建筑材料8-建筑钢材课件.ppt

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1、金属材料五金，指金、银、铜、铁、锡五项金属材料之称，五金为工业之母；国防之基础，五金材料之产品，通常只分为大五金及小五金两大类。大五金指钢板、钢筋，扁铁、万能角钢、槽铁、工字铁及各类型之钢铁材料，小五金则为建筑五金、白铁皮、锁类铁钉、铁丝、钢铁丝网、钢丝剪、家庭五金、各种工具等等。就五金之性质与用途，应分钢铁材料、非铁金属材料、机械机件、传动器材、辅助工具、工作工具、建筑五金、家庭五金等八大类建筑钢材海珠桥一、钢及其特性理论上，凡是把含碳量为0.02%~2.06%的铁碳合金称为钢。含碳量超过2%，称为生铁(含碳多，脆，无塑

2、性)；含碳量小于0.08%，称为工业纯铁（或称熟铁，软，塑性好，强度和硬度低）。钢的特点强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。二、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。三、钢的生产钢的生产钢的铸锭钢的压力加工钢的生产过程钢的生产方法铸锭脱氧处理化学偏析热加工冷加工氧气转炉法空气转炉法平炉炼钢法电炉炼钢法炼钢—

3、—生铁+氧生铁矿生铁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四、钢的分类1、按冶炼方法分2、按质量分按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。钢转炉钢沸腾钢(F)电炉钢平炉钢按冶炼方法分按脱氧程度分半镇静钢(b)镇静钢（Z）特殊镇静钢（TZ）按炉衬材料分为酸性钢和碱性钢名称脱

4、氧程度质量沸腾钢不完全组织不够致密，气泡多，化学偏析大，成分不均匀，质量较差，成本较低镇静钢充分组织致密，成分均匀，机械性能好，质量较好，成本较高半镇静钢均介于上二者之间一般工程预应力砼工程3、按化学成分分4、按用途分分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合金钢高合金钢C＜0.25%C=0.25%～0.60％C＞0.60％合金总含量＜5%5%～10％＞10％六、建筑钢材的应用重型工业厂的屋架、吊车梁；大跨度房屋结构；大跨度桥梁；多层、高层房屋的梁

5、架；移动式结构；轻型结构；在抗震要求比较高的地方。建筑钢材的技术性能力学性能工艺性能化学性能抗拉性能冲击韧性疲劳强度硬度冷弯性能五、建筑钢材的技术性质1.应力2.应变3.弹性与弹性变形4.塑性与塑性变形FFAΔLL0L1建筑钢材的抗拉性能一、钢材的拉伸性能钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例L0F1F1F2F2F3F3d0L0=5d0或10d0ΔL1ΔL2低碳钢的受拉过程分为四个阶段建筑钢材的抗拉性能O弹性阶段OA屈服阶段AB强化阶段BC颈缩阶段CDABCD低碳钢受拉的应力－应变图建筑钢材的抗拉性能一、弹性阶段OA一条通过原点的

6、直线，应力与应变成正比。弹性弹性模量E值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力。A点对应的应力。αOA低碳钢受拉的应力－应变图E1＞E2图形的特点：试件的特点：计算的指标：ABCD弹性极限建筑钢材的抗拉性能二、屈服阶段AB一条波动的曲线，应力增加很小，而应变增加很大。所能承受的拉力增加很小，而塑性变形迅速增加，似乎钢材不能承受外力——屈服强度（也叫屈服点）点对应的应力。图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOA低碳钢受拉的应力－应变图ACDBB上B下屈服。三、强化阶段BC一段上升的曲线。抵抗塑性变形的能力又重新提高——抗拉强度

7、图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOA低碳钢受拉的应力－应变图ACDBB上B下C点对应的应力。建筑钢材的抗拉性能强化。四、颈缩阶段CD一段下降的曲线。变形迅速发展，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小——，直到断裂。伸长率δ：图形的特点：试件的特点：计算的指标：αOAACDBB上B下L1L0建筑钢材的抗拉性能计算的指标：颈缩三个重要的指标1.屈服强度σs结构设计中钢材强度取值的依据2.抗拉强度σb钢材所能承受的最大应力屈强比屈强比，利用率，安全可靠程度3.伸长率δ衡量钢材塑性的指标，越大说明钢材的塑性越好↑αOAACDBB上

8、B下↑↓二、冲击韧性钢材抵抗冲击荷载的能力。定义试件讨论与分析计算式测试方法ak↑冲击韧性↑。钢的化学成分;例：S、P↑冲击韧性↓冶炼及轧制质量质量↑冲击韧性↑温度温度↓，冲击韧性↓ak影响冲击韧性的因素三、疲劳强度受交变荷载反复作用，钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象,称为疲劳