2 钢结构材料

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1、第二章钢结构的材料(Mechanicalpropertiesofstructuralsteel)§2-1概述(Introduction)§2-2钢材的生产(Production)§2-3钢材的主要性能(Mainmechanicalproperties)§2-4各种因素对钢材性能的影响(Effectsoffactorsofsteel’smicrostructureandcompositionandenvironmentalconditions)§2-5钢材的疲劳(Fatigue)§2-6建筑钢的种类、规格和选用(Types,specificacionsandsel

2、ection)本章学习要点(KeypointsinCh2)了解钢材的生产过程(Productionprocedure)和组织构造(Microstructure)，钢材的种类(types)、规格(Specificacions)及选用原则(selectionprinciple)；掌握钢材的主要性能要求(Mainmechanicalrequirements)，以及各种因素对钢材性能(behaviors)的影响(effect)。§2.1概述(Introduction)钢结构钢材须满足的基本要求(structuralsteel’sbasicreqiurements)：较高

3、的强度(highstrength)fy高可以减小截面，从而减轻自重，节约钢材，降低造价。fu高可以增加结构的安全保障。(ahigherfyleadstosmallersectionanddecreasetheweight,reducethecost;ahigherfuenhancesthesecurityandreliability)有很好的塑性和韧性，即足够的变形能力(betterplasticityandtoughnessorductility,i.e.betterdeformationresistance)良好的制造加工性能（冷、热加工、可焊性）(easy

4、tobemashinedandmanufactured－cold-formed,hot-rolled,weldability)§2.1概述(Introduction)钢结构钢材须满足的基本要求(structuralsteel’sbasicreqiurements)：特殊工作条件下的某些特有性能(specialstructuralsteel)。如低温(lowtemperature)、有害介质(corrosiveaction)及疲劳(fatigue)等。根据以上各项要求，钢结构规范(Structurallsteeldesigncodes)（GB50017-2003）

5、推荐用钢：《规范》推荐承重结构宜采用普通碳素钢(carbonstructuralsteel)Q235钢和低合金结构钢(lowalloystructuralsteel)Q345钢、Q390钢及Q420钢。§2.2钢材的生产2.2.1钢材的冶炼(smeltingandrefining)包括炼铁(puddling)、炼钢(steel-making)和轧制(rolling)三道工序1.炼铁(puddling)2.炼钢(steel-making)●转炉钢(convertorsteel)——质量较差，杂质含量较多。空气底吹转炉钢——质量甚差，国内已不生产。空气侧吹转炉钢——

6、质量略差，各项性能不如氧气顶吹转炉钢。氧气顶吹转炉钢——有害元素少、杂质少、纯洁度高；质量和加工性能都接近平炉钢；生产效率高，成本低，投资省，建厂快。●平炉钢——原料广泛，容积大，广量高，冶炼工艺较简单，钢材质量优良，化学成分稳定（偏析度小），机械性能可靠，能冶炼各种用途的钢。缺点为生产成本高，建厂规模大，工期长，投资大。●电炉钢(electricsteel)——质量最好，成本最高，土建少用。转炉炼钢平炉炼钢电弧炉炼钢3.钢材的浇注(steelcasting)和脱氧(deoxidation)●脱氧剂——Mn、Si等●沸腾钢——用Mn脱氧，不充分，质量不好，成本低

7、。●镇静钢——除锰外，还用硅和铝为脱氧剂，脱氧完全，质量好，成本高。●半镇静钢——介于沸腾钢和镇静钢之间。2.2.2钢材的组织构造(Microstructure)和缺陷(defects)1.Whatismicrostructure?“组织结构”晶格示意图(crystalstructure)体心立方晶格面心立方晶格密排六方立方晶格片状珠光体（1000倍）针状和块状铁素体（100倍）2.缺陷(Defectsandimperfection)钢结构的缺陷类型(defectsandimperfectiontypes)1.钢材的先天性缺陷①化学成分缺陷(Chemicalco

8、mposition)（2