建筑材料金属材料

建筑钢材建筑钢材的主要品种1.型钢简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；

复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。2.线材如钢筋、钢丝等。

3.管材

无缝钢管、焊接钢管等。

4.板材

光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。压型彩钢板一、钢材的分类

钢的分类方法很多，通常有以下几种分类方法。1按冶炼时脱氧程度分类

2按化学成分分类

3按有害杂质含量分类

4按用途分类1、按冶炼时脱氧程度分类

⑴沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严重，故质量较差。但因其成本低、产量高，故被广泛用于一般工程。⑵镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，含硫量较少，性能稳定，故质量好。适用于预应力混凝土等重要结构工程。⑶半镇静钢是质量较好的钢。⑷特殊镇静钢的质量最好，适用于特别重要的结构工程。钢材沸腾钢F镇静钢Z半镇静钢b特殊镇静钢TZ2按化学成分分类钢材碳素钢合金钢高碳钢中碳钢低碳钢高合金钢中合金钢低合金钢化学成分主要是铁、碳，故也称碳钢或铁碳合金，含碳量为0.02%～2.06%，还含有极少量硅、锰和微量硫、磷等元素。炼钢过程中，为改善钢材的性能，特意加入某些合金元素而制得。常用合金元素：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。含碳量大于0.6%含碳量为0.25%～0.60%含碳量小于0.25%合金元素总含量大于10%合金元素总含量为5%～10%合金元素总含量小于5%3按有害杂质（P、S）含量分类(1)普通钢：磷含量不大于0.045%，硫含量不大于0.050%；(2)优质钢：磷含量不大于0.035%，硫含量不大于0.035%；(3)高级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.025%；(4)特级优质钢：磷含量不大于0.025%，硫含量不大于0.015%。钢材普通钢优质钢高级优质钢特级优质钢4按用途分类（1）结构钢：主要用于工程结构及机械零件的钢，一般为低、中碳钢。（2）工具钢：主要用于各种刀具、量具及模具的钢，一般为高碳钢。（3）特殊钢：具有特殊的物理、化学及机械性能的钢，如不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、磁性钢等。钢材结构钢工具钢特殊钢三、钢的冶冶炼方方法简简介按照炼炼钢炉炉的种种类，，炼钢钢方法法可分分为：：1.空气转转炉炼炼钢法法一般炼制制普通通碳素素钢。。2.氧气转转炉炼炼钢法法炼制优质质碳素素钢和和合金金钢。。3.平炉炼炼钢法法用来炼制制优质质碳素素钢、、合金金钢或或有特特殊要求求的专专用钢钢。4.电炉炼炼钢法法白口铁铁液态生生铁吹入空空气或或氧气气钢浇注成成钢锭锭脱氧氧熔融四、钢钢材的的技术术性能能1力力学性性能⑴抗拉性性能⑵冲击韧韧性⑶硬度⑷耐疲劳劳性标准试试件按照一一定的的要求求，对对表面面进行行车削削加工工后的的试件件。A0d0l0

l非标准准试件件不经过过加工工，直直接在在线材材上切切取的的试件件。头部头部工作段一、拉拉伸性性能1.低低碳钢钢的拉拉伸性性能σε0钢材拉拉伸过过程的的σ-ε图图OB—弹性阶阶段BC—屈服阶阶段CD—强化阶阶段DE—颈缩阶阶段ABDCEC上上屈服服点C下下屈服服点以下屈屈服点点作为钢材材的屈屈服点（MPa）（1））拉伸伸试验验过程程σε0钢材拉拉伸过过程的的σ-ε图图OB—弹性阶阶段BC—屈服阶阶段CD—强化阶阶段DE—颈缩阶阶段ABDCEC上上屈服服点C下下屈屈服服点点以下屈屈服服点点作为钢钢材材的的屈屈服服点（（MPa））（1））拉拉伸伸试试验验过过程程σε0钢材材拉拉伸伸弹性性阶阶段段示意意图图AB弹性性阶阶段段σp—比比例例极极限限。。σpσBσB—弹弹性性极极限限。。单位位：：MPa注：：由由于于A、、B两两点点相距距较较近近，，一一般般认认为σσp=σσB。σε钢材材拉拉伸伸屈服服阶阶段段示意意图图C上B0BC下C上CC下屈服服阶段段Cσsσs-------屈屈服服强强度度单位位：：MPaσε钢材材拉拉伸伸强化化阶阶段段示意意图图DC0强化化阶阶段段σbσb—抗抗拉拉强强度度或强强度度极极限限。。单位位：：MPaσε钢材材拉拉伸伸颈缩缩阶阶段段示意意图图DDE—颈缩缩阶阶段段E0拉伸伸过过程程的的参参数数强度度指指标标(1)屈服服强强度度钢结结构构设设计计时时钢钢材材强强度度取取值值依依据据;(2)抗拉拉强强度度(3)屈强强比比σS/σb屈服服强强度度与与抗抗拉拉强强度度之之比比值值；；反映映钢钢材材的的利利用用率率和和结结构构安安全全可可靠靠性性；；屈强比比小，，反映映钢材材的可可靠性性大，，结构构安全全性高高；屈强比比过小小，反反映钢钢材不不能有有效利利用，，造成成钢材材浪费费。屈强比比一般般为σσS/σb=0.6---0.75伸长率率:反映钢钢材的的塑性性变形形能力力。伸长率率反映映钢材材拉伸伸断裂裂时所所能承承受的的塑性性变形形能力力，是是衡量量钢材材塑性性的重重要技技术指指标。。伸长长率是是以试试件拉拉断后后标距距长度度的增增量与与原标标距长长度之之比的的百分分率来来表示示。伸伸长率率按式式计算算：L1——试试件拉拉断后后标距距部分分的长长度（（mm）；；L0——试试件的的原标标距长长度（（mm）；；n———长或或短试试件的的标志志，长长试件件n=10，，短试试件n=5。钢材拉拉伸时时塑性性变形形在试试件标标距内内的分分布不不均匀匀，颈颈缩处处的伸伸长较较大，，故试试件原原始标标距（（L0）与直直径（（d0）之比比愈大大。颈颈缩处处的伸伸长值值在总总伸长长值中中所占占比例例愈小小，计计算所所得伸伸长率率也愈愈小。。通常常钢材材拉伸伸试件件取L0=5d，或或L0=10d，，其伸伸长率率分别别以和和表表示。。对于于相同同钢材材，大大于于。。二、冲冲击韧韧性定义及及指标标1、指钢材材抵抗抗冲击击荷载载而不不被破破坏的的能力力。其大大小用用冲击击韧性性值αk表示。。αk越大，，则冲击击韧性性越好好。2、αk是以试试件冲冲击破破坏时时缺口口处单位面面积上上所消消耗的的功（J/cm2）。影响因因素1、硫硫、磷磷含量量高，，存在在化学学偏析析，含含非金金属夹夹杂物物，焊焊接形形成裂裂纹，，温度度降低低等，，均会会降低低冲击击韧性性。2、对对于承承受冲冲击荷荷载和和振动动荷载载部位位的钢钢材，，必须须考虑虑冲击击韧性性。三、工工艺性性能1.冷弯性性能（1）指钢材在在常温下承承受弯曲变变形的能力力。（2）冷弯试验验的指标：：弯心直径径d与试件厚度度（直径））a的比值d/a；弯曲角度度（90°或180°）；试样样弯曲外表表面无肉眼眼可见裂纹纹则冷弯合合格。（3）通过冷弯弯试验，更更有助于暴暴露钢材的的某些内在在缺陷，它它能揭示钢钢材是否存存在内部组组织不均匀匀、内应力力和夹杂物物等缺陷。。三、工艺性性能2.可焊性（1）可焊性是是指在一定定焊接工艺艺条件下，，在焊缝及其附附近过热区区是否产生生裂缝及脆脆硬影响，焊接后接接头强度是是否与母体体相近的性性能。（2）可焊性受受化学成分分及含量的的影响。含含碳量高、、含硫量高高、合金元元素含量高高等，均会会降低可焊焊性。含碳量小于于0.25%的非合金钢钢具有良好好的可焊性性。（3）焊接结构构应选择含含碳量较低低的氧气转转炉或平炉炉的镇静钢钢。当采用用高碳钢及及合金钢时时，为了改改善焊接后后的硬脆性性，焊接时时一般要采采用焊前预热及焊后热处理理等措施。四、钢材的的冷加工强强化和时效效1.冷加工强化化（1）冷加工强强化是钢材材在常温下下，以超过过其屈服点点但不超过过抗拉强度度的应力对对其进行的的加工。（2）建筑钢材材常用的冷冷加工有冷冷拉、冷拔拔、冷轧、、刻痕等。（3）对钢材进进行冷加工工的目的，，主要是利利用时效提提高强度，，利用塑性性节约钢材材，同时也也达到调直直和除锈的的目的。四、钢材的的冷加工强强化和时效效2.时效钢材随时间间的延长，，其强度、硬度度提高，而塑性、冲击击韧性降低低的现象称为为时效。时效分为自自然时效和和人工时效效两种。（1）自然时效效是将其冷冷加工后，，在常温下下放置15～20d；（2）人工时效效是将冷加加工后的钢钢材加热至至100～200℃保持2h以上。经过时效处处理后的钢钢材，其屈屈服强度、、抗拉强度度及硬度都都将提高，，而塑性和和韧性降低低。小结学习要求：：重点掌握建建筑钢材的的技术性能能（拉伸性性能、冲击击韧性、硬硬度、冷弯弯性能），，并会动手手做相应试试验。第二十二讲讲建筑钢材（（一）学习要点：：掌握建筑钢钢材的主要要种类掌握建筑钢钢材的主要要技术性能能拉伸性能冲击韧性硬度冷弯性能对化学成成分的影影响有一一定了解解和认识识会做钢筋筋的拉伸伸性能检检测3建筑钢材材的钢种种及牌号号一、碳素素结构钢钢（非合合金钢））1.牌号号表示法法由代表屈屈服点的的字母、屈服点数数值、质量等级级符号、脱氧方法法符号等四个部部分按顺顺序组成成；如：Q235－AF表示为为屈服点点为235MPa的A级沸腾腾钢。2.牌号号共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号号。3.技术术要求化学成分、、力学性性能、冷冷弯性能能应符合合GB700规定定。一、碳素素结构钢钢（非合合金钢））4.应用（1）Q195、Q215，含碳量量低，强强度低，，塑性、、韧性、、加工性性能和可可焊性好好，主要要用于轧制薄板板和盘条条、制造造铆钉、、地脚螺螺栓等。（2）Q235，含碳适适中，综综合性能能好，强强度、塑塑性和焊焊接等性性能得到到很好配配合，用途最广广泛。常轧制成盘盘条或钢钢筋，以以及圆钢钢、方钢钢、扁钢钢、角钢钢、工字字钢、槽槽钢等型型钢，广广泛地应应用于建建筑工程程中。（3）Q255、Q275，强度、、硬度较较高，耐耐磨性较较好，塑塑性和可可焊性能能有所降降低。主主要用作作铆接与螺螺栓连接接的结构构及加工工机械零零件。二、低合合金高强强度结构构钢1.牌号号表示方方法由代表屈屈服点的的拼音字字母（Q）、屈屈服点数数值、质质量等级级符号（（A、B、C、、D、E）三部部分按顺顺序组成成。如Q345-A表表示屈服服点为345MPa的的A级钢钢。2.牌号号共有Q295、、Q345、Q390、Q420、、Q460五个个牌号。。3.技术术要求其化学成成分、力力学性能能、冷弯弯性能应应符合GB/T1591的规定.二、低合合金高强强度结构构钢4.应用（1）Q295，钢中只只含有极极少量合合金元素素，强度度不高，，但有良良好的塑塑性、冷冷弯、焊焊接及耐耐蚀性能能。主要用于于建筑工工程中对对强度要要求不高高的一般般工程结结构。（2）Q345、Q390，综合力力学性能能好，焊焊接性能能、冷热热加工性性能和耐耐蚀性能能均好，，C、D、E级钢具有有良好的的低温韧韧性。主要用于于承受较较高荷载载的焊接接结构。（3）Q420、Q460，强度高高，特别别是在热热处理后后有较高高的综合合力学性性能。主要用于于大型工工程结构构及要求求强度高高、荷载载大的轻轻型结构构。4钢筋一、热轧轧钢筋1.生产产采用钢锭锭经加热轧制制自然冷冷却而成。2.分类类钢筋混凝凝土用热热轧钢筋筋分为光圆钢筋筋和带肋钢筋筋两种。3.牌号号（1）热热轧直条条光圆钢钢筋：：HRB235（2）热热轧带肋肋钢筋：：HRB335、HRB400、HRB500H、、R、、B分分别别为为热热轧轧（（Hotrolled））、、带带肋肋（（Ribbed））、、钢钢筋筋（（Bars））三三个个词词英英文文首首位位字字母母。。推荐荐公公称称尺尺寸寸：：光圆圆：：8、、10、、12、、16、、20；；带肋肋：：6、、8、、10、、12、、16、、20、、25、、32、、40和和50mm.一、、热热轧轧钢钢筋筋4.热轧轧钢钢筋筋的的力力学学性性能能、、工工艺艺性性能能应应符符合合下下表表的的规规定定。。表面形状

强度等级代号

公称直径

屈服点σs，MPa

抗拉强度σb，MPa

伸长率δ5，%

冷弯d—弯心直径a—钢筋公称直径

不小于

光圆

HPB235

8～20

235

370

25

180°d=a

月牙肋

HRB335

6～25

28～50

335

490

16

180°d=3a

180°d=4a

HRB400

6～25

28～50

400

570

14

180°d=4a

180°d=5a

HRB500

6～25

28～50

500

630

12

180°d=6a

180°d=7a

二、、低低碳碳热热轧轧圆圆盘盘条条1.概概述述低碳碳热热轧轧圆圆盘盘条条的的公公称称直直径径为为5.5～～30mm，，大大多多通通过过卷线线机机成盘盘卷卷供供应应，，因因此此称称为为盘条条、盘圆圆或线材材。2.分分类类按用用途途分分为为：：供供拉拉丝丝用用盘盘条条（（代代号号L））、、供供建建筑筑和和其其他他一一般般用用途途用用盘盘条条（（代代号号J））两两种种。。3.牌号低碳热轧圆圆盘条的牌号表示方法由屈服点符号号、屈服点数值值、质量等级符符号、脱氧方法符符号、用途类别符符号等五个内容容表示。二、低碳热热轧圆盘条条4.力学性能和和工艺性能能5.应用大量用作建建筑工程中中钢筋混凝土土的配筋外，还适用用于供拉丝、包装及其它用途途。牌号

力学性能

冷弯试验180°d=弯心直径a=试样直径

屈服点σs，MPa

抗拉强度σb，MPa

伸长率δ5，%

不小于

Q215

215

375

27

d=0

Q235

235

410

23

d=0.5a

低碳热轧圆圆盘条的力力学性能和和工艺性能能三、冷轧带带肋钢筋1.生产冷轧带肋钢钢筋由热轧轧圆盘条经经冷轧或冷冷拔减径后后，在表面面冷轧成两两面或三面面有肋的钢钢筋。钢筋冷轧后后允许进行行低温回火火处理。2.牌号按抗拉强度度分为CRB550、CRB650、、CRB800、CRB970、CRB1170共五个个牌号。3.规格直径范围为为4～12mm，推推荐的公称直径为为5、6、、7、8、、9、10mm三、冷轧带带肋钢筋4.力学性性能和工艺艺性能应符合GB13788的相关关规定。。5.应用冷轧带肋钢钢筋用于非非预应力构构件，与热热轧圆盘条条相比，强度提高17%左右右，可节约钢材30%左右右；用于预应力力构件，与与低碳冷拔拔丝比，伸伸长率高，，钢筋与混混凝土之间间的粘结力力较大，适适用于中、、小预应力力混凝土结结构构件，，也适用于于焊接钢筋筋网。四、热处理理钢筋1.概述热处理钢筋筋是经过淬淬火和回火火调质处理理的螺纹钢钢筋。分有纵肋和无纵肋两种，其外外形分别见见右图。代代号为RB150。。2.规格公称直径6、8.2、10mm。3.牌号有40Si2Mn、、48Si2Mn和和45Si2Cr三三个

。四、热处理理钢筋（无纵肋））无纵肋钢筋筋四、热处理理钢筋（有纵肋））四、热处理理钢筋4.力学性性能5.特点及及应用热处理钢筋筋具有很高的强度度外，还具有有较好的塑性性和韧性，特别适合于预应应力构件。但其对应力腐蚀及及缺陷敏感感性强，应防止产产生锈蚀及及刻痕等现现象。热处理钢筋筋不适用于于焊接和点点焊的钢筋筋。预应力混凝凝土用热处处理钢筋的的力学性能能公称直径mm

牌号

σ0.2

σb

δ10，%不小于

MPa，不小于

68.210

40Si2Mn48Si2Mn45Si2Cr

1325

1470

6

5钢丝及钢绞绞线一、钢丝1.生产以优质碳素素结构钢盘盘条为原料料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作作预应力混凝凝土骨架的钢丝。2.分类按交货状态态分为冷拉钢丝和消除应力钢钢丝两种；按外形分为为光面钢丝和刻痕钢丝两种。3.力学性性能应符合相应应标准规定定。钢丝主要用用作桥梁、、吊车梁、、电杆、楼楼板、大口口径管道等等预应力混混凝土构件件中的预应应力筋。。二、、钢钢绞绞线线1.生生产产由多多根根圆圆形形断断面面钢钢丝丝捻制制而成成。。钢钢绞绞线线按按左左捻捻制制成成并并经回回火火处处理理消消除除内内应应力力。2.规规格格钢绞绞线线按按应应力力松松弛弛性性能能分分为为两两级级