造价员建筑材料复习 建筑钢材课件.ppt

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1、目的要求了解建筑钢材的微观结构及其与性质的关系熟练掌握建筑钢材的主要性质及其实用意义掌握工程中常用的建筑钢材的分类及其选用原则第7章建筑钢材概述钢与生铁的区分在于含碳量的大小。含碳量小于2.06％的铁碳合金称为钢。建筑钢材指用于钢结构的各种型钢、钢板、钢管和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。钢材与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。钢的冶炼与分类将生铁在炼钢炉中冶炼，使碳的含量降低到预定的范围，其他杂质含量降低到允许的范围，经浇

2、铸即得到钢锭，再经过加工工艺处理后得到钢材。炼钢的目的就是通过生铁在炼钢炉内的高温氧化作用，减少生铁中碳和硫、磷等杂质含量，以显著改善其技术性能，提高质量。将生铁中的含碳量降至2％以下，使磷、硫等杂质含量降至一定范围内即成为钢。按化学成分分类碳素钢。碳素钢的化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁一碳合金，此外还含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。碳素钢按含碳量又可分为：低碳钢(小于0．25％)、中碳钢(0．25％一0．60％)和高碳钢(大于0．60％)。合金钢。合金钢是指在炼钢过程中加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得

3、的钢种。按合金元素总含量的不同，合金钢可分为低合金钢(小于5％)、中合金钢(5％一10％)和高合金钢(大于10％)。镇静钢镇静钢是脱氧充分、铸锭时钢液平静的钢，故称镇静钢；代号为“Z”。镇静钢虽成本较高，但其组织致密，成分均匀，性能稳定，故质量好。半镇静钢脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，为质量较好的钢，其代号为“b”。二、按冶炼时脱氧程度分类沸腾钢炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，则脱氧不完全，这种钢水浇入锭模时，会有大量的CO气体从钢水中外逸，引起钢水呈沸腾状，故称沸腾钢，代号为“F”。沸腾钢组织不够致密，成分不太均匀，硫、磷等杂质偏

4、析较严重，故质量较差。钢的晶体结构和化学成分纯铁的晶格类型钢材和一切金属材料一样，也为晶体结构，它是铁-碳合金晶体。纯铁的晶格有两种构架，即体心立方晶格和面心立方晶格(见图)。其晶体结构中，各个原子以金属键相互结合在一起，这种结合方式就决定了钢材具有很高的强度和良好的塑性。钢晶格的两种构架910-1400度的纯铁（γ-Fe）为面心立方晶格；在900度以下的纯铁（α-Fe）为体心立方晶格。钢的基本晶体组织钢材在常温下主要有三种显微组织：铁素体:钢材中的铁素体为碳在α-Fe中的固溶体，由于α-Fe体心立方晶格的原子间空隙小，溶碳能力

5、较差，故铁素体含碳量很少（小于0.005％），由此决定其塑性、韧性好；但强度、硬度低。渗碳体:渗碳体为铁和碳的化合物Fe3C，其含碳量高达6.67％，晶体结构复杂，塑性差，性硬脆，是钢中主要强化组分。珠光体:珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，层状结构，性能介于铁素体和渗碳体之间。化学成分对钢性能的影响钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧（O）、氮（N）、钛（Ti）、钒（V）等元素，这些元素虽然含量少，但对钢材性能有很大影响：1．碳是决定钢材性能的最重要元素。

6、当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。2.硅、锰硅、锰是钢中的有益元素。大部分溶于铁素体中，当硅含量小于1％时，可提高钢材的强度，对塑性、韧性影响不大；锰一般含量在1％～2％之间，除强化外，能消弱硫和氧引起的热脆性，且改善钢材的热加工性。3.磷、硫磷、硫是钢中有害的元素。随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显著降低。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材的

7、可焊性显著降低。硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。钢材的主要力学性能钢材的力学性能主要有抗拉性能、冷弯性能、冲击韧性、硬度等。抗拉性能抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。建筑钢材的抗拉性能，可用低碳钢受拉时的应力一应变图来阐明，图中明显分为以下四个阶段：低碳钢受拉时的应力-应变图①弹性阶段(OA段)②屈服阶段(AB段)③强化阶段(BC段)④颈缩阶段(CD段)伸长率的测量％弹性阶段(OA段)：在OA阶段，如卸去荷载，试件将恢复原状，表现为弹性变形，与A点相对

8、应的应力为弹性极限。此阶段应力与应变成正比，即产生单位弹性应变时所需的应力大小。它是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。屈服阶段(AB段)：当荷载增大，试件应力超过A时，应变增加的速度大于应力增长速度，应力与应变不再成比例，开始产生塑性变形。图中B上点是这一