角钢或八角钢为抷材。钢为抷材。六角钢六角钢方钢方钢八角钢八角钢扁钢在建扁钢在建筑上用作筑上用作房架构件，房架构件，扶梯、桥扶梯、桥梁和栅栏梁和栅栏等。等。34钢筋锈蚀钢筋锈蚀板钢筋锈蚀板钢筋锈蚀桥梁钢筋锈蚀桥梁钢筋锈蚀钢材的防护钢筋腐蚀各类钢筋锈蚀

13、各类钢筋锈蚀墙体内钢筋锈蚀墙体内钢筋锈蚀35 腐蚀原因 化学腐蚀化学腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀36 这种腐蚀多数是氧化作用，在钢材的表面形这种腐蚀多数是氧化作用，在钢材的表面形成疏松的氧化物，在干燥的环境下进展很缓慢，成疏松的氧化物，在干燥的环境下进展很缓慢，但在温度和湿度较高的条件下，这种腐蚀进展很但在温度和湿度较高的条件下，这种腐蚀进展很快。快。 钢材与潮湿介质空气、水、土壤接触时，表钢材与潮湿介质空气、水、土壤接触时，表面覆盖一层水膜，水中溶有来自空气的各种离子，面覆盖一层水膜，水中溶有来自空气的各种离子，便形成了电解质。钢材与电解质溶液相接触产生便形成了电解质。钢材与电解质溶液相接触产生电流，形成原电池而发生的腐蚀称电化学腐蚀。电流，形成原电池而发生的腐蚀称电化学腐蚀。钢材的防护钢筋