建筑材料 第1篇 第7章 建筑钢材

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1、第一篇土建工程材料第七章建筑钢材1特点：强度高（组织均匀、密实）、塑性和韧性好，可焊接、铆接和切割，便于装配。第一节钢的冶炼与分类一、钢的冶炼钢是由生铁冶炼而成，通过冶炼使碳的含量、杂质第七章建筑钢材建筑钢材是最重要的建筑材料之一。制品：各种型钢（角钢、槽钢、工字钢、H型钢）、钢板、钢筋和钢丝等。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材2含量降到预定的范围。炼钢方法：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法和电炉法。主要用氧气转炉及平炉冶炼。二、钢的分类1.根据脱氧程度分：沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）。2.钢按化学成分分：碳素钢和合金钢。3.钢按压力加工方法分

2、：热加工和冷加工钢材。4.钢按用途分：钢结构和混凝土结构用钢。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材3低碳钢C含量＜0.25%碳素钢中碳钢C含量＞0.25%～0.6%高碳钢C含量＞0.6%低合金钢合金总量＜5%合金钢中合金钢合金总量＜5%～10%高合金钢合金总量＞10%5.钢按质量等级分：普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材4第二节钢材的技术性质一、拉伸性能建筑钢材（低碳钢）受拉时的应力-应变图分为四个阶段：弹性阶段（O-A）、屈服阶段（A-B）、强化阶段（B-C）、和颈缩阶段（C-D）（1）屈服点及屈服强度(σs)O-A阶段:应力与应变为正比,

3、变形为弹性第一篇土建工程材料第七章建筑钢材5第一篇土建工程材料第七章建筑钢材6第一篇土建工程材料第七章建筑钢材7变形，Ａ点相对应的应力为弹性极限σp。A-B阶段:当应力超过σp时，产生塑性变形，出现屈服现象。屈服下限对应的应力为屈服极限值σs。对屈服现象不明显的钢，规定以0.2%残余变形时的应力σ0.2作为屈服强度。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材8（2）抗拉强度(σb)B-C阶段：试件在屈服阶段后，内部组织结构发生变化，抵抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶段。对应于最高点C的应力称为抗拉强度σb。σs/σb称为屈强比。屈强比越小，表示钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大

4、，结构越安全。但屈强比过小，钢材有效利用率太低，造成浪费。建筑结构钢的屈强比般为0.6～0.75。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材9（3）伸长率(δ)C-D阶段：当钢材强化达到最高点后，塑料性变形迅速增加，试件断面急剧缩小，薄弱处出现“颈缩现象”而断裂。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材10伸长率：标距长度增量与原标距长度的百分比，其值越大，表明钢材的塑性越好。同一种钢材δ5大于δ10。二、钢材的冷弯用标准规定的弯头压弯试件到规定的角度（180°或90°）时，检查弯曲处有无裂纹、断裂及起层等现象。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材11第一篇土建工程材料第七章建筑钢材12三、冷加工

5、性能及时效冷加工是采用冷拉及冷拔来提高钢材的强度和硬度。（1）冷拉将热轧钢筋在常温下拉长，使之产生一定的塑性变形。冷拉采用控制应力和控制冷拉率两种方法。（2）冷拔将钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔。冷拔时钢筋不仅受拉，同时还受周围挤压。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材13钢材冷加工后，产生塑性变形，晶粒产生相对滑移及晶粒的破碎晶格的伸长及歪扭，构成了滑移面的凹凸不平，给以后变形造成较大困难，提高了钢材的强度，但塑性、韧性大大降低。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材14（3）时效处理自然时效：常温下搁置15～20天。人工时效：冷拉后立即加热到100～200℃，并至少保持2～3h。

6、钢材时效处理后，屈服强度、抗拉强度及硬度都进一步提高，而塑性及韧性继续降低。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材15第一篇土建工程材料第七章建筑钢材16四、冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。将摆锤从一定高度自由落下将中间开有V型缺口试件冲断，以试件在缺口处的最小横截面积除所作功的值为冲击韧性，aK单位为J/cm2。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材17第一篇土建工程材料第七章建筑钢材18五、耐疲劳性钢材在受交变荷载反复作用时，可能在最大应力远低于屈服强度的情况突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏。影响因素：内部组织状态、成分偏析及各种缺陷。一般钢材抗拉强度高，其疲劳极限也较高。第一篇土建工

7、程材料第七章建筑钢材19第三节钢的化学成分对钢材性能的影响一、碳（C）C＜0.8%，强度和硬度提高，塑性和韧性降低。C＞1%，硬度增加，强度、塑性、韧性都降低，可焊性下降，冷脆性增加。二、硅（Si）Si＜1%，强度提高，塑性、韧性影响不明显。Si＞1%，塑性和韧性降低，冷脆性增加，可焊性差。第一篇土建工程材料第七章建筑钢材20三、锰（Mn）可脱氧和脱硫，提高钢的强度和硬度，消除钢的热脆性。四、磷（P）提高强度，塑性和韧性降低，形成冷脆性。五、硫（S）硫在钢的热加工时形成热脆现象。冲击韧性、疲劳强度、可焊