《建筑材料》第六章建筑钢材
土木工程材料建筑钢材复习题及答案
土木工程材料建筑钢材复习题及答案土木工程材料建筑钢材复习题及答案一、填空题1、建筑钢材是指建筑工程中所用的各种钢材。
2、建筑钢材按化学成分分：碳素钢、合金钢。
3、钢按脱氧程度分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢。
4、钢材硬度是指钢材表面局部体积内抵抗变形或破坏的能力。
5、钢材的工艺性能包括: 冷弯性能、焊接性能。
6、承受动荷载作用的钢结构不宜采用质量等级为 A 级沸腾钢。
7、写出下列钢筋弯曲试验的弯心直径：￠32HRB335： 128 mm ；￠12HRB335： 36 mm ；￠10Q235：5 mm ；￠12HPB335： 12mm 。
8、某品牌￠12HRB335钢筋，经拉伸试验测得其屈服荷载为42.1kN 、极限荷载为62.9kN, 则该钢筋的屈服强度和抗拉强度分别为370 MPa 、 555 MPa 。
9、在对钢筋进行拉伸时，初验时，每批应随机抽取 2 根试样，当初验不合格时，应在同批中重新随机抽取4 根试样进行不合格项复验。
10、低合金钢在拉伸过程中，其应力-应变的变化规律分为四个阶段，它们分别是弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和径缩阶段。
11、钢材经冷拉或冷拔和时效处理后，其屈服强度、抗拉强度均会提高，但其塑性、韧性、弹性模量均会降低。
12、建筑钢材的组批要求，应由同一生产单位生产的同一牌号、同一炉罐号、同一规格组成，且每批质量应≤60t 。
13、钢材拉伸试验的试样原始标距，国家规定采用比例试样，其值等于 065.5S （0S 为试样的截面面积），且应≥15mm 。
15、钢材的屈服强度可以由指针法、图解法或自动装置求得，但仲裁试验以图解法为准。
16、钢材的规定非比例延伸强度可用图解法和逐步逼进法求得。
二、判断题1、沸腾钢是用强脱氧剂，脱氧充分、液面沸腾，故质量好。
（× ）2、钢材经冷加工强化后其屈服点、抗拉强度、弹性模量均提高了，塑性降低了。
（× ）3、钢是铁碳合金。
《建筑材料》知识点
《建筑材料》知识点《建筑材料》知识点每章课后思考题课下作业题⽬第⼀章建筑材料的基本性质1、密度、表观密度、堆积密度的区别2、密实度+孔隙率=1，空隙率+填充率=13、多孔材料的密度在⼲燥和潮湿环境下哪个更⼤？4、软化系数的取值范围，软化系数⼤⼩同耐久性的关系？0.75和0.80的所对应的构件？5、密度、表观密度、近似密度、堆积密度的定义？计算公式？相互⼤⼩关系？6、堆积密度和空隙率的关系，堆积密度越⼤，空隙率如何变？孔隙率如何变？孔隙率和强度的关系？7、材料抗渗性的定义，评价指标？材料耐⽔性的定义，评价指标？8、当材料的孔隙率增⼤且增多的均是闭⼝独⽴孔隙时，材料的导热性将（变⼩）9、什么叫亲⽔性材料，什么叫憎⽔性材料，θ和90°的关系？10、导热系数⼤，⼩，热容量⼤，⼩？第⼆章天然⽯材1. ⼤理⽯主要化学成分为碱性物质碳酸钙，不宜⽤作城市建筑的外部饰⾯材料，因为城市空⽓含有⼆氧化硫，遇⽔⽣产亚硫酸，以后变为硫酸，与⼤理⽯反的碳酸钙反应，⽣成易溶于⽔的⽯膏。
第三章烧⼟制品及玻璃1、烧结多孔砖和烧结空⼼砖哪⼀种适合砌筑建筑的墙体？多孔砖的强度等级？3、陶瓷制品中，（）⼀般来说只能⽤做室内饰⾯材料。
4、装饰玻璃、安全玻璃、节能玻璃的各种名称？第四章⽓硬性胶凝材料1、⽓硬性和⽔硬性胶凝材料的不同点？2、⽯灰的硬化过程包括哪两个过程？结晶作⽤，碳化作⽤简答题：1、为什么说⽯膏可作为⼀种良好的室内装饰装修材料但不宜⽤于室外？2、⽯膏作为⼀种优良的室内装饰装修材料，其具有哪些性能特点？3、建筑⽯膏有哪些优良的性能特点？4、何谓⽯灰的陈伏？⽣⽯灰熟化过程中的陈伏其⽬的何在？第五章⽔泥1、硅酸盐⽔泥熟料矿物四种矿物？其中，各⾃⽔化速率，⽔化热，早期和后期强度的趋势？2、低热硅酸盐⽔泥，则应该适当提⾼那种组分含量？3、硅酸盐⽔泥熟料矿物⽔化特性，那⼀种最快，快，慢，早期强度和后期强度,放热量最⼤且放热速度最快？4、⽔泥安定性的定义？沸煮法检验⽔泥安定性可以检验出____的引起的安定性不良？5、⽔泥强度等级的划分标准？抗压强度还是抗折强度，还是两个都有？是3、28天？6、⽔泥的强度，标准稠度⽤⽔量，凝结时间，体积安定性，⼏个指标中，哪⼀个指标不合格不能⽤于⼯程中，哪⼀个指标不合格，可以降级使⽤？7、哪⼀种⽔泥可⽤在有抗冻、抗渗、耐磨、严寒、快硬、⼤体积要求的混凝⼟⼯程中？PO,PF,PS,PP,表3-10；8、⽕⼭灰⽔泥应优先使⽤于_____⼯程中？第六章混凝⼟及砂浆1、什么是砂⼦的细度模数？细度模数越⼤，砂⼦越粗，还是越细？什么是砂⼦的颗粒级配？2、细度模数和颗粒级配的关系？3、砂⼦含⽔率，如何计算含⽔量？砂⼦的粗细程度表征指标？4、级配良好的⾻料其孔隙率和总表⾯积如何变化？5、含⽔率为5 的砂220k g，将其⼲燥后的质量是（209.5 ）k g6、配置混凝⼟时应尽量选择______的⾻料？空隙率，总表⾯积7、⽔泥的⽤量同混凝⼟强度的关系？是不是⽔泥⽤量越⾼，混凝⼟强度就越⾼？8、混凝⼟硬化前的⽔泥浆所起的作⽤？9、什么叫混凝⼟⽴⽅体抗压强度标准值？标准试件的尺⼨⼤⼩？试件尺⼨，加速速率，受压⾯润滑剂，⾼宽⽐等因素对抗压强度值的影响？10、什么叫砂浆的强度等级，标准试件的尺⼨⼤⼩？11、砂浆流动性和保⽔性各⾃的评价指标？13、混凝⼟拌合物和易性的主要影响因素？最主要的因素？14、混凝⼟配合⽐设计的三个主要技术参数？15、混凝⼟的流动性、粘聚性、保⽔性，⽤___指标来表⽰？16、试拌混凝⼟时，发现拌和物的流动性偏⼩，则应采⽤（）的办法进⾏调整17、什么时候采⽤早强剂，⾼效减⽔剂，引⽓剂，速凝剂？18、体积法计算混凝⼟配合⽐设计时，混凝⼟的密度经验值选为2400~2450kg/m3.1、在试拌混凝⼟时，若现场测得其坍落度值出现以下情况时，应分别如何处理？（1）⼩于设计要求；(2)⼤于设计要求。
《建筑钢材》课件
欧洲产钢标准
介绍欧洲地区常用的钢材标准，如标识规范、机械性能和适用范围。
中国产钢标准Leabharlann 讨论中国国内广泛使用的钢材标准，包括强度等级、化学成分要求和检验方法。
钢材质量检测方法
介绍常用的钢材质量检验方法，如化学分析、机械性能测试和无损检测等， 确保钢材质量达标。
钢材保养维护
探讨钢材的保养方法，如防锈、清洁和润滑等，延长钢材的使用寿命。
常用建筑钢材
钢筋
介绍钢筋的种类、用途及相关标准规定。
钢梁
解释钢梁的结构、优点和使用范围。
钢板
讨论钢板的不同类型、厚度和应用领域。
钢管
介绍常用的钢管种类、规格及其特点。
建筑钢材生产工艺
热轧工艺
详细描述热轧工艺的流程和 优点。
冷轧工艺
解释冷轧工艺的过程和适用 场景。
焊接工艺
探讨常用的钢材焊接工艺及 其特点。
钢材的物理性能
1
强度
介绍钢材的强度及其对建筑结构的影响。
韧性
2
解释钢材的韧性特点及其在抗震领域的
重要性。
3
可塑性
探讨钢材的可塑性，并阐述其在构造设 计中的应用。
钢材的化学性能
腐蚀性
讨论钢材在不同环境下的耐蚀性能。
防火性
介绍钢材的抗火性能及其在建筑安全中的作用。
耐磨性
探讨钢材的耐磨性及其在特定场景中的应用。
《建筑钢材》PPT课件
本PPT课件将介绍建筑钢材的分类、特点、常用材料，以及生产工艺、物理性 能、化学性能等内容，旨在深入探讨建筑钢材的相关知识。
钢的分类
了解建筑钢材按照不同分类方式的划分，如成分分类、生产工艺分类等。
建筑钢材的特点
建筑 钢材
7.1 概述 7.2 建筑钢材的主要技术性质 7.3 建筑钢材的技术标准和选用 7.4 钢材的冷加工与热处理 7.5 钢材的检验与堆放 7.6 钢材的防腐与防火
7.1 概述
钢材是以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素 的材料。建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用各种 型材(如圆钢、角钢、工字钢、钢管、板材)和钢筋混凝土结构用钢筋、 钢丝、钢绞线。
第一节 建设工程信息的收集
一、建设工程决策阶段的信息收集 在建设工程决策阶段，由于该阶段对建设工程项目的效益影 响很大，应该首先进行项目决策阶段相关信息的收集。该阶 段信息收集工作主要是收集工程项目外部的宏观信息，要收 集过去的、现代的和未来的与项目相关的信息，具有较多的 不确定性。 在建设工程前期决策阶段，应向有关单位收集以下资料:
(2)平炉钢。平炉钢是指以固体或液体生铁、铁矿石或废钢为原料， 用煤气或重油为原料在平炉中加热冶炼，杂质靠铁矿石或废钢中的氧起 氧化作用而除去的钢。冶炼时，杂质轻并浮在表面，对钢水与空气起隔 离作用，所以钢中杂质含量少，成品质量高。由于冶炼时间长 (4～12h)， 清除杂质较彻底，钢材质量好，但成本比转炉钢高。
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第一节 建设工程信息的收集
(1)可行性研究报告，前期相关文件资料，存在的疑点和建设 单位的意图，建设单位前期准备和项目审批完成的情况。 (2)同类工程相关信息。 (3)拟建工程所在地相关信息。 (4)工程所在地政府相关信息。 (5)设计中的设计进度计划，设计质量保证体系，设计合同执 行情况，偏差产生的原因，纠偏措施，专业间设计交接情况， 执行规范、规程、技术标准，特别是强制性规范执行的情况， 设计概算和施工图预算结果，了解超限额的原因，了解各设 计工序对投资的控制等。 (6)勘察、测量、设计单位相关信息。
《建筑材料》钢材的技术性能——力学性能
PART TWO
02
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的 标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击 韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。
织和表面质量有关。
PART FOUR
04
➢ 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。 布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸
去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越 大，表示钢材越硬。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度 值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。
➢
疲劳破坏——钢材在交变应力的反复作用下，往往在
应力远小于其抗拉强度时就发生破坏。
➢
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳
试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生
断裂所能承受的最大应力。
➢
一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉
强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应 的强度作为设计强度的依据，因为， 钢筋屈服后会产生大的塑性变形， 钢筋混凝土构件会产生不可恢复的 变形和不可闭合的裂缝，以至不能 使用。DBiblioteka B’EA B
C
0.2
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时 所对应的应力作为条件屈服强度
《建筑材料》试题库
建筑材料试题库一、填空题二、判断题说明：每小题2分，每套试卷10题，共80题；括号内为各题对应教材位置。
1.材料密度的大小取决于材料的孔隙率.( ╳）（第二章）2.多孔材料吸水后，其保温隔热效果变差。
( √）(第二章）3.材料的吸水率是饱和时含有的水的质量与材料干燥时质量之比。
（√）（第二章）4.材料的孔隙率越大，其抗渗性就越差.（╳ )（第二章）5.凡是含孔材料，其表观密度均比其密度小。
（√ )(第二章)6.承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。
（╳）（第二章）7.脆性材料的抗拉强度高于抗压强度。
( ╳）（第二章）8.材料含水率越高保温隔热效果越差. （√）（第二章）9.软化系数越大，说明材料的抗渗性越好. ( ╳ ) (第二章）10.材料的抗渗性主要决定于材料的密实度和孔隙特征。
（√ ) (第二章）11.对于经常位于水中或受潮严重的重要结构物的材料，其软化系数不宜小于0。
85。
( √ )(第二章）12.材料导热系数越小,保温效果越差.(╳）（第二章）13.气硬性胶凝材料只能在空气中硬化，而水硬性胶凝材料只能在水中硬化.（╳）(第四章）14.欠火石灰与过火石灰对工程质量产生的后果是一样的.（╳ )（第四章）15.因为水泥是水硬性胶凝材料,故运输和储存时不怕受潮和雨淋.( ╳）（第五章）16.用高强度等级水泥配制低强度等级混凝土时，混凝土的强度能得到保证，但混凝土的和易性不好.（√）（第五章）17.生产水泥时加入石膏是为了提高水泥早期强度.（╳）（第五章）18.硅酸盐水泥细度越细越好。
（╳）（第五章）19.硅酸盐水泥的水化热大，不能用于大体积混凝土施工。
（√） (第五章）20.普通水泥的细度不合格时，水泥为废品.( ╳ ) （第五章）21.提高水泥石的密实度,可以提高抗腐蚀能力。
( √）（第五章）22.体积安定性检验不合格的水泥可以降级使用或作混凝土掺合料。
（╳ ) （第五章）23.强度检验不合格的水泥可以降级使用或作混凝土掺合料。
《建筑材料》201506上交试题库
绪论一、填空题：1、建筑材料按化学成分可分为、和。
2、目前我国建筑材料行业的标准主要有和。
第一章建筑材料的基本性质一、填空题：1、建筑材料的技术性质主要包括、和。
2、材料吸收水分的能力，用吸水率表示，表示方法有和两种。
3、材料内部的孔降以两种形式存在，即和。
4、材料的吸湿性用表示。
5、材料的变形特征有和两种类型。
二、判断题（正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”）1、材料的吸湿性与材料的成分和构造无关。
（）2、材料的抗冻性仅与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。
（）3 、对冬季室外温度低于一10℃的地区，工程中使用的材料不用进行抗冻检验。
（）4 、材料的软化系数越大，其耐水性能越好。
（）5 、材料的孔隙率越大，其抗冻性越好。
（）三、选择题（将正确答案的序号坑在话号内）1、当材料的润湿边角θ为（ A ）时，称为亲水性材料。
A 、＞900B 、＜900 C、002、当材料的软化系数（A ）时，可以认为是耐水材料。
A、＞0.85 B 、＜0.85 C、=0.753、含水率为5％的砂200 g，其干燥后的质量是（）g。
A 、190 B、199 C、2104、材料的耐水性可用（）表示。
A、亲水性B、软化系数C、抗渗性四、名词解释：1、密度2、弹性五、计算题：某石材的密度为 2.78g/cm3，孔隙率为 1.5%，今将该石材破碎为碎石，测得碎石的堆积密度为1565kg/m3。
试求该石材的表观密度和碎石的孔隙率。
第二章无机胶凝材料一、填空题：1、生石灰加水后，生成氢氧化钙，称为，这一反应过程叫生石灰的熟化过程，也叫生石灰的消解。
2、硅酸盐水泥按其用途及性能分为三类、和。
3 、水泥俗称，是一种多组分材料，既可以在中硬化，又可以在中硬化。
4、水泥的品种很多．按其主要水硬性物质名称分为、铝酸盐水泥、等多种系列水泥。
5、混合材料是指磨细水泥时掺人的矿物材料，分为活性混合材料和非活性混合材料。
二、判断题（正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”）1、水泥生产时颗粒越细越好。
建筑材料建筑钢材ppt课件
中高碳钢没有明显的屈服点，通常以残余变形 为原标距长度0.2%的应力作为屈服强度。
当构件的实际应力达到屈服点时，将产生不可 恢复的永久变形，这在结构中是不允许的，所以屈 服强度是确定钢材容许应力的主要依据。
（2 ）抗拉强度：钢材在拉力作用下，能承
受的最大拉应力。
拉伸图中对应的点为：第三阶段的最高点。
花纹钢板 压型钢板
花纹钢板: 指表面轧有防滑凸纹的钢板， 主要用于平台、过道及楼梯等的铺板。花 纹有菱形、扁豆形和圆豆形。
轻质夹芯板材 岩棉夹芯板
聚苯夹芯板
1. 热轧钢筋
强度等级 HPB235 HRB335 HRB400 RRB400
钢筋级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
外形 光圆 带肋
产品 《钢筋混凝土用热轧光圆
1．轻质高强 2．韧性好、抗冲击能力强、抗拉强度高 3．可焊接、铆接、螺栓连接、易于装配 4．外表轻巧、华美、具有光泽 5．易锈蚀 6．耐火性差
钢铁区别：
生铁—C>2%的铁碳合金，杂质多，硬脆，不能焊 接、锻造、扎制
钢 —0.06%<C<2%的铁碳合金，杂质少，强度高， 塑性好
纯铁—C<0.04%的铁碳合金（纯铁是钢的一种 ，可 以冲压成极复杂的形状,或作为电磁材料 ）
优质碳素 合金钢
电炉 生铁、废钢 产量低、耗电大，杂质少 合金钢
质量最好，成本高
优质碳素钢
二.钢的分类
按化学成分
碳素钢— 低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢— 低合金钢、中合金钢、高合金钢
沸腾钢 F
分类
按脱氧程度 半镇静钢 b 镇静钢Z
特殊镇静钢TZ
按质量— 普通钢、优质钢、高级优质钢等 按用途— 结构钢、工具钢、特殊钢等
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一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的， 抗拉强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限 与其内部组织和表面质量有关。
4 硬度
硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形
布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载 P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸去 荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面 积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。★HB值越 大，表示钢材越硬。如图6.3
6.3 建筑钢材的技术标准及选用
建筑工程中需要消耗大量的钢材，按用于不 同的工程结构类型可分为：钢结构用钢，如各种 型钢、钢板、钢管等；钢筋混凝土工程用钢，如 各种钢筋和钢丝。
从材质上分主要有碳素结构钢和低合金结构 钢，也用到优质碳素结构钢。
1 碳素结构钢
碳素结构钢，化学成分主要是铁，其次是碳， 故也称铁-碳合金。其含碳量为0.02%~2.06%，此外 尚含有少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。
图6.7 含碳量对热轧碳素钢性质的影响
σb—抗拉强度；αk—冲击韧性；HB—硬度； δ—伸长率；φ—面积缩减率
(3)硫、磷
硫不溶于铁而以FeS的形式存在，FeS和Fe形 成低熔点的共晶体。当钢材温度升至1000℃以上 进行热加工时，共晶体熔化，晶粒分离，使钢材 沿晶界破裂，这种现象叫做热脆性。
磷能使钢的强度、硬度提高，但显著降低钢 材的塑性和韧性，特别是低温状态的冲击韧性下 降更为明显，使钢材容易脆裂，这种现象叫做冷 脆性。
图6.3 布氏硬度测定示意图
5 冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能 力，是建筑钢材的重要工艺性能。
钢材的冷弯性能指标是用弯曲角度和弯心直径 对试件厚度(直径)的比值来衡量的。试验时采用的 弯曲角度愈大，弯心直径对试件厚度(直径)的比值 愈小，表示对冷弯性能的要求愈高。如图6.4所示
表6.2 碳素结构钢的化学成分(GB 700—2006)
表6.3 碳素结构钢的拉伸、冲击性能(GB 700—2006)
表6.4 碳素结构钢的冷弯试验(GB 700—2006)
B=2a，160°
牌号
试样方向 钢材厚度(直径)(mm)
60
＞60~100 ＞100~120
弯心直径d
纵
Q195
横
0 0.5a
2 低合金高强度结构钢
一般是在普通碳素钢的基础上，添加少量的 一种或几种合金元素而成。常用的合金元素有硅、 锰、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。其目的是 为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐 蚀性及耐低温性能等。
低合金高强度结构钢综合性能较为理想，尤 其在大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构中更 适用，而且与使用碳素钢相比，可节约钢材 20%~30%，但成本并不很高。
(4)颈缩阶段(C—D)
当应力达到抗拉强度σb后，在试件薄弱处 的断面将显著缩小，塑性变形急剧增加，产生
将断裂后的试件拼合起来，量出标距两端
点间的距离，按下式计算出伸长率δ： d0
L1 L0 100%
L0
L0
L1
2 冲击韧性
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用 试验机摆锤冲击带有V形缺口的标准试件的背面， 将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢 材的冲击韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大， 表明钢材的冲击韧性愈好(如图6.2)。
(1)弹性阶段(O—A) (2)屈服阶段(A—B) (3)强化阶段(B—C) (4)颈缩阶段(C—D)
图6.1 低碳钢受拉的应力-应变图
(1)弹性阶段(O—A)
在OA范围内应力与应变成正比例关系，如 果卸去外力，试件则恢复原来的形状，这个阶段 称为弹性阶段
弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹 性极限σp。当应力稍低于A点时，应力与应变呈 线性正比例关系，其斜率称为弹性模量，用E表 示，E=σ/ε。
现行国家标准《碳素结构钢》(GB 700—2006) 具体规定了它的牌号表示方法、技术要求、试验方 法、检验规则等。
1） 碳素结构钢的牌号表示方法
碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈 服点数值、质量等级符号、脱氧程度符号四部分 按顺序组成。碳素结构钢可分为Q195、Q215、 Q235、Q255和Q275五个牌号。其他各符号含义 见表6.1。
钢材的冷弯性能和伸长率都是塑性变形能力的 反映。
图6.4 钢材冷弯
(a)试样安装；(b)弯曲90°；(c)弯曲180°；(d)弯曲至两面重合；(e)规定弯心
★ 6 钢材的冷加工强化及时效
钢材经冷加工产生一定塑性变形后，其屈服 强度、硬度提高，而塑性、韧性及弹性模量降低， 这种现象称为冷加工强化
钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。 以钢筋的冷拉为例(图6.5)，图中OBCD为未经 冷拉时的应力-应变曲线。
1） 低合金高强度结构钢的牌号表示方法
低合金高强度结构钢共有5个牌号。其牌号 的表示方法由屈服点字母Q、屈服点数值、质量 等级三个部分组成，屈服点数值共分295MPa、 345MPa、390MPa、420MPa、460MPa五种，质 量等级按照硫、磷等杂质含量由多到少分为A、 B、C、D、E五级，均为镇静钢。
(2)屈服阶段(A—B)
当应力超过弹性极限σp后，应力和应变不再 成正比关系，应力在B上至B下小范围内波动，而 应变迅速增长。在σ-ε关系图上出现了一个接近水 平的线段。如果卸去外力已出现塑性变形，AB 称为屈服阶段。B下所对应的应力值称为屈服极 限σs。
(3)强化阶段(B—C)
当应力超过屈服强度后，由于钢材内部组织 产生晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性变 形的进一步发展，钢材抵抗外力的能力重新提高。 在σ-ε关系图上形成BC段的上升曲线，这一过程 称为强化阶段。对应于最高点C的应力称为抗拉 强度，用σb表示，它是钢材所能承受的最大应力。
★如Q345A表示屈服点为345MPa的A级钢。
2） 低合金高强度结构钢的技术要求
执行GB1591－1994 《低合金高强度结构钢》 的规定，其化学成分应符合表6.5的要求，力学性 能和冷弯性能应符合表6.6的要求。
表6.5 低合金高强度结构钢的化学成分
表6.6 低合金高强度结构钢的力学性能和冷弯性能
(2)氧气转炉炼钢 以熔融的铁水为原料，由转炉顶部吹入高纯
度氧气，能有效地去除有害杂质，并且冶炼时间 短(20~40min)，生产效率高，所以氧气转炉钢质
(3)电炉炼钢 以电为能源迅速将废钢、生铁等原料熔化，
并精炼成钢。电炉又分为电弧炉、感应炉和电渣 炉等。
冶炼后的钢水中含有以FeO形式存在的氧， FeO与碳作用生成CO气泡，并使某些元素产生偏 析(分布不均匀)，影响钢的质量。所以必须进行 脱氧处理，方法是在钢水中加入锰铁、硅铁或铝 等脱氧剂。
—
—
纵
Q215
横
0.5a
1.5a
2a
a
2a
2.5a
纵
Q235
横
a
2a
2.5a
1.5a
2.5a
3a
Q255 — Q275 —
2a
3a
3.5a
3a
4a
4.5a
3） 碳素结构钢的选用
★碳素结构钢随牌号的增大，含碳量增加， 其强度和硬度提高，塑性和韧性降低，冷弯性能 逐渐变差
Q195、Q215号钢强度低，塑性和韧性较好， 易于冷加工，常用于轧制薄板和盘条，制造钢钉、 铆钉、螺栓及铁丝等。
时效 经冷拉的钢材随时间延长强度提高,塑性、 韧性下降的现象叫做时效。 可分为两类：分为自然时效（经冷拉的钢材 在常温下存放15-20天）和人工时效（经冷 拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段 时间）。
图6.5 钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
冷拔是将外形为光圆的盘条钢筋从硬质合金 拔丝模孔中强行拉拔(如图6.6)，由于模孔直径小 于钢筋直径，钢筋在拔制过程中既受拉力又受挤 压力，使强度大幅度提高但塑性显著降低。
钢筋
钢板
型钢
钢丝
钢桥
本章内容
6.1 钢的冶炼和分类 6.2 钢材的主要性能 6.3 建筑钢材的技术标准及
选用
6.1 钢的冶炼和分类
1 钢的冶炼
★钢是由生铁冶炼而成的。钢和铁都是铁碳合 金，钢的含碳量在2%以下，而生铁的含碳量大于 2%
钢的冶炼就是将熔融的生铁进行氧化，使碳 的含量降低到规定范围，其他杂质含量也降低到 允许范围之内。
3） 低合金高强度结构钢的性能和应用
Q295号钢中含有少量的合金元素，强度不高， 但有良好的塑性、冷弯性能、焊接性能及耐蚀性能。 主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程结
Q345、Q390号钢综合力学性能好，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。主要用于工程中承受较高荷载的
过程
高炉 熔融
建筑钢材
生铁
精炼
钢材的冶炼过程
钢锭 铸锭
钢
根据炼钢设备所用炉种不同，炼钢方法主要 可分为平炉炼钢、氧气转炉炼钢、电炉炼钢三种。
(1)平炉炼钢 它以熔融状或固体状生铁、铁矿石或废钢铁
为原料，以煤气或重油为燃料。利用铁矿石中的 氧或鼓入空气中的氧使杂质氧化。可用于炼制优 质碳素钢和合金钢等。
★根据脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、 镇静钢和半镇静钢三种。
(沸腾钢 F 是脱氧不完全的钢，钢材质量差。
(2)镇静钢 Z 是脱氧充分的钢，钢材质量好。
(3)半镇静钢 ｂ
建筑钢材是将钢坯加热后经轧制而成的。
2 钢的分类
★ ★
★
6.2 钢材的主要性能
1 抗拉性能
由低碳钢在拉伸过程中形成的应力(σ)-应变(ε) 关系图(图6.1)可知，★低碳钢受拉过程可划分为 以下4个阶段