《装饰材料与施工工艺》课件-6.3 钢材类

6.3钢材类装饰材料与施工工艺任务目标应修素养百炼方可成钢。应知理论了解钢材与钢结构的基础知识，掌握相关材料的种类、性能和规格。应会技能掌握根据实际情况选用合适的钢材与钢结构材料的能力。任务分析任务描述了解钢材与钢结构的概念，学习掌握相关材料的常见种类、基本性能、主要规格和具体应用，了解使用相关材料的注意要点。任务重点钢结构的种类与应用。任务难点钢材的概念和性质。目录CONTENTS6.3.16.3.2钢和不同类型的钢材钢材选购要点钢和不同类型的钢材6.3.1铁和钢的基础知识-钢结构用钢-钢筋混凝土结构用钢-不锈钢6.3.1钢和不同类型的钢材表6-3钢的基础知识和不同类型的钢材我们经常说“恨铁不成钢”、“百炼成钢”等，那么铁和钢到底有什么区别，铁如何炼成钢，钢比铁好在哪里？因此我们需要先了解一下钢的基础知识，再学习各类钢材的具体类型。1.铁和钢（1）概念生铁、钢、熟铁等都属于铁碳合金，区别主要在于含碳量的多少，生铁>钢>熟铁，简单来说是含碳量越多越脆，越少越软，而钢则软硬适中。炼钢，主要就是将生铁中的碳减少到合适含量的过程（图6-17）。（2）具体分析生铁含碳量1.7%以上，生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性，因此很容易损坏。钢含碳量0.2-1.7%，具有生铁和熟铁两种优点，既有较高的强度，又有一定的韧性（抗变形的能力），不容易损坏，为工农业生产和日常生活广泛利用。根据含碳量的不同，钢又可以进一步分类。熟铁含碳量小于0.2%，熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广。6.3.1钢和不同类型的钢材图6-17炼钢6.3.1钢和不同类型的钢材2.钢（1）概念人类对钢的应用和研究历史相当悠久，但是直到19世纪贝氏炼钢法发明之前，钢的制取都是一项高成本低效率的工作。如今，钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。可以说钢是现代社会的物质基础。（2）分类①含碳量低碳钢:碳含量一般低于0.25%(质量分数)；中碳钢:碳含量一般为0.25%~0.60%；高碳钢:碳含量一般高于0.60%。②合金量为了改善钢的性能，在冶炼碳素钢的基础上，可以加入一些合金元素而炼成的钢，如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等，从而改善钢的耐磨性、耐腐蚀性、延展性等性能。具体如下：低合金钢：合金元素的总含量≤5%；中合金钢：合金元素的总含量5%~10%；高合金钢：合金元素的总含量>10%。6.3.1钢和不同类型的钢材

③编号

Q235钢：普通碳素结构钢，强度较低，耐腐蚀性一般，价格较为实惠。通常用于一些较为简单的建筑结构和设备支撑系统。Q345钢：高强度低合金结构钢，强度和耐腐蚀性较好，适用于一些要求强度较高的建筑和工程。Q390钢：高强度低合金结构钢，具有较高的强度和韧性，通常用于大跨度钢结构桥梁等大型工程。Q420钢：高强度低合金结构钢，具有较高的屈服强度和抗拉强度，优异的可焊性和冷成形性能，适用于制造高强度、耐用、耐冲击的机械结构、工程机械、矿山机械、海洋工程等领域。16Mn钢：高强度低合金结构钢，强度和韧性较好，适用于一些需要承受较大冲击和振动的场合。20MnTiB钢：低碳微合金钢，具有优异的可焊性和耐磨性，通常用于一些需要承受高强度、高冲击和高磨损的场合。6.3.1钢和不同类型的钢材

④品质按有害杂质硫（S）、磷（P）的多少，可分为普通钢、优质钢、高级优质钢。具体如下：普通钢：P≤0.045%，S≤0.050%；优质钢：P、S均≤0.035%；高级优质钢：P≤0.035%，S≤0.030%。⑤功能性包括合金结构钢、钢筋钢、渗碳钢、氨钢、表面淬火用钢、易切结构钢、冷塑性成形用钢（包括冷冲压用钢、冷镦用钢）、弹簧钢、轴承钢、抗氧化钢、热强钢、电热合金钢、耐磨钢、低温用钢、电工用钢、桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢、钢结构钢等。6.3.1钢和不同类型的钢材（3）工艺锻钢是以浇注铸件的钢。铸造合金的一种。铸钢分为铸造碳钢、铸造低合金钢和铸造特种钢3类，主要用于制造一些形状复杂、难于进行锻造或切削加工成形而又要求较高的强度和塑性的零件。铸钢采用锻造方法而生产出来的各种锻材和锻件。锻钢的质量比铸钢高，能承受大的冲击力作用，塑性、韧性和其它方面的力学性能也都比铸钢件高，所以凡是一些重要的机器零件都应当采用锻钢件。热轧钢热轧钢是经过高温加热轧制而成的钢材，强度不是很高，但足以满足我们的使用，它的塑性、可焊性较好，因此我们比较常用（图6-18）；冷轧钢冷轧钢是普通热轧钢经过强力拉拔超过应变硬化阶段的钢材，它的强度很高，但韧性、可焊性差，比较硬、脆。6.3.1钢和不同类型的钢材图6-18热轧钢和冷轧钢6.3.1钢和不同类型的钢材3.钢结构用钢（1）概念钢结构是由钢制材料组成的结构，是建筑结构类型之一。钢结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简单，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。（2）种类（图6-19）工字钢热轧成型的型钢，截面呈工字形。常用于建筑结构的主梁、副梁、柱子等构件。H型钢热轧成型的型钢，截面呈H形。强度高、重量轻，通常用于桥梁、大型厂房、高层建筑等结构中的主梁、副梁、柱子等构件。T型钢热轧成型的型钢，截面呈T形。强度高、刚度好、重量轻、工艺性好，在建筑结构中的应用比较广泛，通常用于楼梯扶手、桥梁支撑、吊车轨道、货架等构件中。在制造机械、汽车等方面，T型钢也被广泛应用。6.3.1钢和不同类型的钢材

槽钢热轧成型的型钢，截面呈槽形。槽钢的截面形状和尺寸因标准不同而异，主要有普通槽钢、轻型槽钢、重型槽钢等类型，其中普通槽钢较为常见。槽钢强度高、刚度大、重量轻、成本低，广泛应用于构建桥梁、钢架结构、大型工厂等工程中。槽钢的连接方式多种多样，如螺栓连接、焊接连接等。角钢热轧成型的型钢，截面呈L形。类似于一个直角三角形的形状，由于其外形和名称的缘故，通常也称为L型钢或角铁。角钢具有强度高、耐腐蚀、易加工等优点，广泛应用于各种钢结构中。通常用于制作桥梁支撑、货架、屋架等构件中，以及装饰工程中的钢龙骨、干挂石材骨架等。又可以分为等边角钢和不等边角钢。6.3.1钢和不同类型的钢材

钢板是指经过热轧或冷轧加工而成的钢板，通常用于钢结构中的墙板、屋面、地板等构件。普通钢板、花纹钢板、建筑用压型钢板和彩色涂层钢板。钢板规格表示为：宽度*厚度*长度。厚度大于4mm的为厚板，小于4mm的为薄板。厚板用于结构，薄板用于屋面、墙板等。圆钢管空心圆形截面的钢管，通常用于钢结构中的柱子、梁、桁架等构件。圆钢管可以根据需要加工成各种形状，如椭圆形、方形等。方钢管空心方形截面的钢管。方管强度高、承受力强，通常用于轻型钢结构中的柱子、梁、桁架等构件。6.3.1钢和不同类型的钢材图6-19常见的钢结构用钢6.3.1钢和不同类型的钢材4.钢筋混凝土结构用钢（图6-20）（1）概念用于各类混凝土结构的钢筋和钢绞线等。（2）种类包括热轧钢筋、预应力混凝土用热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线等。热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋。图6-20钢筋混凝土结构用钢6.3.1钢和不同类型的钢材5.不锈钢（1）概念是不锈耐酸钢的简称，以不锈、耐蚀性为主要特性，铬含量至少为10.5%，碳含量最大不超过1.2%。（2）种类200系列200系列不锈钢，如201和202，是低镍高锰不锈钢，含铬16%到18%、锰5%到7%、镍3.5%到5.5%等元素。比较廉价，强度和硬度较高，但耐腐蚀性和韧性相对较差。由于其锰含量高，镍含量极低，更容易腐蚀或生锈，因此通常用于工业产品，不能用作餐具。300系列300系列属于奥氏体不锈钢，如304和316不锈钢，含18%铬和8%-10%镍的合金钢，还含有少量的碳、硅和锰等元素。具有优异的耐腐蚀性、热稳定性、可加工性和成型性，同时具有较高的强度和硬度。奥氏体不锈钢有害物质向食品的迁移率低，能抵抗各种介质的腐蚀，具有较高的卫生性能和加工性能。它可以制造食品和包装机械的大部分零件。适合用于食品接触（图6-21）。316相比304多了3%钼，钼的加入可以使不锈钢具有更好的耐腐蚀性和耐高温性。因此316不锈钢更耐腐蚀，特别是对于海水和氯化物的腐蚀，广泛应用于海洋、化工、制药、食品加工等领域。400系列400系列属于马氏体不锈钢，主要有410、420和440。马氏体不锈钢的碳和铬含量相对较高，强度、硬度和耐磨性较高，耐腐蚀性较差。6.3.1钢和不同类型的钢材图6-21不锈钢制品钢材的选购要点6.3.2钢结构、不锈钢的选购要点6.3.2钢材的选购要点1.钢结构用钢的选购要点（1）规格和尺寸。在选购钢材时，需要根据具体的工程需求来选择规格和尺寸。例如，在计算承重能力时，需要根据荷载大小来选择钢材的截面尺寸和长度。（2）钢材质量。钢材质量直接影响着结构的安全性和稳定性。在选购钢材时，需要检查钢材的生产厂家、生产批次、认证证书等，以确保钢材的质量。（3）表面处理。在某些情况下，钢材需要进行表面处理以防止腐蚀和氧化。常见的表面处理方法包括喷漆、喷塑、镀锌等。（4）建造工艺。在钢结构工程中，钢材需要进行切割、加工和连接等处理。因此，在选购钢材时需要考虑建造工艺，以确保钢材可以方便地加工和连接。（5）成本和交货期。最后，选购钢材时需要考虑成本和交货期。需要在钢材质量符合要求的前提下，选择价格合理且交货期合适的供应商。6.3.2钢材的选购要点2.不锈钢选购要点（1）不锈钢类型。不锈钢种类繁多，应根据具体使用场景和要求选择合适的不锈钢类型，如304、316等。不同的不锈钢类型具有不同的耐腐蚀性、强度和硬度等特性，以及是否可以用于食物接触。总体而言在选择食品级不锈钢餐具时，优质304和316不锈钢是更好的选择。而316不锈钢又胜于304不锈钢，虽然价格稍微高一些，但更加放心。（2）不锈钢表面状态。不锈钢表面经过不同处理，具有不同的光泽度和外观效果。常见的表面处理方式包括2B、BA、NO.4等。在选购时需要考虑具体的使用环境和要求，选择适当的表面状态。（3）不锈钢厚度。不锈钢的厚度对其机械性能、耐腐蚀性等具有重要影响。在选购时，需要根据使用要求和力学设计等方面的需求，选择合适的不锈钢厚度。（4）不锈钢质量。不锈钢的质量与其物理、化学性质密切相关。选购时应选择信誉度高的生产厂家和供应商，确保产品具有稳定的质量和性能。（5）不锈钢成本和交货期。最后，不锈钢的成本和交货期也是选购时需要考虑的因素。需要在保证质量的前提下，选择价格合理、交货期合适的不锈钢供应商。知识链接6-1不锈钢的发现和应用不锈钢的发明和使用，要追溯到第一次世界大战时期。那时英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。军工生产部门命令布雷尔利研制高强度耐磨合金钢，专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪支。一天，他们实验了一种含大量铬的合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事。几个月后的一天，一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说:"先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么特殊作用!""好!"布雷尔利看着光亮耀眼的钢材，高兴地说。实验结果证明:它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的，然而，毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。布雷尔利心里盘算道:"这种不耐磨却耐腐蚀的钢材，不能制枪枝，是否可以做餐具呢?"他说干就干，动手制作了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利·布雷尔利也被誉为"不锈钢之父"。6.3成长小贴士如何成为优秀的室内设计从业者只有经过不断的磨练和磨砺，才能成为真正的能工巧匠，对于室内设计从业者而言也是如此。只有不断学习、不断探索、不断创新，才能成长为一名优秀的室内设计师。首先，室内设计从业者需要不断学习新的设计理念和技术。室内设计的发展是不断变化的，每年都会有新的流行趋势和设计理念，因此，设计师需要不断学习新的设计理念和技术，以不断提升自己的设计水平；其次，室内设计从业者需