土木工程材料与实训（第三版）课件 16-项目七：钢材的冶炼分类

《土木工程材料与实训》配套课件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining课前回顾砂浆的配合比设计：1.配制强度→2.水泥用量→3.掺合物用量→4.砂用量→5.用水量→6.配合比试配、调整、确定CONTENTS课程目录04项目三：气硬性胶凝材料03项目二：天然石材02项目一：建筑材料的基本性质01绪论08项目七：钢材07项目六：砂浆06项目五：混凝土05项目四：水泥10实验1~1009项目八：沥青主要内容项目7

建筑钢材7-1钢材的冶炼、分类7-2钢材的力学性质（重点、难点）7-3钢材的技术标准及选用钢材概述123钢材的冶炼和分类第一节钢材的冶炼及分类

认识常用的钢材项目7

建筑钢材问题：土木工程中常用的钢材有哪些？答：土木工程中，使用的常用钢材有：1.钢结构用型钢、钢板、钢管等；2.钢筋混凝土结构用钢筋与钢丝。项目7

建筑钢材一、钢材概述【职教云1】（一）钢材的特点：项目7

建筑钢材一、钢材概述（二）钢材的缺点：项目7

建筑钢材一、钢材概述美国9.11事件二、钢材的冶炼和分类项目7

建筑钢材

钢：铁碳合金，铁Fe为主要元素：碳C含量≤2.06％，杂质元素：Mn、Si、S、P、H、O、N等，含量少。生铁：铁碳合金，C含量高，约为2.06％～6.69％，并含较多杂质的。1.钢和铁的区别是什么？2.钢材的冶炼过程冶炼生铁钢

生铁中的碳氧化，降低含C量，除去杂质元素，降低其含量【职教云2】生铁矿生铁FeO、Fe2O3钢Fe2O3高炉中高温、加C（燃料）、石灰石等溶剂Fe，含C、S、P等有害元素，硬而脆、塑性差、抗拉强度差。C+O2CO2S+O2SO2P+O2P2O5加氧脱氧C、S、P等元素含量减少，技术性能及质量比生铁好的多。钢的生产过程示意图比重较大，生成矿渣加Mn、Si项目7

建筑钢材二、钢材的冶炼和分类（1）除碳通过氧化法，可将一部分碳变成气体而逸出2Fe+O2→2FeOFeO+C→Fe+CO↑（2）造渣在氧化还原反应中可将生铁中的Si、Mn变为钢渣，浮于钢水之上而排出。FeO+Mn→Fe+MnO2FeO+Si→2Fe+SiO2铁水中的S、P杂质只有在碱性条件下才能去除，通常加入一定量的石灰石。5FeO+2P+3CaO→5Fe+Ca3（PO4）2FeS+CaO→FeO+CaS二、钢材的冶炼和分类项目7

建筑钢材（3）脱氧由于锰、硅、铝与氧的结合能力大于氧与铁的结合能力，所以脱氧时给钢水中加入锰铁、硅铁或铝锭作为还原剂，将钢水中的FeO还原为铁，使氧变为Mn、Si或AI的氧化物而进入钢渣。脱氧减少了钢材中的气泡并克服了元素分布不均（通常称为偏析）的缺点，可明显改善钢材的技术性能。二、钢材的冶炼和分类项目7

建筑钢材炼钢过程视频

4、根据炼钢设备的不同，炼钢方法有转炉、平炉和电炉三种方法：三种主要炼钢方法的特点炉种原料特点生产钢种平炉生铁、废钢时间长，成分稳定质量较好、成本较高碳素钢、低合金钢氧气转炉铁水，废钢可有效除去磷、硫杂质少，效率高质量好。

碳素钢、低合金钢电炉生铁、废钢产量低、耗电大，杂质少、质量最好，成本高合金钢、优质碳素钢项目7

建筑钢材二、钢材的冶炼和分类（二）钢的分类按质量分类普通钢(P<0.045%，Sg0.050%)P代表磷元素，s代表硫元素。P和S都是钢中的有害元素，一个导致热脆性，一个导致冷脆性。优质钢(P、s均≤0.03p%)高级优质钢(P≤0.035%，S≤0.030%)特级优质钢项目7

建筑钢材（二）钢的分类按化学成分碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢(合金元素总含量小于5%)中合金钢(合金元素总含量为5%~10%)高合金钢(合金元素总含量大于10%)0.0218%<C<2.06%FeCSP项目7

建筑钢材（二）钢的分类按脱氧程度沸腾钢F——一般工程镇静钢Z——预应力砼半镇静钢B特殊镇静钢TZ——特别重要工程项目7

建筑钢材1）沸腾钢：脱氧不完全，碳、磷、硫等成分偏析严重，钢致密程度、焊接性能、低温下的冲击韧性较差。（F）2）半镇静钢：脱氧程度与性能介于沸腾钢和镇静钢之间。（B）3）镇静钢：脱氧充分，成分均匀纯净、杂质少、组织致密；冷脆性和时效敏感性较低，疲劳强度和可焊性较好。（Z）4）特殊镇静钢：脱氧很充分，晶粒细化，质量与性能比镇静钢更好。（TZ）问题：钢材的脱氧程度对钢材质量的影响？

答：脱氧程度不高的钢材中还保留较多的FeO，在钢材铸锭时，碳与FeO反应生成CO气泡，并有一部分残留在钢中，造成微裂缝和成分偏析，降低致密性、强度和可焊性，低温下的韧性变差，冷脆性和时效敏感性增大等。脱氧程度排序：特殊镇静钢＞镇静钢＞半镇静钢＞沸腾钢钢材性能与质量排序：特殊镇静钢＞镇静钢＞半镇静钢＞沸腾钢项目7

建筑钢材（二）钢的分类【职教云3】项目7

建筑钢材三、认识常用的钢材角钢槽钢工字钢方钢六角钢1．型钢

厚板中板薄板2．钢板三、认识常用的钢材项目7

建筑钢材（1）按粗细:钢丝(直径<6mm)，钢筋(直径≥6mm)，细钢筋中6~10(盘条)，中粗钢筋φ12~20，粗钢筋≥φ20（2）按照轧制外形分：光圆钢筋、变形钢筋（3）热轧钢筋按强度分——四级（4）按供应形式：分直条和盘条项目7

建筑钢材三、认识常用的钢材光圆带肋钢绞线3．钢筋钢筋的力学性能项目7

建筑钢材三、认识常用的钢材普通钢管无缝钢管4．钢管，嗯，钢结构厂房1.钢与生铁的区别在于钢是含碳量为下列何者数值的铁碳合金？A4.0％B3.5％C2.5％D0.02-2.06％提示：钢与生铁区别在于钢的含碳量在0.02-2.06％。答案：D相关习题2.（判断）一般来说，钢材的含碳量增加，其塑性也增加。（）项目7

建筑钢材【职教云4、5】X3.建筑钢材是在严格的技术控制下生产的材料。下面哪一条不属于它的优点？A