《建筑钢材》ppt课件

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1、第七章建筑钢材本章概述钢的冶炼、加工及分类方法；建筑钢材的力学性能和工艺性能；钢的化学成分对钢材的性能的影响；钢材的压延加工和热处理；建筑钢材的牌号与应用等。第一节概述钢铁材料包括生铁和钢材。生铁是铁矿石在高炉内通过焦炭还原而得到的铁碳合金。钢是用生铁冶炼而成的。将生铁在熔融状态下进行氧化，除去过多的碳及杂质即得钢液。钢材的分类按脱氧程度的不同，钢材可分为：沸腾钢：脱氧不充分，代号“F”镇静钢：脱氧充分，代号“Z”半镇静钢：脱氧程度介于“F”与“Z”之间，代号“b”特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ

2、”按化学成分，可分为：按含碳量的多少，可分为低碳钢（C<0.25%）、中碳钢（０.25%≤C≤0.6%）和高碳钢（C>0.6%）。按合金元素的含量，可分为非合金钢、低合金钢及合金钢三大类。按钢材质量，可分为：普通质量钢、优质钢和特殊优质钢。按主要性能和使用特性，可分为：结构钢：建筑结构、机械结构（低、中碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）特殊钢：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）专门用途钢：桥梁钢、铁道用钢、船舶用钢、低温压力容器用钢等第二节建筑钢材的力学性能和工艺性能力学性能（1）抗拉性能——是建

3、筑钢材最重要的力学性能。拉伸过程分四个阶段：OA：弹性阶段AB：屈服阶段BC：强化阶段CD：颈缩阶段抗拉屈服强度（σs）是指钢材在拉力作用下，开始产生塑性变形时的应力。有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢），应采用产生残余变形为0.2%时的应力作为屈服强度,记为σ0.2。抗拉极限强度（σb）是指试件破坏前，应力－应变图上的最大应力值，亦称抗拉强度。屈强比（σs/σb）是指钢材的抗拉屈服强度与极限强度的比值。屈强比是钢结构和钢筋混凝土结构中选用钢材的一个质量指标。屈强比值越小，结构可靠性越高，

4、安全性越高，但利用率降低，浪费增大。伸长率（δ）意义：值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性增强，安全性增强。值有两种：5—表示L0=5d0，d0——钢材直径；10—表示L0=10d0。Lo——试件原始标距长度，mm；L1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mm。钢材的化学成分、晶粒度、环境温度对冲击韧性有很大的影响。此外，钢材中微裂隙以及晶界析出物等都会使冲击韧性显著下降。（2）冲击韧性——指钢材抵抗冲击荷载的能力。（3）硬度建筑材料常用的硬度指标是布氏硬度。硬度的大小，可以

5、用来判断钢材的软硬，有可以及近似地估计钢材的抗拉强度。一般来讲，硬度高，耐磨性较好，但脆性亦大。2.工艺性能（1）可焊性焊接会使焊缝及其附近区域内的钢材发生组织构造的变化，产生局部变形、内应力和局部变硬变脆，甚至在焊缝周围产生裂纹，降低钢材质量。是指钢材在常温下承受静力弯曲时所容许的变形能力。判定标准：若试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，认为冷弯性能合格。冷弯试验意义：能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。也能对钢材的焊接质量进行严格的检验。（2）

6、冷弯性能第三节钢的晶体组织、化学成分对其性能的影响1.钢的基本晶体组织钢的基本组分是铁和碳。铁原子和碳原子之间的结合方式有三种基本方式：固溶体、化合物及二者之间的机械混合物。由于铁与碳结合方式的不同，碳素钢在常温下形成的基本晶体组织有以下三种：铁素体和奥氏体铁素体：碳在α-Fe中形成的固溶体。铁素体强度和硬度低，塑性好，伸长率大。奥氏体：碳在γ-Fe中形成的固溶体。奥氏体是强度、塑性和韧性都很高的组织。渗碳体渗碳体是铁与碳的化合物，分子式为Fe3C，含碳量高达6.67％。渗碳体塑性差，性质硬脆，抗

7、拉强度低。珠光体是铁素体和渗碳体的混合物。其含C为0.8％，通常为层状结构。珠光体性能介于铁素体和渗碳体之间。2.钢的基本晶体组织的相对含量与含碳量之间的关系亚共析钢含碳量小于0.8％时，钢的基本晶体组织由铁素体和珠光体组成。共析钢含碳量为0.8％时，钢的基本晶体组织仅为珠光体组成。过共析钢含碳量大于0.8％时，钢的基本晶体组织由珠光体和渗碳体组成。第四节化学元素对钢材性能的影响碳含碳量增加，钢的伸长率和冲击韧性逐渐下降，但硬度增大，抗拉强度则在C＜0.8％时随含C量的增加而逐渐提高。C＞0.8％

8、时则逐渐下降。含碳量增加，将使钢材的冷弯性能、焊接性能下降。硅当钢中含Si量小于1％时，能显著提高钢的强度，而对塑性和韧性没有明显影响。当含硅量超过1％时，钢的塑性和韧性会显著降低，冷脆性增加，可焊性变差。锰锰能消除钢的热脆性，改善热加工性。当含量在0.8％～1％时，可显著提高钢的强度和硬度，而几乎不降低其塑性和韧性。磷磷能固溶于铁素体中，使钢的强度提高，但塑性降低，韧性显著下降。磷可显著增加钢的冷脆性，使冷弯性能急剧降低，可焊性变差。硫硫使钢的热脆性增加，热加工性和可焊性降低，还