水利水电与建筑学院第二章建筑钢材.ppt

第二章 建筑钢材,2.1钢的冶炼及分类 2.2建筑钢材的技术性质 2.3钢材的标准及选用,Page 1,一、钢的冶炼 二、钢材的分类,2.1钢的冶炼及分类,Page 2,一、钢的冶炼,Page 3,二、钢材的分类,1.按冶炼方法分,Page 4,二、钢材的分类,2.按化学成分分,Page 5,二、钢材的分类,3.按质量分,Page 6,二、钢材的分类,4.按用途分,Page 7,一、抗拉性能 二、冲击韧性 三、工艺性能 四、钢材的冷加工强化和时效,2.2建筑钢材的技术性质,Page 8,一、抗拉性能,1.低碳钢的拉伸性能 标准试件 按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。 非标准试件 不经过加工，直接在线材上切取的试件。,Page 9,一、抗拉性能,拉伸试验过程,Page 10,一、抗拉性能,抗拉试验结果参数 强度指标 屈服强度： 抗拉强度： 塑性指标 伸长率：,Page 11,一、抗拉性能,2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能,Page 12,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 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。,二、冲击韧性,定义及指标 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。 k是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消耗的功（J/cm2）。 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。,Page 13,三、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与试件厚度（直径）a的比值d/a；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。,Page 14,三、工艺性能,2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。,Page 15,四、钢材的冷加工强化和时效,1. 冷加工强化,Page 16,冷加工强化是钢材在常温下，以超过其屈服点但不超过抗拉强度的应力对其进行的加工。 建筑钢材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的，主要是利用时效提高强度，利用塑性节约钢材，同时也达到调直和除锈的目的。,四、钢材的冷加工强化和时效,2.时效 钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性降低的现象称为时效。 时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置1520d； 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100200保持2h以上。 经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。,Page 17,2.3钢材的标准及选用,Page 18,一、钢结构用钢,（一）碳素结构钢 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：Q235AF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。,Page 19,一、钢结构用钢,（一）碳素结构钢 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。,Page 20,一、钢结构用钢,（二）低合金高强度结构钢 1.牌号表示法 由代表屈服点的字母（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。,Page 21,一、钢结构用钢,（二）低合金高强度结构钢 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。,Page 22,二、钢筋混凝土用钢筋及钢丝 ,（一）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 ：R235 热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500,Page 23,H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、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、20 ； 带肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm,二、钢筋混凝土用钢筋及钢丝 ,（二）冷轧带肋钢筋 1.生产 冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。钢筋冷轧后允许进行低温回火处理。 2.牌号 按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五个牌号。 3.规格 直径范围为412mm，推荐的公称直径为4、5、6、7、8、9、10mm。,Page 24,二、钢筋混凝土用钢筋及钢丝 ,（三）热处理钢筋 1.概述 热处理钢筋是经过淬火和回火调质处理的螺纹钢筋。分纵肋和无纵肋两种。代号为RB150。 2.牌号 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三个。 3.规格 公称直径6、8.2、10mm。,Page 25,二、钢筋混凝土用钢筋及钢丝 ,（四）钢丝 1.生产 以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。 2.分类 按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种； 按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。 3.应用 钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋。,Page 26,二、钢筋混凝土用钢筋及钢丝,（五）钢绞线 1.生