土木工程材料第八章 建筑钢材课件.ppt

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1、本章学习目标了解建筑钢材的微观结构及其与性质的关系熟练掌握建筑钢材的力学性能（包括强度、弹性及塑性变形，耐疲劳性）的意义，测定方法及影响因素熟悉建筑钢材的强化机理及强化方法掌握土木工程中常用的建筑钢材的分类及其选用原则。第7章建筑钢材1、了解钢材的分类2、了解建筑钢材的技术性能及其选用本章考试大纲建筑钢材钢结构用钢钢筋混凝土用钢17世纪70年代人类开始大量应用生铁作建筑材料，到19世纪初发展到用熟铁、软钢建造桥梁和房屋。19世纪中叶起，钢材的品种、规格、生产规模大幅度增长，钢材的强度不断提高，相应地其连接工艺

2、技术也大为发展，为建筑结构向大跨重载方向发展奠定了重要基础。与此同时，钢筋混凝土的问世和20世纪30年代预应力混凝土的诞生，使近代建筑结构的型式和规模发生了飞跃性进展,随着钢的冶炼和加工技术的进步以及新型建筑结构对材料提出更高性能的要求，促使高强耐蚀的合金钢产量从60年代初开始大幅度增长。钢材及其与混凝土复合的钢筋混凝土和预应力混凝土，已成为现代建筑结构的主体材料。土木工程钢材的基本知识土木工程常用钢材其他金属材料铝及铝合金铜及铜合金铸铁钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于2.06％的铁碳合金称为钢。含

3、碳量大于2.06％的铁碳合金称为生铁。土木工程钢材是指用于钢结构的各种型钢、钢板、钢管和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。钢材是在严格的技术控制条件下生产的材料，与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大.钢的冶炼将生铁在炼钢炉中冶炼，使碳的含量降低到预定的范围，其他杂质含量降低到允许的范围，经烧铸即得到钢锭，再经过加工工艺处理后、得到钢材。钢主要用三种方法冶炼：氧气转炉钢用纯氧吹入铁液中是碳和杂质氧化电炉钢主要用

4、废钢返回熔炼活动各种特殊钢平炉钢以煤气或重油作燃料，原料为铁液、废钢铁和适量的铁矿石，利用空气或氧气和铁矿石中的氧使碳和杂质氧化钢的分类一、按化学成分碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢低合金钢中合金钢高合金钢二、按质量分普通钢优质钢高级优质钢特级优质钢三、按用途分结构钢工具钢特殊性能钢：不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等四、按冶炼方法分按炉的种类平炉钢转炉钢电炉钢按脱氧程度沸腾钢（F）镇静钢（z）半镇静钢（b）建筑用钢主要用普通碳素结构钢中的低碳钢和低合金钢承受动荷载的重要焊接结构，只能使用镇静钢焊接结构，不得使用沸

5、腾钢试题1.脱氧不完全,有害杂质磷、硫的偏析较严重的是().A.沸腾钢B.半镇静钢C.镇静钢D.低碳钢2.钢的含碳量为()A.>2.06%B.<0.04%C.0.02~0.03%D.0.04~2.06%3.低碳钢是指含碳量()A.<0.25%B.0.25~0.6%C.<0.6%D.>0.6%试题4.钢的冶炼中加入少量的废钢的作用是().A.除去杂质B.调整炉渣的粘度C.调整炉温D.再次冶炼5(多选).下列说法正确的是()A.建筑钢材多为热轧钢B.建筑钢材多为冷轧钢C.钢材加工包括轧制、锻造、冷拔、冲压、冷拉等

6、D.低碳钢比高碳钢的强度大E.低碳钢比高碳钢的韧性好试题6(多选).建筑工程中常用的钢是()A.高级优质钢B.优质碳素钢C.普通碳素钢D.低合金钢E.中高合金钢钢的晶体组成和化学成分钢是一种多晶体材料。但晶体具有各向异性的特征，而多晶体则为各向同性。钢的宏观力学性能由其内部晶体结构和化学成分所决定。纯铁的晶格类型钢材和一切金属材料一样，也为晶体结构，它是铁-碳合金晶体，钢的晶格有两种构架，即体心立方晶格和面心立方晶格(见图2-15)。其晶体结构中，各个原子以金属键相互结合在一起，这种结合方式就决定了钢材具有很

7、高的强度和良好的塑性。钢晶格的两种构架钢材的晶格并不都是完好无缺的规则排列，而是存在许多缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是钢材的实际强度远比理论强度小的根本原因。其主要的缺陷有三种：点缺陷、线缺陷和面缺陷。钢的基本晶体组织钢是以铁（Fe）为主的Fe-C合金。Fe-C合金于一定条件下能形成具有一定形态的聚合体，称为钢的组织，在显微镜下能观察到它们的微观形貌图象，故也称显微组织。片状珠光体（1000倍）针状和块状铁素体（100倍）钢材在常温下主要有三种显微组织：铁素体:钢材中的铁素体系碳在α-Fe中的固溶体，

8、由于α-Fe体心立方晶格的原子间空隙小，溶碳能力较差，故铁素体含碳量很少（小于0.02％），由此决定其塑性、韧性好；但强度、硬度低。渗碳体:渗碳体为铁和碳的化合物Fe3C，其含碳量高达6.67％，晶体结构复杂，塑性差，性硬脆，抗拉强度低。珠光体:珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量较低(0.8％)，层状结构，塑性较好，强度和硬度较高。此外，钢材在温度高于723℃时，还存在奥氏体。奥氏体为碳在γ