钢材主要性能指标
常用建筑钢材主要技术性能指标
常用建筑钢材主要技术性能指标一、碳素结构钢碳素结构钢主要轧制成型材(圆、方、扁、工、槽、角等钢材)、异型型钢(轻轨、窗框钢、汽车轮轮辋钢等)和钢板，用于厂房、桥梁、船舶、建筑及工程结构。
这类钢材一般不需热处理即可直接使用。
碳素结构钢的力学、工艺性能及化学成分指标应符合表10-2、表10-3和表l0-4的规定。
表10-2 碳素结构钢的力学性能表10-3 碳素结构钢的冷弯性能注：B为试样宽度，a为钢材厚度(直径)。
表l0-4 碳素结构钢化学成分Q235A 0.14～0.30～0.30.050 0.045 F.b，ZB 0.12～0.30～0.045C ≤0.18 0.34～0.040 0.040 ZD ≤0.17 0.035 0.035 TZQ255 A 0.18～0.47～0.3 0.050 0.045 F.b.ZB 0.045Q75 0.28～0.50～O.35 0.050 0.045 Z二、常用建筑钢筋按生产工艺、性能和用途的不同，常用建筑钢筋可分为热轧光面圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧网缸条钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋等。
1．热轧光向圆钢筋经热轧成型并自然冷却的成品为表面光圆的钢筋(见图10-1)，称为热轧光面圆钢筋。
按其供应方式又可分为热轧直条光圆钢筋(直径为8～20mm)和热轧圆盘条钢筋(直径为5.5～14mm)。
图10-1 光圆钢筋截面形态I级钢筋足用Q235号钢轧制而成，是低强度钢筋，蝮性好，伸长率大，便于弯折成型，焊接性好，广泛用于普通钢筋t昆凝土构件中。
圆钢盘条可用作中小型构件的受力筋或构造筋，还可加工成冷拔低碳钢丝及冷轧钢筋等。
(I)钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋的力学、工艺性能见表10-5，牌号及化学成分见表10-6。
表10-5 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋力学工艺性能表10-6 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋牌号及化学成分(2)低碳热轧圆盘条(GH701-97)盘条钢筋是成卷盘状供应的热轧钢筋。
建筑钢材的主要技术性能
钢材的技术性质主要包括力学性能力学性能力学性能和工艺性能工艺性能工艺性能两个方面。
一、力学性能力学性能：：力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。
在建筑结构中，对承受静荷载作用的钢材，要求具有一定的力学强度，并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用。
对承受动荷载作用的钢材，还要求具有较高的韧性而不致发生断裂。
（一）、）、强度强度强度：：在外力作用下在外力作用下，，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
测定钢材强度的方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变。
应力－应变的关系反映出钢材的主要力学特征。
因此，抗拉性能是钢材最重要的技术性质。
根据低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力－－应变曲线应变曲线（如图6-1），可了解到抗拉性能的下列特征指标。
1、弹性模量和比例极限弹性模量和比例极限：：钢材受力初期，应力与应变成正比例增长，应力与应变之比是常数，称为弹性模量弹性模量弹性模量即E =σ/ε。
这个阶段的最大应力（P 点的对应值）称为比例极限比例极限σp 。
E 值越大，抵抗弹性变形的能力越大；在一定荷载作用下，E 值越大，材料发生的弹性变形量越小。
一些对变形要求严格的构件，为了把弹性变形控制在一定限度内，应选用刚度大的钢材。
2、弹性极限弹性极限：：应力超过比例极限后，应力-应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形仍能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。
不产生残留塑性变不产生残留塑性变形的最大应力形的最大应力（e 点对应值）称为弹性极限弹性极限σe 。
事实上，σp 和σe 相当接近。
3、屈服强度屈服强度：：屈服强度屈服强度：：钢材开始丧失对变形的抵抗能力钢材开始丧失对变形的抵抗能力，，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。
在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上限屈服上限屈服上限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限屈服下限屈服下限。
钢材基本性能及指标
常用建筑钢材主要技术性能指标
常用建筑钢材主要技术性能指标一、碳素结构钢碳素结构钢主要轧制成型材(圆、方、扁、工、槽、角等钢材)、异型型钢(轻轨、窗框钢、汽车轮轮辋钢等)和钢板，用于厂房、桥梁、船舶、建筑及工程结构。
这类钢材一般不需热处理即可直接使用。
碳素结构钢的力学、工艺性能及化学成分指标应符合表10-2、表10-3和表l0-4的规定。
表10-2 碳素结构钢的力学性能表10-3 碳素结构钢的冷弯性能注：B为试样宽度，a为钢材厚度(直径)。
表l0-4 碳素结构钢化学成分Q235A 0.14～0.30～0.30.050 0.045 F.b，ZB 0.12～0.30～0.045C ≤0.18 0.34～0.040 0.040 ZD ≤0.17 0.035 0.035 TZQ255 A 0.18～0.47～0.3 0.050 0.045 F.b.ZB 0.045Q75 0.28～0.50～O.35 0.050 0.045 Z二、常用建筑钢筋按生产工艺、性能和用途的不同，常用建筑钢筋可分为热轧光面圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧网缸条钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋等。
1．热轧光向圆钢筋经热轧成型并自然冷却的成品为表面光圆的钢筋(见图10-1)，称为热轧光面圆钢筋。
按其供应方式又可分为热轧直条光圆钢筋(直径为8～20mm)和热轧圆盘条钢筋(直径为5.5～14mm)。
图10-1 光圆钢筋截面形态I级钢筋足用Q235号钢轧制而成，是低强度钢筋，蝮性好，伸长率大，便于弯折成型，焊接性好，广泛用于普通钢筋t昆凝土构件中。
圆钢盘条可用作中小型构件的受力筋或构造筋，还可加工成冷拔低碳钢丝及冷轧钢筋等。
(I)钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋的力学、工艺性能见表10-5，牌号及化学成分见表10-6。
表10-5 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋力学工艺性能表10-6 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋牌号及化学成分(2)低碳热轧圆盘条(GH701-97)盘条钢筋是成卷盘状供应的热轧钢筋。
钢材的主要性能有哪些？各性能相应的指标是什么？
钢材的主要性能有哪些？各性能相应的指标是什么？钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。
力学性能是钢材最重要的使用性能，包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。
工艺性能是钢材在各加工过程中表现出的性能，包括冷弯性能和可焊性。
(1)抗拉性能。
表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。
屈服是指钢材试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象。
发生屈服现象时的最小应力，称为屈服点或屈服极限，在结构设计时，一般以屈服强度作为设计依据。
抗拉强度是指试样拉伸时，在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。
钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6～0.65，低合金结构钢为0.65～0.75，合金结构钢为0.84～0.86。
伸长率是指金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比；断面收缩率是指金属试样拉断后，其缩颈处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比。
伸长率和断面收缩率越大，钢材的塑性越好。
(2)冷弯性能。
冷弯性能是指钢材在常温下抵抗弯曲变形的能力，表示钢材在恶劣条件下的塑性。
钢材按规定的弯曲角度a和弯心直径d弯曲后，通过检查弯曲处的外面和侧面有无裂纹、起层或断裂等进行评定。
通过冷弯可以揭示钢材内部的应力、杂质等缺陷，还可用于钢材焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯面的裂纹、杂质等缺陷。
(3)冲击韧性。
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用而不破坏的能力。
工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳(J)。
钢材的冲击韧性是衡量钢材质量的一项指标，特别对经常承受荷载冲击作用的构件，如重量级的吊车梁等，要经过冲击韧性的鉴定。
冲击韧性越大，表明钢材的冲击韧性越好。
(4)硬度。
硬度是指金属抵抗硬物体压人其表面的能力，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。
钢材的基本性能和指标
4 钢材疲劳现象
各种应力循环下的应力比、应力幅
4 钢材疲劳现象
疲劳强度
钢材在一定次数N的反复荷载作用下发生疲劳破坏，则破 坏应力即为相应于荷载次数N的疲劳强度。
疲劳寿命
相应的上述的反复次数N则被称为疲劳寿命。
疲劳极限
循环无穷次而不破坏的应力上限称为疲劳极限。
4 钢材疲劳现象
疲劳计算（常幅）
与N的关系
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢:
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢:
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢:
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢:
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢:
7 钢材的品种与规格 （4）规格 钢板 ： 圆钢： 等边角钢： 不等边角钢： 槽钢： 工字钢： 钢管： H型钢： 焊接工字钢：
6 钢材的塑性破坏和脆性破坏
对比内容 破坏应力 破坏前变 形 断口外形 断口色泽 断口细部 破坏过程 破坏机理 危害性 对策 塑性破坏
引起脆性破坏的原因
脆性破坏
fu
明显
杯形 暗淡 纤维状 延续较长时间 剪应力超过晶粒抗剪能 力 便于发现和补救，较轻 合理设计结构强度
fy
不明显 平直 有光泽 晶粒状 突然 拉应力超过晶粒抗拉能力 大 考虑疲劳和冲击作用，合理选择材料 种类、构造形式、施工工艺
高强度钢材的屈服强度标准
高强度钢材的屈服强度标准高强度钢材是一种具有优异力学性能的材料，广泛应用于建筑、桥梁、船舶、汽车等领域。
在力学性能方面，高强度钢材的屈服强度是一个重要的指标，它是指材料在屈服点时的应力值。
以下是高强度钢材的屈服强度标准以及相关的力学性能指标。
1.抗拉强度抗拉强度是指材料在拉伸过程中所能承受的最大应力值。
高强度钢材的抗拉强度通常在500MPa以上，甚至达到1000MPa以上。
抗拉强度是衡量高强度钢材力学性能的重要指标之一。
2.屈服强度屈服强度是指材料在屈服点时的应力值。
高强度钢材的屈服强度通常在300MPa到650MPa之间。
屈服强度是衡量高强度钢材塑性和变形能力的关键指标。
在结构设计时，需要考虑到材料的屈服强度以保证结构的安全性和稳定性。
3.伸长率伸长率是指材料在拉伸过程中所能承受的永久变形量。
高强度钢材的伸长率通常在10%到25%之间。
伸长率是衡量高强度钢材塑性的重要指标，它反映了材料在受力作用下的变形能力。
4.冷弯性能冷弯性能是指材料在低温下承受弯曲变形的能力。
高强度钢材具有良好的冷弯性能，可以在较低的温度下进行加工和成形。
冷弯性能是衡量高强度钢材在低温环境下成形能力的指标之一。
5.冲击韧性冲击韧性是指材料在冲击载荷作用下所能承受的最大能量。
高强度钢材的冲击韧性通常在40J/cm²到150J/cm²之间。
冲击韧性是衡量高强度钢材抵抗冲击能力的重要指标，对于承受冲击载荷的结构设计具有重要的意义。
6.疲劳强度疲劳强度是指材料在反复载荷作用下所能承受的最大应力值。
高强度钢材的疲劳强度通常在抗拉强度的70%~90%之间。
疲劳强度是衡量高强度钢材抵抗疲劳破坏能力的指标之一，对于承受反复载荷的结构设计具有重要的意义。
7.耐候性耐候性是指材料在自然环境作用下保持其原有性能的能力。
高强度钢材具有良好的耐候性，可以在各种恶劣环境下保持其力学性能和稳定性。
耐候性是衡量高强度钢材适应室外环境能力的指标之一。
钢材产品手册
钢材产品手册摘要：一、前言二、钢材的分类与性能1.按材质分类2.按用途分类3.钢材的主要性能指标三、钢材的生产工艺1.炼钢过程2.轧制过程四、钢材的加工与处理1.冷热轧加工2.热处理3.表面处理五、钢材产品的应用领域1.建筑行业2.机械制造行业3.汽车制造行业4.轨道交通行业5.其他领域六、钢材的储存与运输1.储存要求2.运输注意事项七、结论正文：一、前言钢材作为一种广泛应用于各个领域的结构材料，其种类繁多，性能各异。
为了帮助大家更好地了解钢材产品，本文将对钢材的分类、性能、生产工艺、加工处理、应用领域及储存运输等方面进行详细介绍。
二、钢材的分类与性能1.按材质分类钢材主要分为低碳钢、中碳钢和高碳钢等。
其中，低碳钢含碳量较低，具有良好的可塑性和可锻性；中碳钢的碳含量适中，具有较好的硬度和耐磨性；高碳钢含碳量较高，硬度和耐磨性更为突出。
2.按用途分类钢材可大致分为结构钢、工具钢、不锈钢等。
结构钢主要用于建筑和工程结构；工具钢主要用于制造切削工具和冷作模具；不锈钢具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于化工、医疗等领域。
3.钢材的主要性能指标钢材的主要性能指标包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、硬度等。
这些性能指标是衡量钢材使用性能的重要依据。
三、钢材的生产工艺1.炼钢过程炼钢过程主要包括高炉炼铁、转炉炼钢、电炉炼钢等。
通过不同的炼钢方法，可以获得不同成分和性能的钢材。
2.轧制过程轧制过程是钢材生产的关键环节，包括冷轧、热轧、冷热轧等。
通过轧制，可以改变钢材的形状和尺寸，提高其使用性能。
四、钢材的加工与处理1.冷热轧加工冷热轧加工是通过轧制方法对钢材进行加工，以改变其形状和尺寸。
冷轧钢板表面光洁度高，热轧钢板则具有较好的延展性。
2.热处理热处理是通过加热、保温和冷却等工艺过程，调整钢材的组织结构和性能。
常见的热处理工艺有退火、正火、淬火、回火等。
3.表面处理表面处理包括喷涂、热浸镀、冷弯等，用于提高钢材的耐腐蚀性、耐磨性和美观性。
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1.强度 2.韧性 3.可焊性
1
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度 为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变，应力-应变
F A
4）颈缩阶段CD 图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小——
颈缩
，直到断裂。
计算指标：
b s p
B上
A
B B下
α
O
伸长率 δ：L1 L0 100 %
L1
L0
L0
C D
L L0
1.3钢材主要性能指标
1.强度
钢管产品的“公称最低屈服强度（SMYS）”。 输气管道屈服强度为420~500MPa，工作压力7.0~14.0MPa； 输油管道屈服强度为360~450MPa，工作压力5.0~9.0MPa； 屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于100MPa和0.85~0.90。
9
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。 对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试验等
10
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V型缺口，试样吸收的 能量等于重摆所作的功W。冲击韧性的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来 表示。
3.可焊性
定义：可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，进行焊接和获得优质焊缝 的难易程度。
良好的可焊性是保证管道制管和焊接质量的基本条件。
钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含量在0.12％—0.20％ 范围内的碳素钢，可焊性最好。碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。提 高钢材强度的合金元素大多也对可焊性有不利影响。
的关系反映出钢材的主要力学特性
2
拉伸试验 微机控制电子万能试验机
E
u y A
B
A CD
O
E
应力-应变关系曲线
3
抗拉性能（低碳钢）
1）弹性阶段OA：
图形特点：
一条通过原点的直线，应 力与应变成正比。
试件特点： 弹性 计算指标：
弹性模量 E tg
E值的大小反映了钢材抵抗弹性 变形的能力。
Ak = mgH – mgh (J)
11
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度 有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某值时，αk突然大幅度 下降，材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
13
1.3钢材主要性能指标
弹性极限 p : A点对应的应力。
C
D
AB
F A
p
α
L L0
O
低碳钢受拉的应
B上
B
A
B下
一条波动的曲线，应力增加很
弹塑性
塑性阶段
小试，件而特应点变：增加很大。
所能承受的拉力增加很小，而 塑性变形迅速增加，似乎钢材
B上 B
A B下
C D
不能承受外力—— 屈服。
8
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量，是钢材抵抗冲击荷载 而不被破坏的能力
船体钢板材料缺陷，造船工程师只考虑到要增加钢的强度，没有想到要增加其韧性。 在“泰坦尼克号”沉没地点的水温中，发现了钢材的冷脆性，即在-40℃~0℃的温度 下，钢材的力学行为由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。
可焊性的判断指标：影响可焊性的多种化学元素（碳当量）、热影响区的 硬度等。
14
计算指标：
s p
F A
屈服强度（也叫屈服点）
应的应力
s :
s
Fs A
点对 B下
α
O
L L0
3）图强形化特阶点段：BC
C
一段试上件升的特曲点线。：
抵抗塑性变形的能力又重新
提高——
强化。
计算指标：
抗拉强度 b : C点对应的应力。
b s p
O
B上
D
B A B下
F A
α
L L0
b
Fb A
低碳钢受拉的应力－应变图