建筑钢材培训课程
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• 氧——降低钢的力学性能，特别是韧性；钢 的可焊性降低。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.3 常用建筑钢材的种类和相应国 家标准代号
• 钢筋混用钢 第2部分： 热轧带肋钢筋 GB1499.2-2007
– HRB335、HRB400、 HRB500
Hot-rolled Ribbed Bars
热轧带肋钢筋生产车间
热轧带肋钢筋生产线
– 钢的冶炼方法：空气转炉炼钢和氧气转炉炼钢、 平炉炼钢、电炉炼钢。
– 冶炼方法对钢性质有影响。
转炉炼钢
平炉炼钢
电炉炼钢
几种炼钢方法的比较
炼钢方法
特点
生产钢材品种
空气转炉法
不需燃料，速度快， 投资少，成本低
普通碳素钢
氧气转炉法
冶炼时间短、杂质含 量少、质量好
优质碳素钢、 低合金钢
平炉炼钢
• 实验步骤
a. 定标距（5d），打刻标点（布满）。 b. 选夹头：平型夹头用于小直径圆钢或矩形钢；
楔型夹头用于大直径圆钢或螺纹钢。
2.1 钢筋拉伸试验
• 实验步骤
c. 选择试验机的度盘。实验前应对试样破坏 时的荷载进行估算，选择度盘时应使试样 破坏时的荷载（读数）在该刻度盘读数的 20%~80%范围。
d. 试验机零点调整。开动油泵，将活塞升高 20mm，并关闭进油阀和回油阀，将力值 调零。
2.1 钢筋拉伸试验
• 实验步骤
e. 拉伸速度。屈服前，应力增加速度为 10MPa/秒，屈服后应力增加速度不超过 0.5L/分钟。
f. 读数。钢筋拉伸到了屈服阶段，试验机指 针停止不动或来回摆动，读取屈服荷载时， 取停止时指针的读数；或摆时取不计初始 瞬时效应指针回摆到最低点的读数。极限 荷载取钢筋拉伸后达到的最大读数。
• 锰——钢中的有益元素
–有很好的脱氧能力，能还原钢中的氧化铁，改善 钢质量；
–能够消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工 性质改善
–可提高钢的强度和硬度。 –一般含量在1％~2％之间。
• 硅——钢中的有益元素
– 脱氧能力比锰还强，能更有效地消除氧化铁对钢 的不良影响；
– 对钢有一定强化作用，当含量低于1％时，可提高 强度，而且对塑性和韧性的影响不明显。
• 钢材的力学性能特征
–有明显屈服电的钢筋（低碳钢） –无明显屈服点的钢筋（硬钢）
• 化学成分对钢材性能的影响
–碳、锰、硅、硫、磷、氧
1.2.1 钢材力学性能特征
（1）低碳钢受拉的应力—应变图
σ C D
B A
σb σSU σSL σP
0
δ
ε
•弹性阶段（OA） σ
C D
σb σσσSPSLU
弹性阶段
2.1 钢筋拉伸试验
• 试验结果计算
– 屈服强度
ReL
FeL S0
– 抗拉强度
Rm
Fm S0
FeL——屈服应力（N）； Fm——极限拉力（N）； S0——钢筋横截面积 （mm2）。
断后伸长率
• 断后伸长率：试件拉断后，标距的伸长 与原始标距长度的百分率。
它反映了钢材的塑性大小，在工程中意义 重大。 原标距与直径的比值越大，伸长率越小。 一般测定δ5（标距为5倍直径）。
允许达到的应力值。在设计中一般以下屈服极
限为强度取值的标准。
•强化阶段（BC） 颈缩阶段（CD）
σ C D
AB
σb σSU σSL σP
0
δ
ε
•最高点C点的强度为钢材的抗拉强度。
•应变迅速增加，应力下降，在变形最大处发生“颈缩”。
（2）硬钢受拉的应力—应变图
f0.2
σ
ε=0.2% 0
ε
•预应力钢筋混凝土用 的高强度钢筋和钢丝
钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.0%以下， 并含有其他元素的材料。 铁是含碳量大于2.0％，并含有较多其他杂质的 铁碳合金。较脆硬，塑性差，建筑上难以应用。 工业纯铁是含碳量小于0.02％的铁碳合金。
中国钢铁产量
• 自1996年，中国一直保持全球钢铁产量第一位。 • 2013年中国钢产量首超世界一半，2014年中国
建筑钢材
上课内容
• 钢材
– 概述 – 钢筋的力学性能特征和化学成分对钢材性能的
影响 – 常用建筑钢材的种类和相应的国家标准代号
• 钢筋试验
– 钢筋拉伸试验 – 钢筋的重量偏差试验 – 钢筋的冷弯试验 – 钢筋焊接接头试验
一.钢材
1.1概述
• 钢材是现代工农业生产中使用最广泛材料 之一。
• 钢与铁
• 硫——钢中的有害杂质
–当钢材加热到1000~1200℃进行压力加工时，由 于分布在晶体上的低熔点共晶体已融化，使钢材 沿晶界脱开（开裂），变得极脆，这种现象叫热 脆性；
–显著降低可焊性，并降低各种力学性能。
• 磷——钢中的有害杂质
–可提高钢材的强度、硬度；
–钢材的塑性和韧性显著降低，冷脆性明显增大， 可焊性变差。
质量等级代号,A~D,A最差 屈服点数值，钢材厚度或直径16mm
钢材屈服点代号,”Q”
• 冷轧带肋钢筋 GB 13788-2008
– CRB500 – CRB650、CRB800、CRB970、
CRB1170, 预应力混凝土钢筋 Cold-rolled Ribbed Bar
• 冷轧扭钢筋 JG 190-2006
伸长率的计算
d
l0
A Lu L0
L0
l1
A——伸长率
L0——原始标距 Lu——断后伸长距离 d —钢筋直径
2.1 钢筋拉伸试验
• 结果修约
– 依据GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试 验 第1部分：室温试验方法》
测试项目
屈服强度 拉伸强度 断后伸长率
修约到 1MPa 0.5%
2.1 钢筋拉伸试验
➢ 如有一项指标不合格，则加倍取样复检其不 合格指标，若复检不合格，则不得交货。
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 屈服强度：
42.5 103 ReL 113.1 375.8 376MPa
➢ 抗拉强度：
62.0 103 Rm 113.1 548.2 548MPa
Pa N / m2
P(兆) 106
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 伸长率：
A Lu L0 72.1 512 100% 20.2% 20%
• 结果修约
– 依据YB/T 081-1996《冶金技术标准的数 值修约与检测数值的判定原则》
测试项目 屈服强度 拉伸强度
断后伸长率
范围
≤200MPa >200-1000MPa
>1000MPa ≤10% >10%
修约到
1MPa 5MPa 10MPa 0.5%
1%
2.1 钢筋拉伸试验
• 结果修约
– 依据GB/T 8170-2008《数值修约规则 与极限数值的表示和判定》 个位数后<2.5，个位数为0
2.3 钢筋的冷弯试验
➢ 冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形 的能力。
➢ 检测标准：GB/T 232-2010《金属材 料 弯曲试验》
➢ 试验设备：万能材料试验机 ➢ 取样要求：每一种规格不超过60吨为一
批，切取试样两根，长度30cm左右。
2.3 钢筋的冷弯试验
➢ 选择弯曲角度和弯芯直径：根据钢筋的牌号 和规格选择弯曲角度180°和弯芯直径。
L0
5 12
原始标距——5倍直径（5d）
2.2 钢筋的重量偏差试验
• 测量钢筋的重量偏差时：
– 应从不同的钢筋上截取试样，试样数量不少 于5根，每根试样长度不少于500mm。
– 长度应逐根测量，应精确到1mm。 – 测量试样总重量时，应精确到不大于总重量
的1%。 – 结果计算：
重量偏差 试样实际总试重样量总（长试度样 理总论长重度量 理论重量）100%
副产品：高炉煤气
Fe2O3 +3C → 2Fe +3CO↑ Fe3O4 +4C → 3Fe +4CO↑
副产品：高炉矿渣 生铁：含有碳外，还含有各种来自铁 矿石和焦炭中的杂质，如硫、磷等。
钢的生产过程
• 钢的冶炼——是以铁水或生铁为主要原料， 在转炉、平炉或电炉中冶炼，与生铁的冶 炼相反，是用氧化的方法来除去生铁铁中 的碳及部分杂质。
• 根据脱氧程度不同，分为:沸腾钢（F）、半镇静钢 （b）、镇静钢(Z)、特殊镇静钢(TZ)。
• 沸腾钢：脱氧不完全，钢中含氧量高，浇铸后钢液 在冷却和凝固过程中氧化铁与碳发生化学反应，生 产CO气体外逸，气泡从钢液中冒出呈“沸腾”状。 钢中碳和有害杂质偏析较严重，钢的致密性差，冲 击韧性和可焊性差，但钢锭收缩孔少，成品率高， 成本低。
•无明显屈服点
•抗拉强度一般很高， 但变形很小
•取残余应变 ε=0.2%时的应力 f0.2作为名义屈服点。
1.2.2 化学成分对钢性能的影响
• 碳——决定钢性能的主要元素
– 含碳量增加，钢的强度和硬度增大，但塑性和 韧性降低，钢的可焊性和耐腐蚀性下降，钢的 冷脆性和时效倾向增加；
– 含碳量超过0.3％时，钢的可焊性显著降低； – 建筑钢材的含碳量一般不大于0.8％； – 含碳量超过1.0％时，钢材强度下降。
• 钢筋混用钢 第1部分： 热轧光圆钢筋 GB1499.1-2008
– HPB235
Hot-rolled Plain Bars
低碳热轧圆钢生产车间
• 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 5224-2003
• 碳素结构钢 GB 700-2006
–碳素结构钢牌号表示方法
脱氧程度
Q
代号(F、
Z、TZ)
2.5≤个位数后<7.5，个位数为5 个位数后≥7.5，个位数进10
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 有一直径为12mm的带肋钢筋试验结果如 下：
➢ 屈服拉力（kN）：42.4 ➢ 极限拉力（kN）：62.0 ➢ 断后伸长（mm）：72.1 ➢ 钢筋面积（mm2）:113.1
➢ 计算其屈服强度、抗拉强度、伸长率
➢ 支辊间距L：
➢L=（D+3a) ±a/2。 D——弯芯直径；a——钢筋直径。
➢ 冷弯结果判断：弯曲处不出现裂缝、断裂或 起层，即认为冷弯性能合格。否则为不合格。
钢筋试验结果评判：
➢ 根据屈服强度、拉伸强度、伸长率、重量偏 差和冷弯试验结果，对照钢筋力学性能、重 量偏差、弯曲性能表，可评定出其强度等级。
– LZN
二、钢筋试验
• 母材试验
– 拉伸试验 – 重量偏差试验 – 冷弯试验
• 焊接接头
– 拉伸试验 – 冷弯试验（个别）
2.1 钢筋拉伸试验
• 检测标准：GB/T 228.1-2010《金属 材料 拉伸试验 第1部 分：室温试验方法》
• 试验设备：万能材料试 验机、游标卡尺
2.1 钢筋拉伸试验
需用燃料、成本高
优质碳素钢、 合金钢
电炉炼钢
钢产量低、钢质好， 优质碳素钢、
成本最高
特殊合金钢
钢材的脱氧
• 炼钢时炉内为氧化气氛，故钢水中含有一定的氧化 铁。钢液中氧含量与钢的质量有关，如氧含量超过 0.05％，将严重影响钢的机械性能。需加入脱氧剂 去除氧化铁，这称为“脱氧”。
• 常用的脱氧剂为铝、锰铁和硅铁，其中铝的效果最 好。
B
σ/ε=E σp--
A
弹性极限
0
δ
ε
• A点对应的应力为弹性极限。可计算弹性
模量。碳素结构钢的弹性极限为180～
200MPa。
•屈服阶段（AB）
σ
屈服阶段 △ε＞△σ 产生塑性变形 B—上屈服点 B′—下屈服点 σs—屈服强度
σσσSPSLU σb
B
A B’
0
δ
C D
ε
•出现塑性变形，有上、下屈服强度。下屈服极 限为钢材的屈服极限，它表示钢材在工作状态
– 优质钢（磷不大于0.035％，硫不大于 0.035％ ）
– 高级优质钢（磷不大于0.030％，硫不大 于0.030％）
按冶炼方式分类：
– 转炉钢 – 电炉钢 – 平炉钢
按冶炼时脱氧程度分类：
– 沸腾钢 – 半镇静钢 – 镇静钢 – 特殊镇静钢
1.2 钢筋的力学性能特征和化学成 分对钢材性能的影响
钢材产量达11.26亿吨。
钢材生产过程
建筑钢材
高炉 熔融
生铁
还原
钢材的冶炼过程
精炼 氧化
钢锭 铸锭
钢
铁的生产过程
• 铁矿石：主要是氧化铁，还有氧化硅、氧 化锰和硫、磷等其他杂质。
• 生铁的冶炼——是将铁矿石内的氧化铁还 原成铁的过程。
• 生铁含有比例很高的碳（>2.11%）以及 硫磷等杂质，塑性差。
– 低碳钢（含碳量小于0.25％）； – 中碳钢（含碳量0.25～0.6％）； – 高碳钢（含碳量大于0.6％）。
• 合金钢（按掺入合金元素总量分）：
– 低合金钢（合金元素总含量小于5％）； – 中合金钢（合金元素总含量5～10％）； – 高合金钢（合金元素总含量大于10％）。
按钢品质分类：
– 普通钢（磷不大于0.045％，硫不大于 0.050％）
• 镇静钢、特殊镇静钢：脱氧比较完全，在冷却和凝 固时，没有气体析出，无“沸腾”现象。钢质量好， 但钢锭的收缩孔大，成品率低，成本高。
• 半镇静钢：脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢 和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。
钢锭的浇铸
刚脱模的方锭
方锭
钢的分类
按化学成分分类： • 碳素钢（按含碳量分）：
ຫໍສະໝຸດ Baidu
1.3 常用建筑钢材的种类和相应国 家标准代号
• 钢筋混用钢 第2部分： 热轧带肋钢筋 GB1499.2-2007
– HRB335、HRB400、 HRB500
Hot-rolled Ribbed Bars
热轧带肋钢筋生产车间
热轧带肋钢筋生产线
– 钢的冶炼方法：空气转炉炼钢和氧气转炉炼钢、 平炉炼钢、电炉炼钢。
– 冶炼方法对钢性质有影响。
转炉炼钢
平炉炼钢
电炉炼钢
几种炼钢方法的比较
炼钢方法
特点
生产钢材品种
空气转炉法
不需燃料，速度快， 投资少，成本低
普通碳素钢
氧气转炉法
冶炼时间短、杂质含 量少、质量好
优质碳素钢、 低合金钢
平炉炼钢
• 实验步骤
a. 定标距（5d），打刻标点（布满）。 b. 选夹头：平型夹头用于小直径圆钢或矩形钢；
楔型夹头用于大直径圆钢或螺纹钢。
2.1 钢筋拉伸试验
• 实验步骤
c. 选择试验机的度盘。实验前应对试样破坏 时的荷载进行估算，选择度盘时应使试样 破坏时的荷载（读数）在该刻度盘读数的 20%~80%范围。
d. 试验机零点调整。开动油泵，将活塞升高 20mm，并关闭进油阀和回油阀，将力值 调零。
2.1 钢筋拉伸试验
• 实验步骤
e. 拉伸速度。屈服前，应力增加速度为 10MPa/秒，屈服后应力增加速度不超过 0.5L/分钟。
f. 读数。钢筋拉伸到了屈服阶段，试验机指 针停止不动或来回摆动，读取屈服荷载时， 取停止时指针的读数；或摆时取不计初始 瞬时效应指针回摆到最低点的读数。极限 荷载取钢筋拉伸后达到的最大读数。
• 锰——钢中的有益元素
–有很好的脱氧能力，能还原钢中的氧化铁，改善 钢质量；
–能够消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工 性质改善
–可提高钢的强度和硬度。 –一般含量在1％~2％之间。
• 硅——钢中的有益元素
– 脱氧能力比锰还强，能更有效地消除氧化铁对钢 的不良影响；
– 对钢有一定强化作用，当含量低于1％时，可提高 强度，而且对塑性和韧性的影响不明显。
• 钢材的力学性能特征
–有明显屈服电的钢筋（低碳钢） –无明显屈服点的钢筋（硬钢）
• 化学成分对钢材性能的影响
–碳、锰、硅、硫、磷、氧
1.2.1 钢材力学性能特征
（1）低碳钢受拉的应力—应变图
σ C D
B A
σb σSU σSL σP
0
δ
ε
•弹性阶段（OA） σ
C D
σb σσσSPSLU
弹性阶段
2.1 钢筋拉伸试验
• 试验结果计算
– 屈服强度
ReL
FeL S0
– 抗拉强度
Rm
Fm S0
FeL——屈服应力（N）； Fm——极限拉力（N）； S0——钢筋横截面积 （mm2）。
断后伸长率
• 断后伸长率：试件拉断后，标距的伸长 与原始标距长度的百分率。
它反映了钢材的塑性大小，在工程中意义 重大。 原标距与直径的比值越大，伸长率越小。 一般测定δ5（标距为5倍直径）。
允许达到的应力值。在设计中一般以下屈服极
限为强度取值的标准。
•强化阶段（BC） 颈缩阶段（CD）
σ C D
AB
σb σSU σSL σP
0
δ
ε
•最高点C点的强度为钢材的抗拉强度。
•应变迅速增加，应力下降，在变形最大处发生“颈缩”。
（2）硬钢受拉的应力—应变图
f0.2
σ
ε=0.2% 0
ε
•预应力钢筋混凝土用 的高强度钢筋和钢丝
钢是以铁为主要元素，含碳量一般在2.0%以下， 并含有其他元素的材料。 铁是含碳量大于2.0％，并含有较多其他杂质的 铁碳合金。较脆硬，塑性差，建筑上难以应用。 工业纯铁是含碳量小于0.02％的铁碳合金。
中国钢铁产量
• 自1996年，中国一直保持全球钢铁产量第一位。 • 2013年中国钢产量首超世界一半，2014年中国
建筑钢材
上课内容
• 钢材
– 概述 – 钢筋的力学性能特征和化学成分对钢材性能的
影响 – 常用建筑钢材的种类和相应的国家标准代号
• 钢筋试验
– 钢筋拉伸试验 – 钢筋的重量偏差试验 – 钢筋的冷弯试验 – 钢筋焊接接头试验
一.钢材
1.1概述
• 钢材是现代工农业生产中使用最广泛材料 之一。
• 钢与铁
• 硫——钢中的有害杂质
–当钢材加热到1000~1200℃进行压力加工时，由 于分布在晶体上的低熔点共晶体已融化，使钢材 沿晶界脱开（开裂），变得极脆，这种现象叫热 脆性；
–显著降低可焊性，并降低各种力学性能。
• 磷——钢中的有害杂质
–可提高钢材的强度、硬度；
–钢材的塑性和韧性显著降低，冷脆性明显增大， 可焊性变差。
质量等级代号,A~D,A最差 屈服点数值，钢材厚度或直径16mm
钢材屈服点代号,”Q”
• 冷轧带肋钢筋 GB 13788-2008
– CRB500 – CRB650、CRB800、CRB970、
CRB1170, 预应力混凝土钢筋 Cold-rolled Ribbed Bar
• 冷轧扭钢筋 JG 190-2006
伸长率的计算
d
l0
A Lu L0
L0
l1
A——伸长率
L0——原始标距 Lu——断后伸长距离 d —钢筋直径
2.1 钢筋拉伸试验
• 结果修约
– 依据GB/T 228.1-2010《金属材料 拉伸试 验 第1部分：室温试验方法》
测试项目
屈服强度 拉伸强度 断后伸长率
修约到 1MPa 0.5%
2.1 钢筋拉伸试验
➢ 如有一项指标不合格，则加倍取样复检其不 合格指标，若复检不合格，则不得交货。
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 屈服强度：
42.5 103 ReL 113.1 375.8 376MPa
➢ 抗拉强度：
62.0 103 Rm 113.1 548.2 548MPa
Pa N / m2
P(兆) 106
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 伸长率：
A Lu L0 72.1 512 100% 20.2% 20%
• 结果修约
– 依据YB/T 081-1996《冶金技术标准的数 值修约与检测数值的判定原则》
测试项目 屈服强度 拉伸强度
断后伸长率
范围
≤200MPa >200-1000MPa
>1000MPa ≤10% >10%
修约到
1MPa 5MPa 10MPa 0.5%
1%
2.1 钢筋拉伸试验
• 结果修约
– 依据GB/T 8170-2008《数值修约规则 与极限数值的表示和判定》 个位数后<2.5，个位数为0
2.3 钢筋的冷弯试验
➢ 冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形 的能力。
➢ 检测标准：GB/T 232-2010《金属材 料 弯曲试验》
➢ 试验设备：万能材料试验机 ➢ 取样要求：每一种规格不超过60吨为一
批，切取试样两根，长度30cm左右。
2.3 钢筋的冷弯试验
➢ 选择弯曲角度和弯芯直径：根据钢筋的牌号 和规格选择弯曲角度180°和弯芯直径。
L0
5 12
原始标距——5倍直径（5d）
2.2 钢筋的重量偏差试验
• 测量钢筋的重量偏差时：
– 应从不同的钢筋上截取试样，试样数量不少 于5根，每根试样长度不少于500mm。
– 长度应逐根测量，应精确到1mm。 – 测量试样总重量时，应精确到不大于总重量
的1%。 – 结果计算：
重量偏差 试样实际总试重样量总（长试度样 理总论长重度量 理论重量）100%
副产品：高炉煤气
Fe2O3 +3C → 2Fe +3CO↑ Fe3O4 +4C → 3Fe +4CO↑
副产品：高炉矿渣 生铁：含有碳外，还含有各种来自铁 矿石和焦炭中的杂质，如硫、磷等。
钢的生产过程
• 钢的冶炼——是以铁水或生铁为主要原料， 在转炉、平炉或电炉中冶炼，与生铁的冶 炼相反，是用氧化的方法来除去生铁铁中 的碳及部分杂质。
• 根据脱氧程度不同，分为:沸腾钢（F）、半镇静钢 （b）、镇静钢(Z)、特殊镇静钢(TZ)。
• 沸腾钢：脱氧不完全，钢中含氧量高，浇铸后钢液 在冷却和凝固过程中氧化铁与碳发生化学反应，生 产CO气体外逸，气泡从钢液中冒出呈“沸腾”状。 钢中碳和有害杂质偏析较严重，钢的致密性差，冲 击韧性和可焊性差，但钢锭收缩孔少，成品率高， 成本低。
•无明显屈服点
•抗拉强度一般很高， 但变形很小
•取残余应变 ε=0.2%时的应力 f0.2作为名义屈服点。
1.2.2 化学成分对钢性能的影响
• 碳——决定钢性能的主要元素
– 含碳量增加，钢的强度和硬度增大，但塑性和 韧性降低，钢的可焊性和耐腐蚀性下降，钢的 冷脆性和时效倾向增加；
– 含碳量超过0.3％时，钢的可焊性显著降低； – 建筑钢材的含碳量一般不大于0.8％； – 含碳量超过1.0％时，钢材强度下降。
• 钢筋混用钢 第1部分： 热轧光圆钢筋 GB1499.1-2008
– HPB235
Hot-rolled Plain Bars
低碳热轧圆钢生产车间
• 预应力混凝土用钢绞线 GB/T 5224-2003
• 碳素结构钢 GB 700-2006
–碳素结构钢牌号表示方法
脱氧程度
Q
代号(F、
Z、TZ)
2.5≤个位数后<7.5，个位数为5 个位数后≥7.5，个位数进10
钢筋试验结果计算（举例）：
➢ 有一直径为12mm的带肋钢筋试验结果如 下：
➢ 屈服拉力（kN）：42.4 ➢ 极限拉力（kN）：62.0 ➢ 断后伸长（mm）：72.1 ➢ 钢筋面积（mm2）:113.1
➢ 计算其屈服强度、抗拉强度、伸长率
➢ 支辊间距L：
➢L=（D+3a) ±a/2。 D——弯芯直径；a——钢筋直径。
➢ 冷弯结果判断：弯曲处不出现裂缝、断裂或 起层，即认为冷弯性能合格。否则为不合格。
钢筋试验结果评判：
➢ 根据屈服强度、拉伸强度、伸长率、重量偏 差和冷弯试验结果，对照钢筋力学性能、重 量偏差、弯曲性能表，可评定出其强度等级。
– LZN
二、钢筋试验
• 母材试验
– 拉伸试验 – 重量偏差试验 – 冷弯试验
• 焊接接头
– 拉伸试验 – 冷弯试验（个别）
2.1 钢筋拉伸试验
• 检测标准：GB/T 228.1-2010《金属 材料 拉伸试验 第1部 分：室温试验方法》
• 试验设备：万能材料试 验机、游标卡尺
2.1 钢筋拉伸试验
需用燃料、成本高
优质碳素钢、 合金钢
电炉炼钢
钢产量低、钢质好， 优质碳素钢、
成本最高
特殊合金钢
钢材的脱氧
• 炼钢时炉内为氧化气氛，故钢水中含有一定的氧化 铁。钢液中氧含量与钢的质量有关，如氧含量超过 0.05％，将严重影响钢的机械性能。需加入脱氧剂 去除氧化铁，这称为“脱氧”。
• 常用的脱氧剂为铝、锰铁和硅铁，其中铝的效果最 好。
B
σ/ε=E σp--
A
弹性极限
0
δ
ε
• A点对应的应力为弹性极限。可计算弹性
模量。碳素结构钢的弹性极限为180～
200MPa。
•屈服阶段（AB）
σ
屈服阶段 △ε＞△σ 产生塑性变形 B—上屈服点 B′—下屈服点 σs—屈服强度
σσσSPSLU σb
B
A B’
0
δ
C D
ε
•出现塑性变形，有上、下屈服强度。下屈服极 限为钢材的屈服极限，它表示钢材在工作状态
– 优质钢（磷不大于0.035％，硫不大于 0.035％ ）
– 高级优质钢（磷不大于0.030％，硫不大 于0.030％）
按冶炼方式分类：
– 转炉钢 – 电炉钢 – 平炉钢
按冶炼时脱氧程度分类：
– 沸腾钢 – 半镇静钢 – 镇静钢 – 特殊镇静钢
1.2 钢筋的力学性能特征和化学成 分对钢材性能的影响
钢材产量达11.26亿吨。
钢材生产过程
建筑钢材
高炉 熔融
生铁
还原
钢材的冶炼过程
精炼 氧化
钢锭 铸锭
钢
铁的生产过程
• 铁矿石：主要是氧化铁，还有氧化硅、氧 化锰和硫、磷等其他杂质。
• 生铁的冶炼——是将铁矿石内的氧化铁还 原成铁的过程。
• 生铁含有比例很高的碳（>2.11%）以及 硫磷等杂质，塑性差。
– 低碳钢（含碳量小于0.25％）； – 中碳钢（含碳量0.25～0.6％）； – 高碳钢（含碳量大于0.6％）。
• 合金钢（按掺入合金元素总量分）：
– 低合金钢（合金元素总含量小于5％）； – 中合金钢（合金元素总含量5～10％）； – 高合金钢（合金元素总含量大于10％）。
按钢品质分类：
– 普通钢（磷不大于0.045％，硫不大于 0.050％）
• 镇静钢、特殊镇静钢：脱氧比较完全，在冷却和凝 固时，没有气体析出，无“沸腾”现象。钢质量好， 但钢锭的收缩孔大，成品率低，成本高。
• 半镇静钢：脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢 和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。
钢锭的浇铸
刚脱模的方锭
方锭
钢的分类
按化学成分分类： • 碳素钢（按含碳量分）：