《建筑钢材》PPT课件.ppt

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1、第6章建筑钢材石家庄铁道大学建筑材料基本要求概述钢材的生产与分类钢材的化学成分与晶体组织钢材的主要技术性能钢材的冷强化及时效、热处理和焊接钢材的防火和防腐蚀建筑钢材的品种与及选用主要内容基本要求教学目标掌握建筑钢材的主要技术性质和技术标准；掌握建筑钢材的品种和选用方法；了解钢材化学组成、钢材的腐蚀与防止。重点建筑钢材的主要技术性能常用建筑钢材的标准及选用定义特点应用意义一、概述指用于工程建设的各种钢材。包括钢筋钢丝型钢钢板钢管（一）定义优点比强度高塑性好、韧性好能承受冲击和振动荷载缺点易生锈耐火性能差维护费用大（二）特点建筑钢材可用于：大跨度结构多层及高层结构受动荷载作用的

2、工业厂房马里塔罗水坝钢桥（三）应用建筑钢材是建筑工程中常用的材料钢材的品种多，性质差别大，为了掌握钢材的合理使用，应对钢材的生产、组成、性质和用途等知识有一定的理解。（四）意义二、钢材的生产与分类钢材的生产钢材的分类生铁：铁碳合金，C含量高，约为2.06％~6.67％，并含较多杂质。钢：铁碳合金，铁Fe为主要元素：碳C含量≤2.06％，杂质元素：Mn、Si、S、P、H、O、N等，含量少。冶炼生铁钢生铁中的碳氧化，降低含C量，除去杂质元素，降低其含量（一）钢材的生产钢锭钢材的生产过程焦炭铁矿石溶剂高炉熔融生铁冶炼氧化还原钢铸锭钢材加工冶炼目的：除去生铁中的碳原理：通过将熔融的

3、生铁进行氧化，使碳的和杂质含量降低到预定范围内所以，在理论上含碳量在2%以下，并/或含有其他合金元素及少量杂质的铁碳合金。冶炼方法：转炉法平炉法电炉法（一）钢材的生产铸锭概念：将冶炼好的钢液注入钢模，冷凝后便形成柱状的钢锭（钢坯）的过程。脱氧：钢材铸锭前要进行脱氧处理原因是由于钢在冶炼过程中，部分铁被氧化多余氧化铁的存在，使钢的质量变差。钢种：沸腾钢、半镇静、镇静及特殊镇静钢化学偏析：钢液在铸锭过程中，由于内部某些素在铁的液相中的溶解度高于固相，使这些元素向凝固较迟的中心富集，导致化学成分在钢锭截面上分布不均匀的现象。（一）钢材的生产压力加工原因：钢在铸锭中存在化学偏析、缩

4、孔、气泡、晶粒粗大、组织不致密等缺陷。热加工定义：将钢锭重新加热直一定温度，使其呈塑性状态，再施加压力改变其形状。性能：使钢内部分气泡焊合，疏松组织致密，提高强度和质量冷加工定义钢材在常温下进行的压力加工。方式：冷拉、冷拔、冷轧性能：提高钢材的强度和硬度（一）钢材的生产低碳钢：<0.25%中碳钢：0.25%～0.6%高碳钢：>0.6%合金钢低合金钢：<5%中合金钢：5%～10%高合金钢：>10%碳素钢（二）钢材的分类化学成分普通钢：≤0.050%，≤0.045%优质钢：≤0.035%，≤0.035%高级优质钢：≤0.025%，≤0.025%，牌号后加“高”或“A”特级优质钢

5、：≤0.015%，≤0.015%，牌号后加“E”含硫量含磷量高低钢材质量（二）钢材的分类沸腾钢：脱氧不充分，代号“F”半镇静钢：介于F与Z之间，代号“b”镇静钢：脱氧充分，代号“Z”特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”结构钢：建筑结构、机械制造（低、中碳钢）工具钢：各种工具（高碳钢）特殊钢：具有特殊物理、化学或机械性质（不锈钢、耐热钢、耐酸钢、）脱氧程度结构用途（二）钢材的分类以下为沸腾钢（A）与镇静钢（B）两钢锭的纵剖面，请观察其结构差别，讨论其性能差异。观察与讨论(B)镇静钢(A)沸腾钢解答：从图中可见，沸腾钢的气泡明显多于镇静钢，沸腾钢是脱氧不完全的钢，浇铸后在钢液冷却

6、时有大量一氧化碳气体外逸，引起钢液剧烈沸腾。沸腾钢内部杂质和夹杂物多，化学成分和力学性能不够均匀、强度低、冲击韧性和可焊性差，但生产成本低，可用于一般地建筑结构。而镇静钢是指在浇铸时，钢液平静地冷却凝固，基本无一氧化碳气泡产生,是脱氧较完全的钢。钢质均匀密实，品质好，但成本高。镇静钢可用于承受冲击荷载地重要结构。　　此外，还有比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的钢，其质量最好，称特殊镇静钢，其使用于特别重要的结构工程。脱氧程度与质量介于镇静钢和沸腾钢之间的钢，称为半镇静钢，其质量较好。观察与讨论工程概况：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成，使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因

7、。案例分析钢结构屋架坍塌钢结构屋架首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。解答：案例分析三、化学成分与晶体组织钢材的晶体组织钢材的化学成分钢是以铁为主的Fe—C合金。晶体组织：Fe—C合金在一定条件下形成具有一定形态的聚合体，称为的组织。在显微镜下可以观察到它们的微观形貌，有四种：铁素体珠光体渗碳体奥氏体（一）钢材的晶体组织钢的基本晶体