建筑钢材ppt课件

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1、第六章建筑钢材钢结构厂房2钢结构桥梁3教学要求：了解钢材的分类；认识建筑钢材的力学性质：拉伸性能，冷弯性能、冲击韧性和硬度；了解建筑钢材的化学成分对钢材性能的影响；了解钢材的冷加工、热处理和焊接；教学重点、难点：建筑钢材的的标准及选用；6.1概述一、钢材1、定义：钢材是一种以铁为主要元素、含碳量一般在2%以下，并含有其他元素（磷P、硫S、氧O、氮N、硅Si和锰Mn)的材料；钢的化学成分：主要：Fe合金元素：C、Si、Mn、Ti、V、Nb杂质：P、S、O、H2、建筑钢材的特点优点：抗拉强度高、塑性和韧性好能承受冲击和振动荷载易于

2、加工成板材、型材和线材良好的焊接和铆接性能缺点：易锈蚀、维护费用高耐火性差生产能耗大3、建筑钢材：建筑钢材是指建筑工程中用的各种钢材。建筑钢材主要包括：钢结构用各种型材（如工字钢、角钢、方钢、圆钢、扁钢等）；板材（如钢板等）；混凝土用各种钢筋、钢丝和钢绞线等；钢结构用各种型材示意图6.1钢的冶炼加工与分类钢一般是由生铁在炼钢炉中熔炼而成的；生铁中含有较多的碳（通常为2%~4.5%）和其他的杂质；炼钢的实质：把熔融的生铁进行氧化，使含碳量降低到2%以下，并且使其他杂质降低到容许的范围；二、钢的分类1、国标《钢分类》（GB/T13

3、304—91）规定----按合金元素含量分为：非合金钢（低碳钢、中碳钢、高碳钢）低合金钢合金钢2.按质量等级分为三大类普通质量钢优质钢高级优质钢3.钢材按用途分为三大类：（1）结构钢：最常用的钢种（碳素结构钢和低合金高强度结构钢）；（2）工具钢：用于各种切削工具的钢；（3）特种钢：具有特殊性能的钢，如耐酸钢、耐热钢、不锈钢等；二、钢的冶炼和脱氧及其对钢材质量的影响1、大规模炼钢的方法主要有：（1）转炉钢（2）平炉钢（3）电弧炼钢2、钢的脱氧（1）沸腾钢：仅用弱脱氧剂锰铁进行脱氧，脱氧很不完全的钢；（2）镇静钢：用必要数量的硅

4、、锰和铝等脱氧剂进行彻底脱氧而得到的钢；（3）半镇静钢：脱氧程度以及钢的质量介于沸腾钢和半镇静钢之间；总结：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素结构钢和低合金高强度结构钢；6.2建筑钢材的主要技术性能一、力学性能1、抗拉性能2、冲击韧性3、硬度二、工艺性能1、可焊性2、冷弯性能一、力学性能1、抗拉性能一、力学性能弹性阶段（I）：OA段是一条直线，应力与应变成正比，A为弹性极限强度；屈服阶段（II）：AB段，钢材失去了弹性变形的能力，应力增加不大，但应变迅速增加，发生了屈服现象。强化阶段（III）：BC段，钢材内部组织发生了变化，提

5、高了抵抗外力的能力。颈缩阶段（IV）：CD段，变形迅速发展，应力下降，到D点发生试件的破坏。低碳钢受拉到拉断，共经历了四个阶段：钢筋的拉伸实验钢筋塑性的表示指标:伸长率：试件拉段后，标距长度的增量与原标距长度之比断面收缩率：是指断面口处的面积收缩量与原面积之比一、力学性能2、冲击韧性冲击韧性试验图一、力学性能3、硬度二、工艺性能1、可焊性二、工艺性能2、冷弯性能冷弯性能：指钢材在常温下承受弯曲的能力。冷弯曲实验一般是把钢材按规定的角度（90°或180°）与n（n=弯心直径d/钢材的厚度或直径a）进行弯曲。钢材冷弯(a)试样安装

6、；(b)弯曲90°；(c)弯曲180°；(d)弯曲至两面重合；(e)规定弯心6.3钢的冷加工和热处理一、冷加工强化和时效处理1、冷加工：指的是钢材在常温下进行的加工，常见的有冷拔、冷拉、冷轧、冷扭、刻痕等；强化效果：屈服点和硬度提高塑性降低冷拔钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化一、冷加工强化和时效处理2、时效：钢材随着时间的延长，强度和硬度提高，而塑性、韧性下降的现象；在冷加工状态下，时效性特别明显。一般建筑用钢筋常利用冷加工、时效作用来提高钢筋的强度。自然时效:将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20ｄ；人工时效:将经过冷拉的

7、钢筋加热到100～200°Ｃ并保持一段时间；以上两个过程都称为时效处理。工地或预制厂钢筋混凝土施工中常利用这一原理，对钢筋或低碳钢盘条按一定制度进行冷拉或冷拔加工，意义在于：（1）对比使用要求的强度偏低和塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢筋进行冷拉或冷拔并时效处理，以提高屈服强度和利用率，节省钢材（2）调直、除锈的作用（3）加工所用机械简单，容易操作，效果明显二、钢材的热处理热处理：将钢材按规定的温度，进行加热、保温和冷却处理，改变钢材组织，得到所需性能的一种工艺。基本的热处理工艺有：（1）淬火：加热急冷—钢材强度提高，硬脆性增加（2

8、）回火：加热冷却—内应力消除，硬脆性降低，韧性改善（3）退火：加热，缓慢冷却—塑性、韧性改善（4）正火：加热冷却—强度提高，塑性降低，内应力消除。淬火回火三、钢的化学成分对钢材性质的影响一般钢：碳、磷、硫、氧、氮等合金钢：为改善钢材的某些性质，特意加入的元素，如锰、硅、钒、钛