,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,/10/29,.,*,第六章 建筑钢材,一,.,钢的分类,二,.,钢材的技术性质,三,.,钢材的冷加工时效和焊接,四,.,钢材的技术标准与选用,五,.,建筑钢材的腐蚀与防护,第六章 建筑钢材一.钢的分类,教学目的和要求,1,、了解建筑钢材的分类、性质、技术标准及选用原则；,2,、掌握钢材的主要力学性质和工艺性能；建筑用钢材的标准和应用；工程中常用钢材的牌号表示方法；工程中所用钢筋的种类及性能；,3,、熟悉钢材防腐的原理和方法。,教学内容,1,、钢的分类、技术性质、技术标准与选用,2,、钢材的冷加工时效和焊接,3,、建筑钢材的腐蚀与防护,教学重点和难点,教学重点：钢的分类、技术性质、技术标准与选用；钢材的冷加工时效和焊接。,教学难点：钢材的冷加工时效和焊接。,教学目的和要求,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。,建筑钢材的主要品种1.型钢,建筑钢材的主要品种,2.,线材,如钢筋、钢丝等。,建筑钢材的主要品种2.线材,建筑钢材的主要品种,3.,管材,无缝钢管、焊接钢管等。,建筑钢材的主要品种3.管材,建筑钢材的主要品种,4.,钢板,光面钢板、花纹钢板、彩色涂层钢板等。,压型彩钢板,建筑钢材的主要品种 4.钢板压型彩钢板,第一节 钢的分类,1.,按冶炼方法分,2.,按质量分,按,S,和,P,元素含量，分为普通钢、优质钢、高级优质钢和特级优质钢。,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,第一节 钢的分类1.按冶炼方法分钢转炉钢沸腾钢“F”电炉钢,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%,10,10,3.按化学成分分钢中碳钢低合金钢高碳钢低碳钢碳素钢合金钢中合,第二节 钢材的技术性质,力学性能,强度,塑性,弹性,耐磨性,工艺性能（可加工性）,冷弯,可焊性,第二节 钢材的技术性质力学性能强度塑性弹性耐磨性工艺性能（可,标准试件,按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。,l,0,A,0,d,0,l,非标准试件,不经过加工，直接在线材上切取的试件。,头部,头部,工作段,低碳钢的拉伸性能实验,标准试件按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。l0,第6章建筑钢材课件,一、抗拉性能,抗拉性能是建筑钢材最重要的力学性能。,拉伸过程分四个阶段：,OA,：弹性阶段,AB,：屈服阶段,BC,：强化阶段,CD,：颈缩阶段,以下屈服点的应力作为钢材的屈服强度。,钢材拉伸过程的,-,图,一、抗拉性能 拉伸过程分四个阶段：以下屈服点的应力作为钢材,A,弹性阶段,p,弹性极限，,MPa,。,p,o,钢材拉伸弹性阶段示意图,此阶段表现为弹性变形。应力与应变成正比，其数值为常数，即弹性模量,E,，是反映钢材抵抗变形的能力。,A弹性阶段p弹性极限，MPa。po钢材拉伸弹性阶段,钢材拉伸屈服阶段示意图,A,B,下,B,上,A,B,上,B,下,屈服阶段,放大后,s,s,屈服强度，,MPa,。,o,此阶段开始产生塑性变形。应变增加很快，而应力基本不变,钢材拉伸屈服阶段示意图AB下B上AB上B下屈服阶段放大,钢材拉伸强化阶段示意图,A,B,上,C,强化阶段,b,b,抗拉强度或强度极限，,MPa,。,B,下,o,钢材拉伸强化阶段示意图AB上C强化阶段bb 抗拉,D,钢材拉伸颈缩阶段示意图,A,B,上,C,B,下,颈缩阶段,o,当应力达到最高点后，试件薄弱处的横截面显著缩小，产生“颈缩现象”，由于试件断口区域局部横截面急剧缩小，此部位塑性变形迅速增加，拉力也随着下降，最后试件拉断。,D钢材拉伸颈缩阶段示意图AB上CB下颈缩阶段o当应力达到,拉伸过程的参数,强度指标,屈服强度：抗拉强度：,钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力,屈强比越小，屈服强度与抗拉强度相差越大，钢材在应力超过屈服强度工作时的可靠性越大，安全性越高。,可靠性参数,值,越小可靠性越高，安全性越高，但利用率降低，浪费增大。,钢材所能承受的最大拉应力，当拉应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂,拉伸过程的参数强度指标钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产,意义：,值,越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性增强，安全性增强。,值有两种：,5,表示,l,0,=5,d,0,；,10,表示,l,0,=10,d,0,，,d,0,钢材直径。,式中：,l,o,试件原始标距长度，,mm,；,l,1,试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，,mm,。,塑性指标,伸长率：,断面收缩率：,式中：,A,1,试样拉断后颈缩处的截面积，,mm,2,；,A,0,表示钢材的原始截面积，,mm,2,。,伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。,意义：值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性增强，,硬钢（高碳钢）的拉伸性能,硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度,0.2,来代替屈服强度。,条件屈服点,0.2,：以残余变形为原标距长度的,0.2%,时所对应的应力作为屈服强度。,A,0.2%,a,b,oa,总变形。,ba,弹性变形,99.8%,。,ob,塑性变形,0.2%,。,O,硬钢（高碳钢）的拉伸性能硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈,二、冲击韧性,冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大小用冲击韧性值,k,表示。,k,越大，则冲击韧性越好。,式中：,k,以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（,J/cm,2,）,W,试件冲断时所吸收的冲击能（,J,）,A,试件槽口处最小横截面积（,cm,2,）。,影响因素：,硫、磷含量高，存在化学偏析，含非金属夹杂物，焊接形成裂纹，温度降低等，均会降低冲击韧性。,对于承受冲击荷载和振动荷载部位的钢材，必须考虑冲击韧性。,二、冲击韧性冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大,三、工艺性能,1.,冷弯性能,指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。,冷弯试验的指标：弯心直径,d,和弯曲角度（,90,或,180,）。试样弯曲外表面无肉眼可见裂纹则冷弯合格。,通过冷弯试验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，它能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。,三、工艺性能1.冷弯性能,2.,可焊性,焊接方式：搭接、对接,焊接要求：焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生,裂缝及硬脆倾向。,焊接处与母材一致，即拉伸试验，强度,不低于原钢材强度。,影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。,2.可焊性,一、钢材的冷加工,将钢材于常温下进行冷拉、冷拔、冷轧、冷扭等，使之产生一定的塑性变形，强度和硬度明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为刚才的冷加工（冷加工强化、冷作强化）,常见的冷加工方式：,冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。,特点：,钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，增加了钢筋长度，是节约钢材的一种措施。钢材经冷加工后屈服阶段缩短，伸长率减小，材质变硬。,第三节 钢材的冷加工时效和焊接,一、钢材的冷加工第三节 钢材的冷加工时效和焊接,二、钢材的时效处理,将冷加工后的钢材于,常温下存放,15,20d,，或,加热到,100,200,并保持一段时间,这个过程称为时效处理。,作用,:,钢筋冷拉以后再经过,时效处理，其屈服点,进一步提高，抗拉强,度亦有所提高，塑性,和韧性则相应降低。,二、钢材的时效处理作用:钢筋冷拉以后再经过,一、碳素结构钢（非合金钢）,1.,牌号表示法,由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成；,如：,Q235,AF,表示为屈服点不小于,235MPa,的,A,级沸腾钢。,2.,牌号,共有,Q195,、,Q215,、,Q235,、,Q255,、,Q275,五个牌号。,3.,技术要求,化学成分、力学性能、冷弯性能应符合,GB700,规定。,第四节 钢材的技术标准与选用,一、碳素结构钢（非合金钢）1.牌号表示法第四节 钢材的技术标,4.,应用,Q195,、,Q215,，含碳量低，强度低，塑性、韧性、加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘条、制造铆钉、地脚螺栓等。,Q235,，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程中。,Q255,、,Q275,，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作铆接与螺栓连接的结构及加工机械零件。,4.应用,二、低合金高强度结构钢,1.,牌号表示方法,由代表屈服点的拼音字母（,Q,）、屈服点数值、质量等级符号（,A,、,B,、,C,、,D,、,E,）三部分按顺序组成。,如,Q345A,表示屈服点不小于,345MPa,的,A,级钢。,2.,牌号,共有,Q295,、,Q345,、,Q390,、,Q420,、,Q460,五个牌号。,3.,技术要求,其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合,GB/T1591,的规定,二、低合金高强度结构钢 1.牌号表示方法,4.,应用,Q295,，钢中只含有极少量合金元素，强度不高，但有良好的塑性、冷弯、焊接及耐蚀性能。主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结构。,Q345,、,Q390,，综合力学性能好，焊接性能、冷热加工性能和耐蚀性能均好，,C,、,D,、,E,级钢具有良好的低温韧性。主要用于承受较高荷载的焊接结构。,Q420,、,Q460,，强度高，特别是在热处理后有较高的综合力学性能。主要用于大型工程结构及要求强度高、荷载大的轻型结构。,4.应用,三、热轧钢筋,1.,生产,采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。,2.,分类,钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。,3.,牌号,热轧直条光圆钢筋：,HPB235,热轧带肋钢筋：,HRB335,、,HRB400,、,HRB500,H,、,P,、,R,、,B,分别为热轧（,Hotrolled,）、光圆（,Plain,）、带肋（,Ribbed,）、钢筋（,Bars,）三个词英文首位字母。,推荐公称尺寸：,光圆：,8,、,10,、,12,、,16,、,20mm,；,带肋：,6,、,8,、,10,、,12,、,16,、,20,、,25,、,32,、,40,和,50mm,三、热轧钢筋1.生产H、P、R、B分别为热轧（Hotroll,4.,热轧钢筋的力学性能、工艺性能应符合下表的规定。,表面形状,强度等级代号,公称,直径,屈服点,s,MPa,抗拉强度,b,MPa,伸长率,5,%,冷弯,d,弯心直径,a,钢筋公称直径,不小于,光圆,HPB235,8,20,235,370,25,180,d,=,a,月牙肋,HRB335,6,25,28,50,335,490,16,180,d,=3,a,180,d,=4,a,HRB400,6,25,28,50,400,570,14,180,d,=4,a,180,d,=5,a,HRB500,6,25,28,50,500