建筑材料钢材
钢材的分类及应用
钢材的分类及应用钢材是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、制造业、交通运输、能源等领域。
根据不同的化学成分、力学性能和用途，钢材可以分为多个不同的分类。
下面将详细介绍钢材的分类及其应用。
1. 碳素钢碳素钢是指含有碳元素的钢材，其碳含量通常在0.12%至2.0%之间。
碳素钢具有良好的可塑性、可焊性和机械性能，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造、汽车制造等领域。
其中，低碳钢具有良好的可塑性和可焊性，常用于制造冷轧钢板、冷拔钢丝等产品；中碳钢具有较高的强度和硬度，常用于制造机械零件、车轴等；高碳钢具有较高的强度和耐磨性，常用于制造刀具、弹簧等。
2. 合金钢合金钢是指在碳素钢中添加了其他合金元素的钢材，如铬、镍、钼、钛等。
合金钢具有较高的强度、硬度和耐腐蚀性能，广泛应用于航空航天、石油化工、电力设备等领域。
其中，不锈钢是一种常见的合金钢，具有良好的耐腐蚀性能，常用于制造厨具、化工容器等；高速钢具有较高的硬度和耐磨性，常用于制造刀具、切削工具等。
3. 高强度钢高强度钢是指具有较高屈服强度和抗拉强度的钢材，通常屈服强度大于300MPa。
高强度钢具有较好的抗震性能和耐久性，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、汽车等领域。
其中，高强度低合金钢具有良好的可焊性和可塑性，常用于制造桥梁、建筑结构等；高强度耐候钢具有良好的耐候性能，常用于制造户外建筑、汽车外壳等。
4. 钢板钢板是指厚度大于4.5mm的钢材，通常用于制造建筑结构、船舶、汽车车身等。
根据不同的用途和加工工艺，钢板可以分为热轧钢板、冷轧钢板、镀锌钢板等。
热轧钢板具有较高的强度和韧性，常用于制造大型结构件；冷轧钢板具有较好的表面质量和尺寸精度，常用于制造汽车车身、电器外壳等；镀锌钢板具有良好的耐腐蚀性能，常用于制造屋面、墙板等。
5. 钢管钢管是指具有圆形截面的钢材，通常用于输送流体、支撑结构等。
根据不同的制造工艺和用途，钢管可以分为无缝钢管、焊接钢管、镀锌钢管等。
无缝钢管具有较高的强度和耐压性能，常用于石油、天然气等管道输送；焊接钢管具有较低的制造成本和较好的可塑性，常用于建筑、桥梁等；镀锌钢管具有良好的耐腐蚀性能，常用于给水管道、暖通设备等。
建筑材料-钢材
建筑材料-钢材建筑材料-钢材一、引言随着建筑行业的发展，钢材作为一种重要的建筑材料，被广泛应用于建筑结构中。
本文将详细介绍钢材的种类、性能、应用场景以及相关的标准和规范。
二、钢材的种类1. 碳钢碳钢是最常用的钢材之一，它主要由铁和碳组成，其中碳的含量低于2%。
碳钢具有优异的强度和可塑性，在建筑结构中被广泛应用。
2. 不锈钢不锈钢含有铁、铬和其他合金元素，具有抗腐蚀性能。
不锈钢常用于室外建筑、卫生间、厨房等需要抗腐蚀的场所。
3. 高强度钢高强度钢的强度超过普通碳钢，常用于需要承受高荷载的建筑结构。
它的使用可以减少材料消耗，提高建筑结构的稳定性。
三、钢材的性能1. 强度钢材具有很高的强度，可以承受大的荷载和应力。
2. 韧性钢材具有良好的韧性，能够在受力时发生一定程度的塑性变形，从而吸收能量。
3. 耐腐蚀性不锈钢具有出色的耐腐蚀性，能够在潮湿或酸碱环境下延长使用寿命。
四、钢材的应用场景1. 建筑结构钢材广泛应用于建筑结构中，如框架结构、钢管柱和钢梁等。
它们能够提供稳定的支撑和承载能力。
2. 桥梁钢材在桥梁结构中被大量使用，例如桥梁的支撑柱和桥面。
3. 储存设施钢材在储存设施中具有很高的可靠性和安全性，常用于储罐、仓库等建筑。
4. 装饰建筑不锈钢常用于室内外装饰建筑，如不锈钢护栏、楼梯扶手等。
它们具有美观、耐用的特点。
五、相关标准和规范1. GB/T 700-2006《碳素结构钢》2. GB/T 1220-2007《不锈钢》3. GB/T 8162-2008《无缝钢管》4. GB/T 700-2006《高强度钢》六、附件本文档所涉及的附件如下：1. 钢材生产厂家名录2. 钢材成本分析表3. 钢材质量检测报告样本4. 钢材相关图纸和设计方案七、法律名词及注释1. 合同法：合同法是指用于规范和保护合同关系的法律法规体系。
2. 建筑法：建筑法是指用于管理和规范建筑活动的法律法规体系。
建筑材料-钢材-钢材基本性能
3）疲劳破坏是在低应力状态下突然发
生的，所以危害极大，往往造成灾难性 的事故。
钢材疲劳曲线示意图
4）疲劳影响因素
疲劳受内部组织和表面质量双重那个影 响。
2.2.1.4 钢材的硬度
1）定义：
硬度是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能 力。是材料弹性、塑性、变形强化率、强度和 韧性等参数的综合指标。
布氏法
2.2.1.2 冲击韧性
4）影响冲击韧性的因素
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。
内部组织缺陷、冶金和轧制焊接
质量等关系大。
失效敏感性越大钢材，时效后冲
击韧性和强度降低迅速。
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。
冲击荷载 钢板 脆断 塑性变形
土木工程材料 第二章 建筑钢材
学习目标
通过本章的学习： （ 1）掌握钢材力学 性能的几个指标参 数：抗拉、冷弯、 冲击韧性、耐疲劳 和硬度等；
本章内容
2.1 建筑钢材基本知识 2.1.1 建筑钢材概述
2.1.2 钢的冶炼加工及其对钢
材质量的影响 2.1.3 钢的分类 2.1.4 钢材的加工 2.2 建筑钢材的主要技术性能 2.2.1 力学性能 2.2.2 工艺性能
长度与原来长度的百分比，伸长率 按试棒长度的不同分为：试棒的标 距等于5倍直径，短试棒求得的伸长 率，代号为 δ5 ；试棒的标距等于 10 倍直径，长试棒求得的伸长率，代 号为δ10。伸长率是钢材发生断裂时 所能承受的永久变形的能力。
l1 l0 1000 0 l0
δ——试件的伸长率，%； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度。
《建筑材料(第4版)》教学课件-第7章 建筑钢材
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
建筑材料种类
建筑材料种类建筑材料是指用于建筑物的各种材料。
随着科技的不断发展和人们对建筑品质要求的提高，建筑材料的种类也越来越多样化。
下面是常见的建筑材料种类。
1. 水泥：水泥是建筑材料中最常见的一种，用于混凝土的制作。
水泥具有强度高、耐久性好等特点，广泛应用于各种建筑物的结构部分。
2. 钢材：钢材是一种具有优异的力学性能的建筑材料，常用于建筑物的框架、支撑结构等部分。
钢材具有高强度、耐腐蚀性好等特点，能够提高建筑物的抗震性能和结构稳定性。
3. 砖瓦：砖瓦是一种常见的建筑材料，分为红砖、黄砖、瓷砖等多种类型。
砖瓦具有质轻、隔热、隔音等特点，常用于建筑物的墙体和地面装饰。
4. 玻璃：玻璃是一种透明、可见光透射的建筑材料，常用于建筑物的窗户和幕墙等部分。
玻璃具有良好的光透性和耐候性，能够提供自然采光和景观视野。
5. 木材：木材是一种自然、可再生的建筑材料，常用于建筑物的结构和装饰。
木材具有良好的隔热、隔音和吸湿性能，能够营造出舒适的居住环境。
6. 石材：石材是一种坚硬、耐磨的建筑材料，常用于建筑物的地板、墙面和装饰。
石材具有质地坚硬、色彩丰富等特点，能够增加建筑物的质感和美观度。
7. 纤维材料：纤维材料是一种轻质、高强度的建筑材料，常用于建筑物的隔墙和隔热层。
纤维材料具有重量轻、防火阻燃等特点，能够提高建筑物的施工效率和节能性能。
8. 高分子材料：高分子材料是一种具有良好的耐久性和耐候性的建筑材料，常用于建筑物的外墙和屋顶。
高分子材料具有轻质、抗紫外线等特点，能够提高建筑物的防水性能和维护成本。
总的来说，建筑材料的种类繁多且功能各异，根据不同的建筑需求和设计要求，选择合适的建筑材料可以提高建筑物的品质和性能。
钢材在现代建筑中的重要性
钢材在现代建筑中的重要性钢材在现代建筑中扮演着至关重要的角色。
它不仅提供了强大的结构支持，还具备了其他材料无法比拟的优势。
本文将探讨钢材在现代建筑中的重要性，并展示它在不同建筑项目中的应用。
一、强度和稳定性钢材的主要特点之一是其强度和稳定性。
相比于其他常见的建筑材料，如混凝土或木材，钢材具有更高的抗拉强度和刚度。
这使得钢结构能够承受更大的荷载，并在各种极端条件下保持其形状和完整性。
钢材的高强度使得建筑师和工程师能够设计更大、更高、更具创新性的建筑。
例如，高层建筑、桥梁和大型体育馆都需要使用大量的钢材来支持和稳固结构。
此外，钢材还可以承受自然灾害，如地震和风暴引起的强大力量，从而保护建筑物和其内部设施的安全。
二、灵活性和可塑性与其他材料相比，钢材具有更高的可塑性和适应性。
它可以以各种不同的形状和尺寸制造，以满足各种建筑设计的要求。
无论是钢梁、柱子还是框架结构，钢材都可以在工厂中进行预制，然后按照设计图纸进行组装和安装。
此外，钢材还可以根据需要进行切割、弯曲和变形，以适应复杂的建筑形状和不规则的结构需求。
这种灵活性使得建筑师能够实现更加创新和独特的设计理念，同时保证建筑的结构稳定性和安全性。
三、耐久性和可持续性钢材具有出色的耐久性和可持续性，这使得它成为现代建筑首选材料之一。
相比于木材和其他常见的建筑材料，钢材具有更长的使用寿命和更少的维护需求。
它不易受到腐蚀、虫蛀、霉菌等自然破坏因素的影响，能够保持其结构完整性和外观的长久美观。
另外，钢材可以循环利用，减少了对自然资源的依赖，并能够减少建筑废料的产生。
在拆除或翻修建筑物时，旧的钢材可以重新回收和再利用，不仅降低了成本，还减少了对环境的负面影响。
四、应用案例钢材的重要性可以从其在各种现代建筑项目中的广泛应用中得到体现。
以下是几个典型的例子：1. 高层建筑：钢结构常用于高层建筑的主体框架和外墙支撑。
其强度和稳定性可以支持建筑物的重量和抵抗风力等自然力量。
建筑钢材概述
0 ba
0.2%
条件屈服点σ0.2 ：使硬钢
ε
产生0.2%塑性变形时的
应力。见左图。
oa——总变形。 ba——弹性变形99.8%。 ob——塑性变形0.2%。
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αk表示。αk 越大，则冲击韧性越好。
➢ 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）。/v_show/id_XMTU2NTEwMTY4.html
8.3 建筑钢材的钢种及牌号
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。
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。
三、硬度
四、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。
高炉
四、图解钢铁冶炼过程
经高温点火后，原料中加入的燃料燃烧放出大量热量， 使料层中矿物产生熔融，随着燃烧层下移和冷空气的通 过，生成的熔融液相被冷却而再结晶(1000—1100℃)凝 固成网孔结构的烧结矿。
四、图解钢铁冶炼过程
烧结后的矿石
四、图解钢铁冶炼过程
钢材分类及用途
钢材分类及用途钢材是一种广泛应用于建筑、制造、航空等领域的金属材料。
根据其化学成分、生产工艺和物理性质的不同，可以将钢材分为多种类型，并应用于不同的领域。
1. 碳素钢碳素钢是含有碳元素的钢材，通常含有0.03%至1.7%的碳。
在制造过程中，碳素钢可以通过控制温度和压力来改变其硬度和强度。
这种钢材通常用于建筑、桥梁、汽车和机械制造等领域。
2. 不锈钢不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的合金钢，通常包含铬和镍等元素。
这种材料耐高温、耐腐蚀，并且易于清洁，因此广泛应用于厨房用具、医疗设备、化学实验室等领域。
3. 合金钢合金钢是一种含有其他元素（如铬、镍和锰）的高强度钢材。
这些元素可以提高其耐磨损性、强度和韧性。
合金钢通常应用于航空工业、汽车制造和机械制造等领域。
4. 工具钢工具钢是一种高硬度、高强度的钢材，通常用于制造刀具、锤子和其他手持工具。
这种材料的硬度可以通过淬火加热处理来提高。
5. 高速钢高速钢是一种用于切削和加工金属的合金钢。
这种材料具有较高的耐磨损性、耐热性和硬度，因此适用于制造锯片、刀片和其他切削工具。
6. 建筑钢材建筑钢材是一种用于建筑结构的低合金高强度钢材。
这些钢材通常包括角铁、I型梁和H型梁等。
由于其强度高，因此可以减少建筑物所需的支撑结构数量，从而节省成本并提高建筑物的空间利用率。
7. 油管油管是一种用于输送油气或水的管道。
这些管道通常由碳素钢或合金钢制成，并且经过镀锌或涂层处理以增加其耐腐蚀性能。
8. 螺栓和螺母螺栓和螺母是一种连接件，通常由碳素钢或合金钢制成。
这些连接件通常用于建筑、机械制造和汽车制造等领域。
9. 钢丝绳钢丝绳是一种由多股钢丝编织而成的绳索，通常用于起重、运输和牵引等领域。
这种材料的强度高，因此可以承受重量较大的物品。
总之，不同类型的钢材具有不同的化学成分、生产工艺和物理性质，因此适用于不同的应用领域。
了解这些不同类型的钢材及其应用领域可以帮助我们选择正确的材料来满足我们特定需求。
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• 钢材热轧具有良好的塑性，容易成型。成 型后钢材没有内应力，便于工序加工。如 建筑用的钢筋，用来进行冲压的钢板，要 进行机械加工和热处理的钢材。
按质量（杂质含量）分类
普通钢：含硫量≤0.055％～0.065％；含磷量≤0.045％
优质钢：含硫量≤0.03％ ～0.045％；含磷量≤0.035％
高级优质钢：含硫量≤0.02％ ～0.03％；含磷量≤0.027％
按用途分类
结构钢：建筑工程用结构钢、机械制造用结构钢
工具钢：用于制作道具、量具、模具等
缺点：易锈蚀，耐火性差。
3
前言
450 000 400 000 350 000 300 000 250 000 200 000
千吨
世界主要产钢国粗钢产量变化
6 德国 4 俄罗斯 3 美国 1 中国 2 日本
9 意大利 8 乌克兰 10 巴西 7 印度 5 韩国
1 中 国 , 418 782
150 000
25
2.1.4 钢材的加工
• 冶炼生产的钢，除极少量直接用作铸件外，绝大 部分都是先浇铸成钢锭，然后再加工制成各种钢 材。
• 将钢锭加热到1150～1300℃后进行热轧，所得的 产品为热轧钢材。将钢锭先热轧，经冷却至室温 后再进行冷轧的产品为冷轧钢材。一般建筑钢材 以热轧为主。钢管是用钢板加工焊制而成的。无 缝钢管是对实心钢坯进行穿孔，经热轧、挤压、 冷轧、冷拔等工艺而制得。
建筑材料 第二章 建筑钢材
教学目标
本章内容
2.1 建筑钢材基本知识
通过本章的学习， （1）了解铁和钢的
2.1.1 建筑钢材概述
概念、钢的分类、 2.1.2 钢的冶炼加工及其对钢
钢的冶炼加工及其
材质量的影响
对钢质量的影响； （2）掌握建筑钢材 的主要技术性质 （力学性质、工艺 性能）及其对钢材 性能的影响；（3） 掌握主要建筑钢材
2.1.3 钢的分类 2.1.4 钢材的加工 2.2 建筑钢材的主要技术性能 2.2.1 力学性能 2.2.2 工艺性能 2.3 建筑钢材的技术标准及应用
的性质及应用；（4） 2.3.1 碳素结构钢
了解钢的锈蚀、钢 2.3.2 优质碳素结构钢
材防锈的要点。
2.3.3 低合金高强度结构钢
2.4 常用建筑钢材
课 堂 练 习
复 习 思 考 题
2
2.1 建筑钢材基本知识
2.1.1 建筑钢材概述
定义：建筑钢材主要是指用于钢结构中各种型材（如角 钢、槽钢、工字钢、圆钢等）、钢板、钢管和用于钢筋 混凝土结构中的各种钢筋、钢丝、钢绞线等。
性能及应用：建筑钢材有较 高的强度，有良好的塑性和 韧性，能承受冲击和振动荷 载，易于加工和装配，可以 焊接或者铆接，便于装配广 泛应用于建筑工程中。
4 俄罗斯, 70 645 5 韩国, 48 437
2005
2006
印度,4 400 德国,4 723 韩国,4 844 俄罗斯,7 065 美国,9 848
日本,11 622
2~7
1996年以来，我国钢 产量一直居世界第一 位。2006年中国粗钢 产量突破4亿吨,占世 界钢产量的34.4%， 相当于前六大钢铁生 产国日本、美国、俄 罗斯、韩国、德国、
特殊钢：不锈钢、耐酸钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等
建筑工程中常用的钢种是普通碳素结构钢和普通低合金
结构钢。
23
根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为:沸腾钢、镇静钢和 半镇静钢。
脱氧程度不同的三种钢锭的比较
名称
脱氧程度
质量
沸腾钢（F）
不完全
组织不够致密，气泡多，化学偏析 大，成分不均匀，硫、磷杂质较多 质量较差，成本较低。广泛用于一 般建筑工程。
镇静钢（Z）
充分
组织致密，成分均匀，机械性能好， 质量较好，成本较高。适用于预应 力混凝土等重要结构工程。
半镇静钢（b）
均介于上二者之间
24
• 建筑钢材的产品一般分为型材、板材、 线材和管材等几类。型材包括钢结构用的 角钢、工字钢、槽钢、方钢、轨道钢等。 线材包括钢筋混凝土和预应力混凝土用的 钢筋、钢丝和钢铰线等。板材包括用于水 利水电工程金属结构、房屋、桥梁及建筑 机械的中厚钢板；用于屋面、墙面、楼板 等的薄钢板。管材主要用于钢桁架和供水、 供气（汽）管线等。
的铁碳合金。
炼钢方法：大规模的炼钢方法主要有转炉法、平炉炼 钢法和电弧炼钢法三种。
钢材交货时，必须对所用炉种以规定的代号做出标志， 脱氧状态也是钢质标志的内容之一。
18
19
20
顶吹氧气转炉
21
22
2.1.3 钢的分类
按化学成分分类 碳素钢：低碳钢：含碳量< 0.25％ 中碳钢：含碳量为0.25％～0.60％ 高碳钢：含碳量> 0.60％ 合金钢：低合金钢：合金元素总含量< 5.0％ 中合金钢：合金元素总含量为5.0％～10％ 高合金钢：合金元素总含量> 10％
11
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15
16
17
2.1.2 钢的冶炼加工及其对钢材质量的影响
冶炼原理：将生铁在1700℃ 左右熔融，进行氧化，使碳 的含量降低到一定的限度， 同时把其他杂质含量降低到 允许范围内。
生铁硬而脆，无塑 性和韧性，不能进行焊 接、锻造、轧制等加工， 在建筑中很少应用。
碳素钢——含碳量在0.02%～2.06%，含有害杂质较少
印度的总和。 钢筋混凝土用热轧带 肋钢筋是重要的钢铁 产品，它应用范围广， 生产量大。据粗略的 统计：2006年我国钢 筋实际产量已达8792 万吨左右，约占我国
钢产量的20.8%。4Fra bibliotek吨 12000
年产量
表观消费量
10000
8000
6000
4000
2000
0 年 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
100 000
50 000
0 1997
万吨 45 000 40 000 35 000 30 000 25 000 20 000 15 000 10 000
5 000 0
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2006年世界粗钢产量
中国,41 878
1 中国
2 日本, 116 219 3 美国, 98 480
近年来，伴随我国经济持续高 速增长，建筑业作为我国国民 经济支柱产业之一也得到了快 速的发展。由于目前我国建筑 主要为钢筋混凝土结构形式， 钢筋的生产与消费量增长很快 。
我国建筑用钢占钢材的消 费比例约为53.3%，其中 长材的消费占76%以上。 钢筋占建筑用长材的61% 。
5
6
7
8
9
10