建筑钢材课件

含碳量为0.02%～ 2.06%的铁碳合金称 为碳素钢。
合金钢是碳素钢中加 入一定的合金元素的 钢。
国家标准《碳素结构 钢》GB/T700-2006 取消了半镇静钢。
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钢材的分类 按用途分
结构钢 工具钢 特殊钢
按用途分类
结构用钢
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钢材的分类
工具用钢 不锈耐酸钢
按用途分类 12
钢材的分类
普通钢（屋架） 高级优质钢
焦炭
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钢材的冶炼
一 、钢的冶炼
转炉 炼钢
平炉 炼钢
电炉 炼钢
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转炉炼钢法
转炉炼钢法又分为空气转炉炼钢法和氧气转炉炼钢法 1.空气转炉炼钢法
空气转炉炼钢法是以熔融状态的铁水为原料，在转炉底部 或侧面吹入高压热空气，使杂质在空气中氧化而被除去。其缺 点是在吹炼过程中，易混入空气中的氮、氢等有害气体，且熔 炼时间短，化学成分难以精确控制，这种钢质量较差，但成本 较低，生产效率高。
塑性指标 试件拉断后，弹性变形消失，但塑性变形仍保留下来。工 程上用试件拉断后遗留下来的变形表示材料的塑性指标。 常用的塑性指标有两个:
伸长率: L1 L 100 %
L
断面收缩率 : A A1 100 %
A
L1 —试件拉断后的标距 L —是原标距 A1 —试件断口处的最小横截面面积 A —原横截面面积。
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。
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工艺性能 二、焊接性能
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。
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钢材的化学成分及其对钢材性能的影响
种现象称作强化，cd段称为强化阶段。曲线最高点所对应的应
力值记作 b，称为材料的抗拉强度(或强度极限)，它是衡量
材料强度的又一个重要指标。
(4)缩颈断裂阶段
曲线到达e点前，试件的变形是均匀发生的，曲线到达e点， 在试件比较薄弱的某一局部(材质不均匀或有缺陷处)，变形显著 增加，有效横截面急剧减小，出现了缩颈现象，试件很快被拉 断，所以ce段称为缩颈断裂阶段。
钢筋混凝土梁疲劳破坏
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工艺性能 一、冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
（a）弯曲准备
（b）弯曲至α角度 （c）弯心d，弯曲180° （d）弯心0，弯曲180°
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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。 20
工艺性能 二、焊接性能
冶炼 质量
冷作硬 化及时效
环境 温度
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三、硬度 定义
力学性能
硬度是指钢材抵抗外 物压入表面产生塑性 变形的能力。
测定方法
布氏法
洛氏法
布氏硬度测试图
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力学性能 四、耐疲劳性
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，称为疲劳破坏。
车辆反复作用荷载，桥梁疲劳破坏
按有害杂质含量分类
优质钢 特级优钢
不同等 级钢硫、 磷含量 不同
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钢材的主要技术性能
建
筑
力学性能
钢
材
的
主
要
技
术
性
能
工艺性能
抗拉性能 冲击韧性 疲劳强度 硬度 冷弯性能 可焊接性
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一、抗拉性能 d
明显的四个阶段 1、弹性阶段ob
比例极限 弹性极限
e
2、屈服阶段bc（失去抵 抗变形的能力）
屈服极限
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2.氧气转炉炼钢法
转炉炼钢法
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平炉炼钢法
以固体或液体生铁、铁矿石或废钢作原料，用煤气或重 油为燃料进行冶炼。平炉钢由于熔炼时间长，化学成分可以 精确控制，杂质含量少，成品质量高。其缺点是能耗大、成 本高、冶炼周期长。
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电炉炼钢法
电炉炼钢法
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钢材的分类
按化学成分分
按脱氧程度分
碳素钢
合金钢 沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅 （Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒 （V）等元素。
3、强化阶段cd（恢复抵 抗变形的能力）
强度极限
4、局部径缩阶段de
(1)弹性阶段 比例极限σp
oa段是直线，应力与应变在此段成正比关系，材料符合虎克定律，
直线oa的斜率tan E 就是材料的弹性模量，直线部分最高点所
对应的应力值记作σp，称为材料的比例极限。曲线超过a点，图上 ab段已不再是直线，说明材料已不符合虎克定律。但在ab段内卸载， 变形也随之消失，说明ab段也发生弹性变形，所以ab段称为弹性阶 段。b点所对应的应力值记作σe ，称为材料的弹性极限。
2020/9/2
建筑材料
建筑钢材
建筑钢材 建筑钢材是建筑工程中所用各种钢材的总称。钢
材具有强度高，有一定塑性和韧性，能承受冲击和振动 荷载，可以焊接或铆接，便于装配等优点；其缺点主要 是易锈蚀，维护费用大，耐火性差，生产能耗大。在建 筑工程中钢材被大量用作结构材料，并被列为建筑工程 的三大重要材料之一 。
曲线最低点所对应的应力 s 称为屈服点(或屈服极限)。在屈服阶
段卸载，将出现不能消失的塑性变形。工程上一般不允许构件发生塑
性变形，并把塑性变形作为塑性材料破坏的标志，所以屈服点 s 是衡
量材料强度的一个重要指标。
(3)强化阶段 抗拉强度
b
经过屈服阶段后，曲线从c点又开始逐渐上升，说明要使
应变增加，必须增加应力，材料又恢复了抵抗变形的能力，这
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目录
钢材的冶炼 与分类
2020/9/2
钢材的主要 技术性能
钢材的化学成分及其 对钢材性能的影响
建筑钢材
型钢（槽钢） 钢筋
钢板
钢丝
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建筑钢材
钢结构厂房 钢结构桥梁
各类钢结构
钢结构施工 钢结构案例
钢结构 作为现 代建筑 结构形 式之一， 越来越 多的被 人们使 用。
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钢材的冶炼
原材料
铁矿石
石灰石
弹性极限与比例极限非常接近，工程实际中通常对二者不作严格区分，而近似 地用比例极限代替弹性极限。
(2)屈服阶段 屈服点 s
曲线超过b点后，出现了一段锯齿形曲线，这—阶段应力没有增加， 而应变依然在增加，材料好像失去了抵抗变形的能力，把这种应力不 增加而应变显著增加的现象称作屈服，bc段称为屈服阶段。屈服阶段
、 值越大，其塑性越好。一般把 ≥5％的材料称为塑性材料，如钢
材、铜、铝等；把 <5％的材料称为脆性材料，如铸铁、混凝土、石料
等。
力学性能 二、冲击韧性
冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。钢材的冲击韧 性用试件冲断时单位面积上所吸收的能量来表示。
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力学性能 影响钢材冲击韧性的主要因素
化学 成分