第8章-土木工程用金属材料
土木工程材料大一上知识点
土木工程材料大一上知识点土木工程材料是土木工程领域中非常重要的一部分，它们直接影响着建筑物的质量和耐久性。
在大一上学期，学习土木工程材料的基础知识对于建筑学专业的学生来说至关重要。
本文将围绕土木工程材料的分类、性质和应用等方面展开讨论。
一、分类与特点土木工程材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
其中最常见的分类方式是按照物理性质分为金属材料、无机非金属材料和有机材料三大类。
1.金属材料：金属材料是指以金属元素为主要成分的材料，如钢材、铝材等。
金属材料具有强度高、导热性良好、可塑性强等特点，因此在土木工程中广泛应用于结构支撑和承重部件。
2.无机非金属材料：无机非金属材料主要包括混凝土、水泥、砖等。
这类材料具有较好的耐磨性、耐腐蚀性和防火性能，广泛用于土木工程中的建筑物和道路等。
3.有机材料：有机材料通常是指由有机化合物构成的材料，如木材、塑料等。
有机材料具有较轻的质量、良好的绝缘性能和塑性，常用于土木工程中的隔热、隔音和装饰材料。
二、性质与测试了解土木工程材料的性质对于选用合适的材料以及估算其性能至关重要。
常见的土木工程材料的性质包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、耐蚀性等。
1.抗压强度：抗压强度是指材料在受到压力时能够承受的最大压缩应力。
一般通过在材料上施加垂直于其表面的力来测试材料的抗压强度。
2.抗拉强度：抗拉强度是指材料在受到拉伸力时能够承受的最大应力。
常用的方法是在材料上施加拉伸力，直到材料发生断裂。
3.抗弯强度：抗弯强度是指材料在受到弯曲力时能够承受的最大应力。
这个参数在设计梁柱等承重构件时尤为重要。
4.耐蚀性：耐蚀性是指材料抵抗腐蚀和化学侵蚀的能力。
不同的材料对于不同的环境具有不同的耐蚀性，需根据具体使用条件来选择材料。
为了测试这些性质，常用的测试方法包括拉伸试验、压力试验、弯曲试验和化学试验等。
这些测试方法帮助工程师评估材料的性能，从而合理地选用和应用材料。
三、应用与创新土木工程材料的应用范围广泛，从房屋建筑到桥梁、隧道等各种工程都离不开合适的材料。
土木工程材料 土木工程用钢材及铝合金PPT课件
三、钢的分类
按质量分
• 普通钢 P≯0.045%,S≯0.05 5%
• 优质钢 P≯0.035-0.04%, S≯0.04%
按结构用途分
• 结构钢 各种工程构件及机械零件, 属低碳钢或中碳钢
• 工具钢 刀具、模具
• 特殊钢 不锈钢、耐热钢、耐磨钢
• 高级优质钢
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第14页/共102页
二、钢材的加工方法
• 大部分为压力加工，根据加工温度的不同分为冷加工和热加工。
➢ 轧制 ➢ 锻造 ➢ 拉拔 ➢ 挤压
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三、钢的分类
按化学成分分类
1. 碳素钢
低碳钢 C<0.25% √ 中碳钢 C=0.3～0.55% 高碳钢 C>0.6%
2. 合金钢
低合金钢 <5% √
的应力—应变图来反映。 –屈服强度 –抗拉强度 –伸长率
第23页/共102页
低碳钢单轴拉 伸试验
第24页/共102页
σb σs' σs σp
σ
c
b' ab
0
低碳钢单轴拉伸应力-应变示意图
d 弹性阶段：oa 屈服阶段：ab 强化阶段：bc 颈缩阶段：cd
ε
弹性极限 σp、上屈服强度σs‘、下屈服强度σs、抗拉强度σb
肋钢筋，插于特制的钢套筒内，利用挤压机压 缩套筒，使之产生塑性变形，靠变形后的钢套 筒与带肋钢筋之间的紧密咬合来实现钢筋的连 接。 • 适用于钢筋直径为16~40mm的HRB335、 HRB400带肋钢筋的连接。
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（2）钢筋螺纹接头连接：适用于HR335、HR400钢 筋的连接。
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土木工程中的材料选择与应用
土木工程中的材料选择与应用土木工程是一门利用科学和技术来设计、建造和维护土木结构的学科。
在土木工程中，材料选择与应用是至关重要的环节。
不同的材料可以用于不同的土木结构，以满足设计要求和实际使用条件。
在本文中，我们将探讨土木工程中的材料选择与应用。
1. 介绍土木工程中的材料选择与应用的重要性土木工程的材料选择与应用是工程设计的基础，决定了工程的性能、耐久性和经济性。
合理选择和应用材料可以确保土木结构具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗外界荷载和环境影响。
2. 金属材料在土木工程中的应用金属材料广泛应用于土木工程中的结构构件，如钢梁、钢柱和钢板。
钢材具有较高的强度和刚度，同时重量轻，易于施工和运输。
钢结构可以用于建筑、桥梁和高层建筑等各种工程。
3. 混凝土在土木工程中的应用混凝土是土木工程中最常用的材料之一，广泛应用于建筑、道路和桥梁等工程。
混凝土具有较高的压缩强度和耐久性，可以承受大量的荷载和环境影响。
此外，混凝土还具有可塑性和耐火性的特点，适用于各种复杂的施工要求。
4. 高性能材料在土木工程中的应用随着技术的发展，越来越多的高性能材料被引入到土木工程中。
例如，高性能混凝土具有较高的抗压强度和抗裂性能，适用于承受高荷载和恶劣环境的结构。
另外，纤维增强复合材料具有较高的强度和刚度，并且重量轻，被广泛应用于桥梁和建筑结构。
5. 可持续材料在土木工程中的应用在当前的社会背景下，可持续发展已成为一个重要的议题。
土木工程也需要考虑材料的可持续性和环境友好性。
例如，再生混凝土可以使用废弃物作为骨料，并减少对天然资源的依赖。
此外，可再生骨料和生物材料也被广泛应用于土木工程中。
总结：土木工程中的材料选择与应用是工程设计的重要环节。
合理选择和应用材料可以确保土木结构具有足够的强度、耐久性和经济性。
不同的材料具有不同的特点和适用范围，金属材料、混凝土、高性能材料和可持续材料等都在土木工程中发挥着重要的作用。
在未来，随着科技的不断进步，我们相信会有更多创新的材料被引入到土木工程中，为人类创造更安全、更美好的建筑环境。
土木工程材料分类
土木工程材料分类土木工程材料是指在土木工程中用于建筑、道路、桥梁等工程结构的各种材料。
根据材料的性质和用途不同，土木工程材料可以分为多种分类。
在土木工程中，材料的选择对工程质量和使用寿命有着至关重要的影响，因此对土木工程材料的分类及其特点的了解十分必要。
一、金属材料。
金属材料是土木工程中常用的一类材料，主要包括钢材、铝材、铜材等。
钢材是土木工程中使用最广泛的金属材料，其具有高强度、耐腐蚀、可塑性好等优点，常用于建筑结构、桥梁、钢筋混凝土等工程中。
铝材轻质、耐腐蚀，常用于航空、铁路等领域。
铜材导电性能好，常用于电力工程中。
二、非金属材料。
非金属材料是土木工程中另一类常用的材料，主要包括混凝土、玻璃纤维、塑料等。
混凝土是土木工程中使用最广泛的非金属材料，其具有耐压、耐磨、耐腐蚀等优点，常用于建筑结构、路面、桥梁等工程中。
玻璃纤维具有优良的抗拉强度和耐腐蚀性能，常用于加固材料、隔热材料等。
塑料具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点，常用于管道、隔热材料等。
三、复合材料。
复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的新材料，具有综合性能优异的特点。
在土木工程中，常用的复合材料主要包括玻璃钢、碳纤维等。
玻璃钢具有优良的耐腐蚀性能和抗拉强度，常用于化工设备、储罐、污水处理设备等。
碳纤维具有高强度、轻质等特点，常用于航空、航天、汽车等领域。
四、新型材料。
随着科技的发展，新型材料在土木工程中得到了广泛应用，如聚合物纤维混凝土、高强度混凝土、高分子材料等。
聚合物纤维混凝土具有优良的抗裂性能和耐久性，常用于路面、桥梁等工程中。
高强度混凝土具有高强度、耐磨、耐冻融等特点，常用于重载道路、机场跑道等。
高分子材料具有优良的耐腐蚀性能和绝缘性能，常用于化工设备、管道等。
综上所述，土木工程材料根据其性质和用途的不同可以分为金属材料、非金属材料、复合材料和新型材料。
不同类型的材料各具特点，在工程中有着不可替代的作用。
因此，在土木工程中选择合适的材料至关重要，需要根据工程的具体要求和环境条件进行合理的选择和应用。
金属结构材料在土木工程中的应用
金属结构材料在土木工程中的应用引言:金属结构材料是一种广泛应用于土木工程领域的材料，其具有优秀的力学性能和可靠性，因此在建筑物、桥梁、铁路和机场等领域得到了广泛的应用。
本文将介绍金属结构材料在土木工程中的应用，并探讨其优势和挑战。
金属结构材料与土木工程:金属结构材料在土木工程中被广泛使用，主要是由于其高强度、优异的可塑性和较好的抗腐蚀能力。
比如，在大型建筑物中，如高层建筑和体育馆，钢结构被广泛应用。
钢结构具有高强度和轻质的特点，能够承受巨大的荷载，并且能够满足设计师的各种创意需求。
另外，铝、镁和钛等金属也常被用于建筑物和桥梁中，其轻质特性减少了结构的自重，同时其良好的抗腐蚀能力也延长了结构的使用寿命。
优势与挑战:金属结构材料的应用在土木工程中有其独特的优势和挑战。
首先，金属结构材料以其高强度和可塑性，能够承受大荷载，并且能够灵活应对不同的构造形式。
其次，金属结构材料通常具有良好的耐腐蚀性能，能够与外界环境长时间保持稳定。
此外，金属结构材料还具备易于加工和制造的特点，能够满足土木工程对复杂形状和精密度的要求。
然而，金属结构材料在应用过程中也面临一些挑战。
首先，金属结构材料易受热膨胀和冷缩的影响，因此需要采取相应的措施进行热膨胀的补偿。
其次，金属结构材料也容易受到腐蚀和疲劳的影响，需要进行定期的维护和检测。
此外，金属结构材料在制造和施工过程中还需要注意安全问题，避免由于操作不当导致的事故发生。
应用案例:金属结构材料在土木工程中的应用案例举不胜举。
其中，有一座标志性的建筑物——埃菲尔铁塔。
该铁塔是由多种金属结构材料构建而成，不仅具有优美的外观，还能够承受大风和强震等极端环境，同时其结构也具有较长的使用寿命。
另外，一些跨海大桥如青岛海湾大桥和香港青蓝大桥也采用了金属结构材料，其高强度和抗腐蚀能力能够保证大桥的稳定性和安全性。
结论:金属结构材料在土木工程中的应用广泛而重要。
它们具备优异的力学性能、可靠性和耐腐蚀性能，能够满足土木工程对承载能力、结构稳定性和使用寿命的要求。
土木工程用金属材料
3.应力腐蚀 3.应力腐蚀
在应力状态下腐蚀加快的现象叫应力腐蚀。 在应力状态下腐蚀加快的现象叫应力腐蚀。
18
钢筋冷弯处、预应力钢筋等都会因应力存在而加速腐蚀。 钢筋冷弯处、预应力钢筋等都会因应力存钢 2.金属覆盖 2.金属覆盖 3.非金属覆盖 3.非金属覆盖 4.砼用钢筋防 4.砼用钢筋防 锈
第八讲 土木工程用金属材料 金 属 材 料
铁元素及合金 。 生铁、碳素钢、 生铁、碳素钢、合金钢等 ;
黑色金属
色金属
1
其他金属元素及其合金 。 铝合金、铜合金等 铝合金、
建筑钢材
建 筑 钢 材
钢 钢 钢 钢 钢 钢 建筑 钢
特 点：
2
3
钢材的力学性能（一）
1.强度 强度
比例极限、 比例极限、弹性极限 屈服强度、 屈服强度、极限强度 疲劳强度： 疲劳强度：在交变应 力作用下的钢材， 力作用下的钢材，往 往在应力远低于抗拉 强度时发生断裂， 强度时发生断裂，称 为疲劳破坏， 为疲劳破坏，该破坏 应力为疲劳强度。 应力为疲劳强度。
重金属；纯铜为紫红色； 铜：重金属；纯铜为紫红色； 可压成片材、拉成线材等；可做装饰材料。 可压成片材、拉成线材等；可做装饰材料。 特点：强度低、易生锈、 特点：强度低、易生锈、成本高
24
25
铜合金：提高强度， 铜合金：提高强度，改善性能
黄铜：铜锌合金； 黄铜：铜锌合金； 可做栏杆、门窗花格、 可做栏杆、门窗花格、 抛光板材、铜管等； 抛光板材、铜管等； 制成金粉做涂料
4
钢材的力学性能（ 钢材的力学性能（二）
2.塑性 塑性
伸长率 断面收缩率
Ψ=
5
F0 − F1 × 100 % F0
钢材的力学性能（三） 钢材的力学性能（
土木工程材料知识点总结版
土木工程材料知识点总结版土木工程材料是指在土木工程建设中使用的各类材料，包括金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等。
这些材料在土木工程中承担着不同的功能和作用，对工程的性能、耐久性和可靠性有着重要影响。
以下是关于土木工程材料的一些知识点总结：1.金属材料金属材料是土木工程中最常见的材料之一，主要包括钢材、铝材、铜材等。
其中，钢材是应用最广泛的金属材料之一，其优点是强度高、韧性好、可塑性强。
钢材主要用于制作钢筋混凝土结构、钢结构和桥梁等。
铝材和铜材则主要用于制作轻型结构和输电线路等。
2.无机非金属材料无机非金属材料主要包括水泥、石料、石膏、砂子等。
其中，水泥是土木工程中使用最广泛的材料之一，主要用于制作混凝土。
混凝土是一种由水泥、砂子、石料和水按一定比例搅拌而成的材料，具有良好的耐久性和抗压性能。
石料主要用于制作路面和筑堤等。
3.有机高分子材料有机高分子材料主要包括塑料、橡胶等。
这些材料具有较好的耐候性和耐腐蚀性，可以用于制作管道、绝缘材料和密封材料等。
其中，塑料是土木工程中使用最广泛的有机高分子材料之一，常见的有聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)和聚丙烯(PP)等。
4.混凝土混凝土是由水泥、砂子、石料和水按一定比例搅拌而成的一种建筑材料。
其主要特点是强度高、韧性好、耐久性好、易于施工等。
混凝土广泛应用于建筑物、地下结构、路面等土木工程中。
5.钢筋钢筋是一种具有很高强度和韧性的金属材料，主要用于加强混凝土结构的抗拉能力。
钢筋广泛应用于钢筋混凝土结构中，如柱、梁、板等。
6.地基材料地基材料是指用于填充、加固和改良地基的材料，主要包括黏土、砂土、砾石等。
地基材料的选择和处理对土木工程的稳定性和耐久性起着重要作用。
7.沥青沥青是一种由石油加工而成的胶状材料，具有良好的粘结性、抗水性和防腐性能。
沥青主要用于制作路面和屋顶等。
8.防水材料防水材料主要用于防止土木工程中的渗水问题，包括防水涂料、防水卷材、玻璃纤维网格布等。
土木工程材料知识点总结版
土木工程材料知识点总结版土木工程材料是指在土木工程中使用的各种材料，它们在建筑物的结构和功能中起到了至关重要的作用。
土木工程材料种类繁多，有金属材料、非金属材料、建筑材料等，每一种材料都有其独特的性能和特点。
本文将对土木工程材料的几个重要知识点进行总结。
第一，金属材料是土木工程中最常用的一类材料。
其特点是具有较高的强度和刚性，能够承受较大的荷载。
常见的金属材料有钢铁、铝、铜等。
其中，钢铁是土木工程中最常使用的金属材料之一，其具有良好的可塑性和可焊性，因此被广泛应用于桥梁、建筑物等工程结构中。
铝具有较轻的重量和良好的耐腐蚀性，常用于航空、轨道交通等领域。
第二，非金属材料在土木工程中也有重要的应用。
非金属材料主要包括水泥、混凝土、玻璃等。
水泥是一种常见的建筑材料，其主要成分是石灰和硅酸盐。
水泥具有较高的强度和耐久性，广泛应用于建筑物的基础、墙体等部位。
混凝土是水泥、砂石、骨料等材料按一定比例混合而成的坚硬材料，其具有很好的抗压强度和耐久性，是建筑物中最常用的结构材料之一、玻璃是一种透明的非晶体材料，具有优良的光学性能和装饰性能，常用于建筑物的窗户、墙面等部位。
第三，建筑材料是土木工程中不可或缺的一种材料。
建筑材料主要包括砖、石、木材等。
砖是一种常见的建筑材料，具有较好的抗压强度和隔热性能，常用于建筑物的墙体和隔墙。
石材具有很好的抗压强度和耐久性，常用于建筑物的地面、立面等部位。
木材是一种天然的建筑材料，具有良好的隔热性能和吸音性能，常用于建筑物的框架结构、地板等。
第四，复合材料是近年来土木工程中兴起的一种新型材料。
复合材料由两种或两种以上的材料按一定比例混合而成，其具有更好的综合性能和特殊功效。
常见的复合材料有纤维增强塑料、纤维增强水泥等。
纤维增强塑料具有很好的耐腐蚀性和抗拉强度，常用于桥梁、管道等工程结构中。
纤维增强水泥具有较高的抗拉强度和耐久性，常用于隧道、地下工程等。
总之，土木工程材料是构成土木工程结构和功能的基础，不同种类的材料具有不同的性能和特点。
土木工程用金属材料课件
根据应用环境选择耐蚀性能较好的 金属或合金材料。
05
金属材料的发展趋势与展 望
高性能金属材料的研发
高强度金属材料
随着科技的进步，金属材料在强度、韧性、耐腐蚀性等方面取得 了显著提升，如高强度铝合金、钛合金等。
超高强度钢材
超高强度钢材的出现，使得结构件更轻量化，提高了工程结构的承 载能力。
铜及铜合金可以通过铸造、拉伸、弯 曲等工艺加工成各种管材、线材、型 材等，用于建筑、道路、桥梁等工程 中。
03
金属材料在土木工程中的 应用
建筑结构
建筑结构
金属材料在建筑结构中广泛应用 于梁、柱、板等主要承重构件，
以及屋顶、墙面等围护结构。
高强度钢材
高强度钢材具有较高的承载能力和 抗地震性能，能够减小结构尺寸和 重量，提高建筑物的稳定性和安全 性。
全面腐蚀
金属表面均匀地受到腐蚀，通常发生在 强氧化剂或高温环境中。
局部腐蚀
金属表面某一区域受到腐蚀，如孔蚀、 缝隙腐蚀等。
பைடு நூலகம்
金属腐蚀的防护措施
表面涂层
涂覆防锈漆、镀层等，隔绝金属与 环境介质接触。
电化学保护
通过外加电流或牺牲阳极等方法， 改变金属的电化学性质，防止或减
缓腐蚀。
环境控制
控制环境湿度、温度、污染物等， 减少有害介质对金属的侵蚀。
的跨越能力和稳定性。
隧道与地铁
盾构机
盾构机是隧道施工的关键设备， 其刀盘和刀具等部件采用高强度 钢材和耐磨材料，以确保施工效
率和安全性。
地铁车辆
地铁车辆的轨道系统和车体等部 件采用钢铁和铝合金等金属材料 ，以确保列车运行的安全性和舒
适性。
通风管道
7.建筑钢材 建筑材料
8.2 钢材的技术性质
六、焊接性能
1、焊接性能定义
焊接性能（又称可焊性）指钢材在通常的焊接方法与工艺条件 下获得良好焊接接头的性能。
2、 可焊性好的钢材的特点
易于用一般焊接方法和工艺施焊。 焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母 材的力学性能。 3、影响钢材可焊性的主要因素 主要取决于钢的化学成分：低碳钢有优良的可焊接性 。
Mn
0.25-0.50
0.25-0.55 0.30-0.65①
Si≤
0.30
0.30
S≤
0.050
0.050 0.045 0.050
P≤
0.045
0.045 0.045 0.040 0.035 0.045 0.045
脱氧 方法
F、b、Z
F、b、Z F、b、Z Z
B
Q235 C D Q255 Q275 A B －
JIANZHUCAILIAO
8.2 钢材的技术性质
四、疲劳强度
1、疲劳破坏：受交变荷载的反复作用下。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。
2、疲劳强度：钢材在无数次交变荷载作用下（通常以2×106次 应力循环为基准）不致引起脆性断裂的最大循环应力值称为疲劳 强度极限，简称疲劳强度。 3、钢材产生疲劳破坏的原因：由于钢材内部存在局部缺陷，在 应力作用下形成细小的裂纹，裂纹尖端处应力集中，加速了裂纹 的扩展，最终导致钢材的疲劳断裂。 静力抗拉强度 4、影响钢材疲劳强度的因素： 钢材品种、钢材质量、 疲劳极限强度 组织结构、表面状态、 受力状态等。
不易再滑移变形，要使晶粒继续发生塑性变形，产生
新的滑移，需要更大的外力。
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时效现象:是指钢材随时间的延长,其强度、硬度提高，而塑 性、冲击韧性降低的现象。通常用时效敏感系数来评定钢 材的时效大小（式8-4）。 时效分为自然时效和人工时效两种：
第八章 土木工程用金属材料
8.1 建筑钢材 8.2 其他金属材料
2021/2/7
1
主要内容 ➢ 重点掌握建筑结构用钢材的主要力学性 能,建筑钢材的分类、选择使用。 ➢ 理解施工中能钢材的加工及防腐处理。
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2
概述
相对于无机非金属材料,金属材料通常具有较高 的强度和硬度，并且具有良好的塑性和韧性。在土木 工程建设中，金属是重要的结构材料的功能材料。根 据组成不同，金属可划分成黑色金属和有色金属。 ➢ 黑色金属是指铁和以铁为基体的合金（钢、铸铁、
b
e f
f′h
13
试样拉断后,弹性变形消失，塑性变形保留，试样标距段 的长度由l0 变为l1。
伸长率
l1l 100%
l
≧5%的材料,称作塑性材料。
<5%的材料,称作脆性材料。
横截面积原为A0,断口处的最小横截面积为 A1 .
断面收缩率 AA110% 0
A
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14
问题:什么是屈强比,对选用钢材有何意义?
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16
冲击试验:
测量摆锤冲击前后的能 量差＝摆锤的高度差×摆 锤的质量。
再测量试件断裂面积。
H0 H1
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摆锤 试件
17
（3）钢材的硬度 钢材抵抗另一硬物体压入其内的能力叫硬度,即受压时抵 抗局部塑性变形的能力。
（4）钢材的疲劳强度
在交变应力作用下,虽然钢构件所承受的应力低于材料的
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。
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19
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。
答:屈服强度与极限强度是衡量钢材强度的两个重要指
标,二者之比称为屈强比s /b。 在工程应用中，s /b愈小，则反映钢材的可靠性愈大，
结构的安全性愈高,不易发生脆性断裂和局部超载引起的
破坏。
但这个比值过小，则钢材的利用率低，不够经济;若屈
强比较大，虽然钢材的利用率较大，但强度的储备过小，
脆断倾向较大，不够安全。因此，屈强比最好在
8
2 钢材的分类
按化学成分分类:
碳素钢
钢
合金钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢
低合金钢 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％
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9
按有害杂质含量分类:
按钢中有害杂质磷（P）和硫（S）含量的多少,钢材 可分为以下四类： （１）普通钢：磷≤0.045％;硫≤ 0.050% （２）优质钢：磷≤ 0.035%；硫≤ 0.035% （３）高级优质钢：磷≤ 0.025%；硫≤ 0.025 % （４）特级优质钢：磷≤ 0.025%；硫≤ 0.015%
0.60~0.75，既安全又经济。
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15
（2）钢材的冲击韧性
冲击韧性:是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αk表示。αk是以试件冲击破坏时缺口 处单位面积上所消耗的功（J/cm2）。αk 越大,则冲击韧 性越好。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。 影响因素：硫、磷等有害杂质含量，内部晶体组织结构， 裂纹等各种缺陷，应力状态的改变，环境温度变化等， 均会影响钢材的冲击韧性。
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20
4 钢材的冷加工和热处理
（1）钢材的冷加工 冷加工是指钢材在常 温下进行的加工,如 冷拉、冷拔或冷轧。 冷加工时产生一定的 塑性变形，提高屈服 强度，塑性和韧性下 降的现象称为钢材的 冷加工硬化。
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e d c
ab
O
d′g
d
f
f′h
21
（2）时效对钢材性能的影响
（1）钢材的拉伸性能
标准试件:按照一定要求对表面进行车削加工后的试件。
d0 A0
工作段
l0
头部
l
头部
非标准试件:不经过加工直接在线材上切取的试件
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四个阶段: 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 局部变形阶段
四个极限: 比例极限 弹性极限 屈服极限 强度极限
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c ab
O
e p s
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按冶炼方法分类:
按冶炼方法分
钢
按脱氧程度分
平炉钢 转炉钢 电炉钢
沸腾钢 半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
按炉衬材料 分为酸性钢 和碱性钢
炼钢过程 炼钢全过程
按用途分类: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。
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3 钢材的主要性能
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1 建筑钢材的主要品种
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、钢轨等。
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线材:如钢筋、钢丝等。
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管材:无缝钢管、焊接钢管 等。
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板材:光面钢板、花纹钢板、 彩色涂层钢板等。
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铁合金等）; ➢ 有色金属是指黑色金属意外的金属及其合金（铝、
铜等）
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§8.1 建筑钢材
钢:理论上,凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少的铁 碳合金称为钢。含碳量超过2%，称为生铁;含碳量小 于0.08%，称为工业纯铁。 钢的特点：具有较高的拉伸强度，塑性好，具有良好 的韧性，抗冲击抗震性能优秀；工艺性能良好，易于 加工；但是，钢材易锈蚀、耐火性差。
屈服点，但经过较长时间的工作而产生裂纹或突然发生
完全断裂的过程，称为疲劳破坏。钢材承受的交变应力
越大, 则断裂时应力循环次数N越少。当应力低于一定值 时, 试样可以经受规定的周期循环而不破坏, 此应力值称
为材料的疲劳极限(亦叫疲劳强度)，用σt 表示。
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（5）钢材的机械（工艺）性能 冷弯性能:指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。