《建筑钢材》PPT课件

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1、第2章建筑钢材概述1、建筑钢材指建筑工程中所用的各种钢材，包括钢结构用的各种型钢（圆钢、角钢、槽钢和工字钢等）、钢筋混凝土结构中用的各种钢筋和钢丝、围护结构和装修工程用的各种深加工钢板和复合板。概述2、建筑钢材的优缺点①自重轻、强度高②品质均匀、性能可靠③弹性、塑性、韧性好④易于连接，可加工性好，施工方便、快捷⑤易腐蚀⑥耐热、耐高温、防火性能差。主要内容钢材的化学组成、结构与分类建筑钢材的力学性能钢材的加工工艺钢材的防火和防腐蚀建筑钢材的品种与选用第一节钢材的化学组成、结构及分类钢是由铁、碳、合金元素及杂质组成。碳C：是决定钢材性能的主要元素。当碳含量：>2%时，称为铁；≤2%

2、时，称为钢。有益元素：主要有硅Si、锰Mn、鈦Ti、钒V、铌Nb等。有害元素：主要有磷P、硫S、氧O、氮N等。一、钢材的化学成分及其对性能的影响二、钢材的晶体结构名称含碳量%结构特征性能铁素体≤0.06碳溶于α铁中的固溶体强度、硬度很低，塑性好，冲击韧性好渗碳体6.67化合物Fe3C抗拉强度较高，硬脆，很耐磨，塑性几乎为零珠光体0.8铁素体与Fe3C的机械混合物强度较高，塑性、韧性介于铁素体和渗碳体之间钢的基本晶体组织C的存在方式：固溶、化合物、机械混合物形成三种组织：铁素体、渗碳体、珠光体--（碳(C)与铁的化合）二、钢材的晶体组织铁素体珠光体渗碳体晶体组织含量%碳素钢基本组

3、织相对含量与含碳量的关系含碳量，%00.40.81.21.62.0三、钢的分类⑴按化学成分：低碳钢含碳量<0.25%碳素钢中碳钢含碳量0.25～0.6%高碳钢含碳量>0.6%低合金钢合金含量<5%合金钢中合金钢合金含量5～10%高合金钢合金含量>10%⑵按脱氧程度分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢。⑶按品质分：普通钢、优质钢、高级优质钢。⑷按用途分：结构钢、工具钢、特殊性能钢。⑸按冶炼方法分：氧气转炉法、平炉法、电炉法三、钢的分类第二节建筑钢材的力学性质一、抗拉性能2、强屈比：b/s强屈比愈大，钢材工作的可靠性愈大，安全性也愈高。一般应大于1.21、拉力试验：将钢材的

4、受力过程分以下为四个阶段：①弹性阶段(OA)：p(弹性极限)②屈服阶段(AB)：s(屈服强度)③强化阶段(BC)：b(抗拉强度)④颈缩破坏阶段(CD)应力应变OABCD低碳钢受拉的应力-应变曲线sbp一、抗拉性能注：⑴标距lo通常有5do、10do；⑵对同一种钢材，通常δ5>δ103、塑性指标①伸长率：②断面收缩率：延伸率愈大，断面收缩率愈大，说明钢材的塑性愈好！对其进行拉伸试验，测得的应力应变曲线无明显的屈服点。规定：以发生残余变形达到原始标距L0的0.2%时所对应的应力值作为屈服极限。用0.2表示一、抗拉性能4、硬钢的屈服强度硬钢受拉时的应力-应变曲线应变

5、O0.2%0.2指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。要求：在规定弯曲程度下，弯曲处无裂纹、断裂、起层等现象，为冷弯合格。二、冷弯性能二、冷弯性能弯曲程度：包括①弯曲角度；②弯心直径与试件厚度（或直径）的比值：d/a压头试件可见，弯曲角度愈大，d/a值愈小，冷弯性能愈好。三、冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。试件装置V型缺口试件测定：面积冲击功值愈大，钢材的冲击韧性愈好！①材料的缺陷②使用温度：材料的冲击韧性随使用温度下降而下降。开始时下降的缓慢，当达到一定温度时，突然下降而呈脆性，此现象称为“冷脆性”，此时的温度是“脆性转变温度”。③使用时间：随时间的延长钢材表现为强度提高

6、，塑性和冲击韧性下降，称为“时效”。因时效导致性能改变的程度称为“时效敏感性”。三、冲击韧性影响因素：指钢材表面的局部体积内，抵抗外物压入产生塑性变形的能力。测定方法：有布氏法、洛氏法、维氏法。硬度大小是材料强度、塑性及韧性等性能的综合反映。四、硬度疲劳破坏：指钢结构或构件在交变应力作用下的，当应力远小于钢材抗拉强度时，发生断裂的现象。疲劳破坏的危险应力用疲劳强度（极限)σr表示。五、耐疲劳性疲劳曲线示意图测试方法：疲劳试验中，试件在交变应力作用下，于规定的周期基数（200万次或400万次以上）内不发生断裂，所承受的最大应力。钢材在重复荷载作用下，抵抗疲劳破坏的性能。一、冷加工

7、工艺二、时效强化三、热处理工艺四、钢材的焊接第三节钢材的加工工艺一、冷加工工艺1、冷加工强化在常温下对钢材进行加工，使其产生一定的塑性变形，使屈服强度和硬度显著提高，塑性和韧性明显下降。亦称冷加工硬化或冷作强化处理。2、作用（工程意义）：⑴屈服强度提高，抗拉强度基本不变。⑵节约钢材。⑶除锈、调直。方法：有冷拉、冷拔、冷轧，俗称三冷作业。二、时效强化1、时效：钢材在长时间的搁置中，尤其在经冷加工后，会自发地呈现强度和硬度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐降低的现象。人工时效：将经过冷加工的钢筋加热到1