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《金属材料》PPT优质课件
在常温下，大多数非金属元素 所组成的单质是气体，也有一些 是固体，溴( Br)是唯一的在常温 下星液体的非金属单质。固体非 金属较脆，用锤子敲击时，它们 中的大多数很容易碎裂甚至变成 粉末。
现有一种单质，要分辨它是金属还是非金属，你可以用到哪些方法?
金属具有良好的导电性、导热性和延展性，而非金 属的导电、导热性能均较差，也没有延展性。
第一节
金属材料
金属材料在日常生活用品、房屋建筑、交通工具以及工农业 生产中都有广泛的用途。
金属可以拉成细丝，做成导线用于导电;金属 很容易根据外观来辨认。金属还具有哪些不同 于其他物质的性质呢?
金属都有特殊的光泽。大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金(Au) 呈金黄色，铜(Cu)为紫红色。除汞(俗称水银)外，所有金属在室温下都是 固体。大多数非金属没有光泽，外表暗淡。
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以发现，日常生活中有许多物品是由金属材料制成的。
把一种金属跟其他- -种或几种金属(或非金属) 一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合 金(alloy)合金往往比纯金属具有更好的性能。
钢是一种由碳和铁等元素形成 的合金，质地坚硬，有弹性和延 展性，机械性能好，可用来制作 坚硬的汽车车身及刀具、量具和 模具等，是最常见、应用较广的 一种合金材料。
记忆合金
一些特定成分的合金(如镍钛合金)，在外力作用下会发生变形， 当把外力去掉后，在一定的温度条件下，能恢复原来的形状。这种 合金具有百万次以上的回复功能，人们形象地称之为“记忆合金”。 记忆合金在航空、军事、工业、农业、医疗等领域有着重要的用途， 从而使得金属的应用又向前跨进了一步。例如，在做牙齿矫形时， 人们就是利用记忆合金在一定温度下做成矫形弓丝，矫形弓丝为了 恢复原来的形状，便对牙齿施力，于是牙齿在记忆合金的作用下变 得整齐好看。而用记忆合金制作的眼镜架，如图2-4所示，则具有良 好的弹性、强度和抗拉性能。
装饰材料学 金属装饰材料PPT演示课件
12
不锈钢板
装饰不锈钢以其特有的光泽、质感和现代化的气息，既可作为装饰材料， 也可作为承重构件，被广泛用于室内外墙柱饰面、幕墙、电梯间护壁、门 口包镶及室内外楼梯扶手、护栏等处的装饰。
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不锈钢板
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不锈钢板
15
不锈钢板
16
不锈钢板
不锈钢板材厚度一般在0.6mm~2.0mm之间，有亚光板、 亮光板、砂光板之分。 板材规格为：1000 X 2000mm、1200 X 3050mm等。
由于铜的强度不高，塑性大，工程中一般采用加入锌、锡等元素的合金铜 做装饰材料。 在现代建筑中，铜仍是高级的装饰材料，由于成本较高，常用于高级装饰 工程中需要点缀的部位。如宾馆、饭店等建筑中楼梯的扶手、栏杆、防滑 条等。有时还用铜包柱，光彩夺目、美观雅致、光亮耐久，体现了华丽、 高雅的氛围。除此之外，还可以用于外墙板、执手、把手、门锁、纱窗。 在卫生器具、五金配件等方面，铜材也有着广泛的用途。
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彩色不锈钢板
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彩色不锈钢板
20
彩色不锈钢板
21
彩色不锈钢板规格
板材厚度0.8mm、0.9mm、1.2mm等，规格为1000 X 2000mm、1200 X 3050mm等。
22
铝合金
铝元素占地壳组成的8.31%，仅次于氧和硅。铝为银白色，属于有色金属，铝合金 是在铝中加入镁、铜、硅等元素形成的。随着炼铝技术的提高，目前铝和铝合金已 经成为一种被广泛应用的金属装饰材料。 特点： 1、质轻（铝合金门窗每平方米铝型材耗量为4.5kg~5.5kg，而钢门窗耗量为 15kg~20kg） 2、抗腐蚀强、防火、防潮、塑性好。 3、色泽美观（可以镀成银白色、古铜色、蓝色、绿色等与建筑外观相匹配） 铝在低温环境中的塑性、韧性和强度不降低，常作为低温材料用于航空、航天工程 及制造冷冻食品的储运设备等。
不锈钢板
装饰不锈钢以其特有的光泽、质感和现代化的气息，既可作为装饰材料， 也可作为承重构件，被广泛用于室内外墙柱饰面、幕墙、电梯间护壁、门 口包镶及室内外楼梯扶手、护栏等处的装饰。
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不锈钢板
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不锈钢板
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不锈钢板
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不锈钢板
不锈钢板材厚度一般在0.6mm~2.0mm之间，有亚光板、 亮光板、砂光板之分。 板材规格为：1000 X 2000mm、1200 X 3050mm等。
由于铜的强度不高，塑性大，工程中一般采用加入锌、锡等元素的合金铜 做装饰材料。 在现代建筑中，铜仍是高级的装饰材料，由于成本较高，常用于高级装饰 工程中需要点缀的部位。如宾馆、饭店等建筑中楼梯的扶手、栏杆、防滑 条等。有时还用铜包柱，光彩夺目、美观雅致、光亮耐久，体现了华丽、 高雅的氛围。除此之外，还可以用于外墙板、执手、把手、门锁、纱窗。 在卫生器具、五金配件等方面，铜材也有着广泛的用途。
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彩色不锈钢板
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彩色不锈钢板
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彩色不锈钢板
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彩色不锈钢板规格
板材厚度0.8mm、0.9mm、1.2mm等，规格为1000 X 2000mm、1200 X 3050mm等。
22
铝合金
铝元素占地壳组成的8.31%，仅次于氧和硅。铝为银白色，属于有色金属，铝合金 是在铝中加入镁、铜、硅等元素形成的。随着炼铝技术的提高，目前铝和铝合金已 经成为一种被广泛应用的金属装饰材料。 特点： 1、质轻（铝合金门窗每平方米铝型材耗量为4.5kg~5.5kg，而钢门窗耗量为 15kg~20kg） 2、抗腐蚀强、防火、防潮、塑性好。 3、色泽美观（可以镀成银白色、古铜色、蓝色、绿色等与建筑外观相匹配） 铝在低温环境中的塑性、韧性和强度不降低，常作为低温材料用于航空、航天工程 及制造冷冻食品的储运设备等。
第1节 金属材料(课件 32张ppt).ppt
合金的特性：
根据以上实验可得到合金与组成它们的纯金属的性质有何异同？
1、 一般地，合金的硬度和强度高于组成它们的纯金属。
2、 合金的熔点低于组成它们的纯金属。
3、 一般地，合金的抗腐蚀性能强于组成它们的纯金属。
合作探究
延展性
导电性
导热性
密度
硬度
金属
良好
良好
良好
大多密度较大
一般较大
非金属
不具有延展性
大多较差（石墨较好）
大多为热的不良导体（石墨较好）
大多密度较小
一般较小，但差异很大（金刚石硬度极大，而石墨硬度就较小）
金属一定能导电、导热，但能导电导热的单质不一定 是金属。如非金属石墨也能导电，也能导热。
为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？
用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富无毒轻便耐磨耐腐蚀美观、易加工
金称为形状记忆合金。
记忆合金
1932年,瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，即合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。
状态
固态
铝、锌、铁、碳、硫、磷
汞、溴
液态
金属都有特殊的金属光泽，非金属大多无光泽
金属大多呈银白色或灰色，非金属大多外表暗淡
金属常温下呈固态，汞除外，非金属常温下大多是气态或固态，溴除外
总结一下
金属
非金属
光泽
特殊的金属光泽
大多数无金属光泽
颜色
大多数银白色或灰色（铜：紫红色，金：金黄色）
多种颜色，大多外表暗淡
钢
(1)成分
《金属材料》PPT优秀课件
第2章 物质转化与材料利用
第一节 金属材料
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
3.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。 下列性质属于金属共性的是( D ) A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体 C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
3.一种新型金属由于其密度小、延展性好、耐腐蚀性
强,在航空、航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合
金而被广泛应用。该金属是( B)
A.锌
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
答：防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易 发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应 ，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
新型材料
记忆合金
根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪 些用途？
三、金属的污染和回收利用
1、金属的污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾； （2）大量工业废弃的金属垃圾； （3）工厂排出含重金属的污水。
思考与讨论
金属污染可能引发哪些问题？ 我国是如 何解决这些问题的？
2、金属污染的危害
B.钛
C.镁
D.锰
4.保护金属资源的有效途径是( D ) ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物 ⑤寻找金属的代用品 A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤
第一节 金属材料
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
3.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。 下列性质属于金属共性的是( D ) A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体 C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
3.一种新型金属由于其密度小、延展性好、耐腐蚀性
强,在航空、航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合
金而被广泛应用。该金属是( B)
A.锌
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
答：防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易 发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应 ，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
新型材料
记忆合金
根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪 些用途？
三、金属的污染和回收利用
1、金属的污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾； （2）大量工业废弃的金属垃圾； （3）工厂排出含重金属的污水。
思考与讨论
金属污染可能引发哪些问题？ 我国是如 何解决这些问题的？
2、金属污染的危害
B.钛
C.镁
D.锰
4.保护金属资源的有效途径是( D ) ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物 ⑤寻找金属的代用品 A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤
建筑设计金属材料的应用ppt课件
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4.搪瓷钢板
• 搪瓷钢板是将瓷釉涂覆于钢板表面，通过高温焙烧，使瓷釉牢固紧密地附着 于金属表面而制成的。
• 搪瓷钢板具有类似玻璃的化学稳定性和金属强度，耐腐蚀，耐磨，耐水，耐 候，绝缘，坚硬度高，自洁性好，免维护并可制成各种色彩，室内外均可使 用。
• 搪瓷钢板在某些情况下可以代替价格较贵的不锈钢和有色金属等，更加经济。 • 缺点为高温，骤然的冷热变化以及外部冲击导致的钢板变形等因素可使搪瓷
墙面材料，水管等。现代建筑中常以铅板制成防辐射构件， 利用其密度大作为门板夹层以增强隔声效果。 • 有害健康
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七.钛板及钛合金板
• 金属钛呈银灰色，密度小强度高，具有优异的抗腐蚀性能， 膨胀系数小，属于不燃材料，良好的热强性，好的韧性和 抗疲劳性能，低温性能好，隔热性能佳。使用年限达百年。
再利用率高。 • 价格较高 • 可作为屋面，檐口，雨水管以及其他建筑构件，亦可用于建筑
墙面及屋面系统，体现建筑特殊的地位和性格。
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六.铅板
• 铅呈灰白色，是最软的贵金属，也是密度最大的金属之一。 • 延展性良好，耐腐蚀。 • 早起建筑中常用于石材间互相固定的连接件，屋面，檐口，
• 具有优异的耐久性和良好的自清洁性，硬度高，耐磨性好。 • 在建筑中常作为钢构件，室内装饰，室外墙板，屋顶材料等使用。
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五.锌板（钛锌合金板）
• 建筑中常用的锌板是一种以锌为主要成分添加了极少量钛，铝， 铜合金元素后形成的具有优良特性的现代金属材料。
金属装饰材料ppt课件
龙骨按用途分为隔墙龙骨及吊顶龙骨。隔墙龙骨一 般作为室内隔断墙骨架 。吊顶龙骨用作室内吊顶骨架。
它具有自重轻、刚度大、防火、抗震性能好、加工
安装简便等特点，适用于工业与民用建筑等室内隔墙和 吊顶所用的骨架。
四、建筑装饰用钢材及其制品
4、轻钢龙骨
（1）规格 轻钢龙骨按断面的宽度划分规格。断面有U 型、C型、T型、L型、墙体龙骨主要规格分为 Q50、Q75、Q100；吊顶龙骨按承载龙骨的规 格分为D38、D45、D50、D60。 •如：DC45*12*1.5表示形状为C型，宽度45mm，高
2、 低合金高强度结构钢
三、钢材的牌号与选用
一般是在普通碳素钢的基础上，添加少量的一种或几种合金 元素而成。常用的合金元素有硅、锰、钒、钛、铌、铬、镍及 稀土元素。其目的是为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨 性、耐蚀性及耐低温性能等。
低合金高强度结构钢综合性能较为理想，尤其在大跨度、 承受动荷载和冲击荷载的结构中更适用，而且与使用碳素钢相 比，可节约钢材20%~30%，但成本并不很高。
（2）焊接性能
钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝 及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力 学性能，特别是强度不低于原有钢材的强度。
二、钢材的技术性质
(a)试样安装； (b)弯曲90°； (c)弯曲180°；
(d)弯曲至两面重合；
(e)规定弯心
三、钢材的牌号与选用
1、 碳素结构钢
度12mm，厚度1.5mm的吊顶龙骨。
图11.4 龙骨断面形状示意图
四、建筑装饰用钢材及其制品
墙体龙骨构造，横龙骨是指墙体和建 筑结构的连接构件，竖龙骨是指墙体的 主要受力构件，通贯龙骨是指竖龙骨的 中间连接构件；
《建筑材料(第4版)》教学课件-第7章 建筑钢材
HRB400、HRB500、HRB600级钢筋的强度较高、塑性较好， 可用作普通钢筋混凝土结构的受力筋 和预应力钢筋混凝土的预应力筋。
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
钢筋牌号中带“E”的钢筋表示抗震性较好， 用于抗震一、二、三级的钢筋混凝土框架和斜撑构件。
§7.4 常用建筑钢材
二、冷轧带肋钢筋
1.定义：在热轧Ⅰ级盘卷钢筋的表面轧制出三面或两面横肋而形成的钢筋。 2.特点：强度高、与混凝土的粘结锚固力大。
4.技术性能：
尺寸偏差 质量偏差 力学性能 工艺性能
各项性能的质量标准， 详见《预应力混凝土用钢绞线》
（GB/T5224-2014）
§7.5 钢材的取样送检
一、按照相关标准和规范的规定进行进场验收 二、取样的组批规则、检测项目、样品数量、取样方法、
执行标准或规范如下表所示：
§7.5 钢材的取样送检
冷加工意义：提高钢材的屈服强度，节约钢材。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式：
1.
冷拉：采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后，
缓缓卸去荷载。
§7.3 钢材的冷加工
二、加工方式： 2. 冷拔：将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔，
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.钢筋标识： 钢筋牌号、生产许可证编号后3位(或厂家商标) 、规格直径三部分内容。
标识中带字母“E”表示是抗震性较好的钢筋。
§7.4 常用建筑钢材
一、热轧钢筋
3.热轧钢筋的应用： HPB300级钢筋的强度低、塑性好， 宜用作普通钢筋混凝土结构的受力筋和箍筋。
②尺寸偏差
《金属材料弯曲试验》 GB/T232-2010
建 筑 材 料PPT课件
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1.2 胶凝材料
图1-8 摊铺沥青路面
22
1.3 混凝土和砂浆
1.3.1 混凝土
23
1.3 混凝土和砂浆
1.混凝土的分类
4）按抗压强度分类 3）按使用功能和特性 分类 2）按胶凝材料的品种分 类 1）按表观密度分类
24
1.3 混凝土和砂浆
2.普通混凝土
1）普通混凝 土的主要优点
2）普通混凝土的 主要缺点
（3）具有一定的调温调湿功能。 （4）耐水性、抗冻性差。 （5）具有较好的防火性。
14
1.2.3 水玻璃
1.2 胶凝材料
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相 法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混 合后在反射炉中加热到1 400 ℃左右,生成熔融状硅酸 钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共 热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃。
为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,常在硅酸盐水泥熟 料中掺入适量的由混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。掺混合材料的硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合 硅酸盐水泥等。
18
1.2 胶凝材料
3.其他水泥
膨胀水泥
砌筑水泥
33）
44）
中热水泥、低
（4）硬化 时体积收 缩大。
12
1.2.2 石膏
1.2 胶凝材料
石膏是一种传统的胶凝材料,用作建筑材料具有悠 久的历史。由于建筑石膏及其制品具有质轻、高强、 耐火、隔声、绝热等一系列优良的使用性能,而且生产 工艺简单、使用方便,因此,石膏是一种理想的环保节 能型建筑材料。
13
1.2 胶凝材料
（1）凝结硬化快,且体积发生微膨胀。 （2）硬化制品的孔隙率大,保温、吸声性能好。
1.2 胶凝材料
图1-8 摊铺沥青路面
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1.3 混凝土和砂浆
1.3.1 混凝土
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1.3 混凝土和砂浆
1.混凝土的分类
4）按抗压强度分类 3）按使用功能和特性 分类 2）按胶凝材料的品种分 类 1）按表观密度分类
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1.3 混凝土和砂浆
2.普通混凝土
1）普通混凝 土的主要优点
2）普通混凝土的 主要缺点
（3）具有一定的调温调湿功能。 （4）耐水性、抗冻性差。 （5）具有较好的防火性。
14
1.2.3 水玻璃
1.2 胶凝材料
硅酸钠的生产方法分干法（固相法）和湿法（液相 法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混 合后在反射炉中加热到1 400 ℃左右,生成熔融状硅酸 钠；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共 热直接生成水玻璃,经过滤浓缩得成品水玻璃。
为了改善水泥性能,调节水泥强度等级,常在硅酸盐水泥熟 料中掺入适量的由混合材料及石膏共同磨细制成的水硬性胶凝 材料。掺混合材料的硅酸盐水泥可分为普通硅酸盐水泥、矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合 硅酸盐水泥等。
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1.2 胶凝材料
3.其他水泥
膨胀水泥
砌筑水泥
33）
44）
中热水泥、低
（4）硬化 时体积收 缩大。
12
1.2.2 石膏
1.2 胶凝材料
石膏是一种传统的胶凝材料,用作建筑材料具有悠 久的历史。由于建筑石膏及其制品具有质轻、高强、 耐火、隔声、绝热等一系列优良的使用性能,而且生产 工艺简单、使用方便,因此,石膏是一种理想的环保节 能型建筑材料。
13
1.2 胶凝材料
（1）凝结硬化快,且体积发生微膨胀。 （2）硬化制品的孔隙率大,保温、吸声性能好。
《金属屋面》课件
汇报人：PPT
金属屋面可以 根据建筑物的 风格、用途、 地理位置等因 素进行选择和 设计，以满足 不同用户的需
求。
金属屋面的应用场景
公共建筑：如学校、医院、 图书馆等
商业建筑：如商场、写字楼、 酒店等
工业建筑：如工厂、仓库、 物流中心等
住宅建筑：如别墅、公寓、 住宅小区等
农业建筑：如温室、养殖场、 仓库等
特殊建筑：如体育馆、展览 馆、博物馆等
生态友好： 采用环保 材料，减 少对环境 的影响
智能科技： 利用智能 技术，提 高建筑的和采光， 提高居住 者的健康 水平
循环利用： 采用可循 环利用的 材料，减 少建筑垃 圾的产生
社区融合： 与周边环 境相融合， 提高社区 的整体品 质
感谢您的观看
钛合金：轻质、高强度、耐腐蚀 锌合金：耐腐蚀、易加工、经济实惠 镍合金：耐腐蚀、高强度、易加工
金属材料的性能要求
耐腐蚀性：能够抵抗各种环境因素的腐蚀 耐候性：能够适应各种气候条件，如高温、低温、潮湿等 防火性：具有良好的防火性能，能够抵抗火灾 抗震性：具有良好的抗震性能，能够抵抗地震等自然灾害 环保性：不含有害物质，对环境友好 美观性：具有良好的外观和质感，能够与建筑风格相协调
智能化技术的应用
智能监控系统：实时监控金属屋面的状态，及时发现问题并报警 智能维护系统：自动检测金属屋面的损坏情况，并自动进行维护 智能能源管理系统：优化金属屋面的能源使用效率，降低能耗 智能安全系统：提高金属屋面的安全性，防止盗窃、火灾等事故发生
绿色建筑的发展趋势
节能环保： 采用可再 生能源， 减少能源 消耗
基础结构的搭建
基础结构设计： 根据建筑设计要 求，确定基础结 构的尺寸、形状 和材料
基础结构施工： 按照设计要求， 进行基础结构的 施工，包括挖土、 浇筑混凝土、安 装钢筋等
金属屋面可以 根据建筑物的 风格、用途、 地理位置等因 素进行选择和 设计，以满足 不同用户的需
求。
金属屋面的应用场景
公共建筑：如学校、医院、 图书馆等
商业建筑：如商场、写字楼、 酒店等
工业建筑：如工厂、仓库、 物流中心等
住宅建筑：如别墅、公寓、 住宅小区等
农业建筑：如温室、养殖场、 仓库等
特殊建筑：如体育馆、展览 馆、博物馆等
生态友好： 采用环保 材料，减 少对环境 的影响
智能科技： 利用智能 技术，提 高建筑的和采光， 提高居住 者的健康 水平
循环利用： 采用可循 环利用的 材料，减 少建筑垃 圾的产生
社区融合： 与周边环 境相融合， 提高社区 的整体品 质
感谢您的观看
钛合金：轻质、高强度、耐腐蚀 锌合金：耐腐蚀、易加工、经济实惠 镍合金：耐腐蚀、高强度、易加工
金属材料的性能要求
耐腐蚀性：能够抵抗各种环境因素的腐蚀 耐候性：能够适应各种气候条件，如高温、低温、潮湿等 防火性：具有良好的防火性能，能够抵抗火灾 抗震性：具有良好的抗震性能，能够抵抗地震等自然灾害 环保性：不含有害物质，对环境友好 美观性：具有良好的外观和质感，能够与建筑风格相协调
智能化技术的应用
智能监控系统：实时监控金属屋面的状态，及时发现问题并报警 智能维护系统：自动检测金属屋面的损坏情况，并自动进行维护 智能能源管理系统：优化金属屋面的能源使用效率，降低能耗 智能安全系统：提高金属屋面的安全性，防止盗窃、火灾等事故发生
绿色建筑的发展趋势
节能环保： 采用可再 生能源， 减少能源 消耗
基础结构的搭建
基础结构设计： 根据建筑设计要 求，确定基础结 构的尺寸、形状 和材料
基础结构施工： 按照设计要求， 进行基础结构的 施工，包括挖土、 浇筑混凝土、安 装钢筋等
金属材料ppt课件
金属材料PPT课件
目录
CONTENTS
• 金属材料概述 • 金属材料的性能 • 金属材料的制备与加工 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的应用 • 金属材料的发展趋势与展望
01 金属材料概述
金属材料的定义与分类
总结词
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的工程材料。根据成分和用途，金属材料可分为 多种类型。
要点二
详细描述
金属材料的发展可以追溯到古代的铜器时代，当时人们开 始使用铜制工具和武器。随着冶金技术的不断发展，钢铁 逐渐取代铜成为主要的金属材料。如今，随着科技的不断 进步，新型金属材料如钛合金、镍基合金等不断涌现，这 些材料具有更高的强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，为工 程领域的发展提供了更多可能性。
装配和调试
通过喷涂、电镀、化学镀等工艺对金属表 面进行处理，以提高其耐腐蚀、美观和功 能性。
将加工好的金属零件组装成完整的机械或 设备，并进行调试和性能测试。
金属材料的热处理
退火
将金属材料加热至适当温度，保温一段 时间后缓慢冷却，以消除内应力和提高
塑性。
淬火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却至室温，以获得高
硬度和耐磨性。
正火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却，以提高其硬度和 强度。
回火
将淬火后的金属材料加热至适当温度 ，保温一段时间后缓慢冷却，以稳定 其组织和性能。
04 金属材料的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型与机理
均匀腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，导致 整体性能下降。
局部腐蚀
金属表面某些区域受ห้องสมุดไป่ตู้集中腐蚀 ，如点蚀、缝隙腐蚀等。
目录
CONTENTS
• 金属材料概述 • 金属材料的性能 • 金属材料的制备与加工 • 金属材料的腐蚀与防护 • 金属材料的应用 • 金属材料的发展趋势与展望
01 金属材料概述
金属材料的定义与分类
总结词
金属材料是指由金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的工程材料。根据成分和用途，金属材料可分为 多种类型。
要点二
详细描述
金属材料的发展可以追溯到古代的铜器时代，当时人们开 始使用铜制工具和武器。随着冶金技术的不断发展，钢铁 逐渐取代铜成为主要的金属材料。如今，随着科技的不断 进步，新型金属材料如钛合金、镍基合金等不断涌现，这 些材料具有更高的强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，为工 程领域的发展提供了更多可能性。
装配和调试
通过喷涂、电镀、化学镀等工艺对金属表 面进行处理，以提高其耐腐蚀、美观和功 能性。
将加工好的金属零件组装成完整的机械或 设备，并进行调试和性能测试。
金属材料的热处理
退火
将金属材料加热至适当温度，保温一段 时间后缓慢冷却，以消除内应力和提高
塑性。
淬火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却至室温，以获得高
硬度和耐磨性。
正火
将金属材料加热至适当温度，保温一 段时间后快速冷却，以提高其硬度和 强度。
回火
将淬火后的金属材料加热至适当温度 ，保温一段时间后缓慢冷却，以稳定 其组织和性能。
04 金属材料的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型与机理
均匀腐蚀
金属表面均匀地发生腐蚀，导致 整体性能下降。
局部腐蚀
金属表面某些区域受ห้องสมุดไป่ตู้集中腐蚀 ，如点蚀、缝隙腐蚀等。
金属材料学(全套课件)
物理性能
化学性能
热处理可以改变金属材料的化学性能 ，如耐腐蚀性、抗氧化性等。例如， 不锈钢经过热处理后，其耐腐蚀性会 得到显著提高。
热处理对金属材料的物理性能也有显 著影响，如导热性、导电性、磁性等 。
04
金属材料的力学性能
金属的拉伸性能
拉伸试验
通过拉伸试验测定金属材料的强 度、塑性和韧性等力学性能指标
02
金属材料的晶体结构
金属的晶体结构类型
01
体心立方晶格（BCC）
体心立方晶格的晶胞是一个立方体，在其中心有一个原子，八个顶点上
各有一个原子。具有此晶格的金属有铬、钨、钼、铁、铌等。
02 03
面心立方晶格（FCC）
面心立方晶格的晶胞是一个立方体，在其八个顶点上各有一个原子，六 个面的中心各有一个原子。具有此晶格的金属有铝、铜、镍、铅、金等 。
铝合金
密度小、比强度高、耐腐蚀性好，用于航空 航天、汽车、电子等领域。
钛合金
比强度高、耐腐蚀性好、高温性能优异，用 于航空航天、医疗等领域。
金属材料的发展趋势与挑战
高性能化
轻量化
发展更高强度、更高韧性、更耐腐蚀的金 属材料，以满足高端制造的需求。
通过合金化、复合化等手段降低金属材料 的密度，以适应节能减排的要求。
包括模具设计、熔炼、浇注、冷却、落砂、清理 等步骤，影响铸件的质量和性能。
铸造合金
常用的铸造合金有铸铁、铸钢、铝合金等，具有 不同的铸造性能和机械性能。
金属的压力加工与成型工艺
压力加工
01
通过外力使金属坯料产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸
和性能的加工方法。
成型工艺
02
包括锻造、轧制、挤压、拉拔等，可生产各种形状和规格的金
单元2--建筑钢材ppt课件(全)
单元2 建筑钢材
【知 识 点】 • 建筑钢材的基本要求 • 钢结构常用钢材机械性能及影响钢材机械性能的因素 • 钢结构用钢种类规格及选用 • 钢材的堆放及检验 【教学目标】
知识目标 掌握建筑钢材的基本要求 理解钢结构常用材料的机械性能 了解影响钢材机械性能的因素
掌握钢结构用钢种类，规格及选用 了解钢材的堆放及验收要求
韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标常用冲击韧度。为保证结构 承受动力荷载作用下的安全，就要求钢材的韧性好、冲击韧度值高。 钢材的脆断常从裂纹和缺口等应力集中处产生，故钢材韧性通过 V 形缺口的夏比冲 击试验测得，见图 2-4 所示。 试验测得值为冲断试件所耗费的冲击功，表示符号为 Akv。钢材的韧性是钢材在塑性 变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力， Akv 值 愈高，材料在动荷载下抵抗脆性破坏的能力愈强，韧性愈好。因此它是衡量钢材强 度、塑性及材质的一项综合指标。同时，Akv 值随温度变化而变化，为此，《钢结构 设计规范》对钢材的冲击韧性 Akv 规定有－40℃、－20℃、0℃、20℃的指标。 选用钢材时，应根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
2.3.4 温度的影响
前面所讨论的均是钢材在常温下的工作性能。当温度升高至约 100℃时，钢材的机 械性能会发生变化，总的情况是强度降低，塑性增大，但数值不大。当温度达 250 ℃附近时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性、韧性均下降，此时加工有可能产生裂 缝。因钢材表面氧化膜呈蓝色，称“蓝脆现象”。当温度超过 300℃以后，屈服点 和极限强度明显下降，达到 600℃时强度几乎等于零。 温度从常温下降到一定值，钢材的冲击韧性急剧下降，试件断口属脆性破坏，这种 现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度。
【知 识 点】 • 建筑钢材的基本要求 • 钢结构常用钢材机械性能及影响钢材机械性能的因素 • 钢结构用钢种类规格及选用 • 钢材的堆放及检验 【教学目标】
知识目标 掌握建筑钢材的基本要求 理解钢结构常用材料的机械性能 了解影响钢材机械性能的因素
掌握钢结构用钢种类，规格及选用 了解钢材的堆放及验收要求
韧性是指钢材抵抗冲击或振动荷载的能力，其衡量指标常用冲击韧度。为保证结构 承受动力荷载作用下的安全，就要求钢材的韧性好、冲击韧度值高。 钢材的脆断常从裂纹和缺口等应力集中处产生，故钢材韧性通过 V 形缺口的夏比冲 击试验测得，见图 2-4 所示。 试验测得值为冲断试件所耗费的冲击功，表示符号为 Akv。钢材的韧性是钢材在塑性 变形和断裂的过程中吸收能量的能力，也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力， Akv 值 愈高，材料在动荷载下抵抗脆性破坏的能力愈强，韧性愈好。因此它是衡量钢材强 度、塑性及材质的一项综合指标。同时，Akv 值随温度变化而变化，为此，《钢结构 设计规范》对钢材的冲击韧性 Akv 规定有－40℃、－20℃、0℃、20℃的指标。 选用钢材时，应根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
2.3.4 温度的影响
前面所讨论的均是钢材在常温下的工作性能。当温度升高至约 100℃时，钢材的机 械性能会发生变化，总的情况是强度降低，塑性增大，但数值不大。当温度达 250 ℃附近时，钢材抗拉强度略有提高，而塑性、韧性均下降，此时加工有可能产生裂 缝。因钢材表面氧化膜呈蓝色，称“蓝脆现象”。当温度超过 300℃以后，屈服点 和极限强度明显下降，达到 600℃时强度几乎等于零。 温度从常温下降到一定值，钢材的冲击韧性急剧下降，试件断口属脆性破坏，这种 现象称为冷脆现象。钢材由韧性状态向脆性状态转变的温度叫冷脆转变温度。
金属材料介绍 ppt课件
PPT课件
99
有色金属的分类
重金属 一般密度在4.5g/cm3以上，如铜、铅、锌等；
铜
铅
PPT课件
锌
100
铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气 体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。铜及铜合 金导热性能好，所以焊接前一般应先预热， 并采用大量能量焊接。气焊时，紫铜采用中 性焰或弱碳性化焰，黄铜则采用弱氧化焰， 以防止锌的蒸发。
彩色不锈钢板具有抗腐蚀性强、机械性能较高、彩色面层 经久不褪色、色泽随光照角度不同会产生色调变幻等特点， 而且彩色面层能耐200℃的温度，耐盐雾腐蚀性能比一般 不锈钢好，耐磨和耐刻划性能相当于箔层涂金的性能。当 弯曲90℃时，彩色层不会损坏。 彩色不锈钢板可用作厅堂墙板、天花板、电梯厢板、车箱 板、建筑装潢、招牌等装饰之用。采用彩色不锈钢板装饰 墙面，不仅坚固耐用，美观新颖，而且具有强烈的时代感。
不锈钢制品在建筑上可用做屋面、幕墙、门、窗、内 外墙饰面、栏杆扶手等。目前，不锈钢包柱被广泛用 于大型商场、宾馆和餐馆的入口、门厅、中厅等处， 在通高大厅和四季厅之中，也常被采用。这是由于不 锈钢包柱不仅是一种新颖的具有很高观赏价值的建筑 装饰手段，而且，由于其镜面反射作用，可取得与周 围环境中的各种色彩、景物交相辉映的效果。同时， 在灯光的配合下，还可形成晶莹明亮的高光部分，从 而有助于在这些共享空间中，形成空间环境中的兴趣 中心，对空间环境的效果起到强化、点缀和烘托的作 用。
PPT课件
29
PPT课件
30
（4 ）不锈钢
（一）不锈钢的基本知识 1、定义
不锈钢是加铬元素为主并加其他元素的、具有优良不锈蚀牲 的合金钢，铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。通常铬含量为 12%以上，除铬外，不锈钢中还含有锰Mn、钛Ti、镍Ni、硅Si 等元素，这些元素都能影响不锈钢的强度、塑性、韧性和耐 蚀性。 不锈钢的耐腐蚀原理，是由于铬的性质比铁活泼，在不锈钢 中，铬首先与环境中的氧化合，生成一层与钢基材牢固结合 的致密氧化膜层，称作钝化膜，它能使合金钢得到保护，不 致锈蚀。
建筑材料课件(全套完整课件)
随着环保意识的提高和政策 的推动，绿色建筑材料的应 用将越来越广泛，市场需求 将持续增长。同时，技术的 不断创新和进步将为绿色建 筑材料的发展提供更多的可 能性。
未来建筑材料的发展趋势和挑战
高性能化
未来建筑材料将更加注重高性能，如高强度、高韧性、高耐久性等。
智备感知、响应和自适应等智能特性。
未来建筑材料的发展趋势和挑战
环保法规
日益严格的环保法规对建筑材料的生产和使用提出了更高的要求。
市场推广
如何让更多的消费者了解并接受绿色建筑材料，提高其市场占有率也是一个需要解决的 问题。
THANKS
感谢观看
建筑材料的重要性
对建筑物性能的影响
对经济的影响
建筑材料直接影响建筑物的安全性、 耐久性、舒适性等性能。
建筑材料是建筑业的基础，其发展水 平和质量直接影响建筑业的经济效益 和社会效益。
对环境的影响
建筑材料的生产、使用和废弃过程都 会对环境产生影响，因此选择环保型 建筑材料对保护环境具有重要意义。
02
屋面材料和防水材料
屋面材料
包括沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷 材等，具有耐候性好、防水性能优良等特点。
防水材料
包括防水涂料、防水密封材料等，具有防水性能好、施工方便等优 点。
新型防水材料
如喷涂聚脲弹性体防水材料、水泥基渗透结晶型防水材料等，具有环 保、高效、耐候性好等特点。
金属类保温隔热材料
金属微孔材料、金属箔材料等
07
绿色建筑材料与未来发展趋势
绿色建筑材料的概念和特点
节能性
环保性
绿色建筑材料在生产和使用过程 中，产生的污染和对环境的影响 较小。
这类材料能有效地节约能源和资 源，提高能源利用效率。
《建筑金属材》课件
2 环保性
介绍金属材料的可持续性和回收性，以及对环境的积极影响。
3 成本和维护
讨论金属材料的成本效益和维护要求，以及与其他建筑材料的比较。
结论和展望
总结建筑金属材料的重要性和应用，展望未来的发展趋势和创新。
抗腐蚀和耐久性
介绍金属材料的抗腐蚀性质，使其成为长期使用的可靠选项。
常用的建筑金属材料
钢铁
探索钢铁在建筑中的广泛应用， 如支撑结构、梁柱、桥梁和高层 建筑。
铝合金
讨论铝合金的轻质特性和抗腐蚀 性，以及其用于幕墙、窗框和屋 顶的优点。
铜
了解铜材料在建筑中的应用，如 屋顶、立面和装饰元素，以及其 天然美学和耐久性。
《建筑金属材》PPT课件
建筑金属材料的引言: 探索建筑领域中金属材料的重要性和应用，以及其对建 筑设计和结构的影响。
建筑金属材料的分类和特点
常见类型
了解建筑金属材料的不同分类，包括钢铁、铝合金、铜、锌等，以及它们的特性和优点。
高强度与轻量化
探讨金属材料的强度和轻质特性，以及其在建筑中的应用，如支撑结构、框架和外墙。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
建筑金属材料在建筑中的应用
1
幕墙系统
探索幕墙系统中金属材料的应用，如玻
装饰性元素
2
璃和金属板的结合，为建筑增添现代感 和独特外观。
介绍金属材料用于建筑装饰的各种方式，
如栏杆、雕塑、屏风和艺术装置。
3
屋顶和立面
讨论金属材料在屋顶和立面构造中的应 用，如金属瓦片、板材和复合材料。
建筑金属材料的特殊处理和加工技术
阳极氧化
探索阳极氧化技术对铝合金表面处理的影响，提高其抗腐蚀能力和视觉效果。
冷弯和热连接
介绍金属材料的冷弯和热连接技术，使其适应不同形状和连接要求。
介绍金属材料的可持续性和回收性，以及对环境的积极影响。
3 成本和维护
讨论金属材料的成本效益和维护要求，以及与其他建筑材料的比较。
结论和展望
总结建筑金属材料的重要性和应用，展望未来的发展趋势和创新。
抗腐蚀和耐久性
介绍金属材料的抗腐蚀性质，使其成为长期使用的可靠选项。
常用的建筑金属材料
钢铁
探索钢铁在建筑中的广泛应用， 如支撑结构、梁柱、桥梁和高层 建筑。
铝合金
讨论铝合金的轻质特性和抗腐蚀 性，以及其用于幕墙、窗框和屋 顶的优点。
铜
了解铜材料在建筑中的应用，如 屋顶、立面和装饰元素，以及其 天然美学和耐久性。
《建筑金属材》PPT课件
建筑金属材料的引言: 探索建筑领域中金属材料的重要性和应用，以及其对建 筑设计和结构的影响。
建筑金属材料的分类和特点
常见类型
了解建筑金属材料的不同分类，包括钢铁、铝合金、铜、锌等，以及它们的特性和优点。
高强度与轻量化
探讨金属材料的强度和轻质特性，以及其在建筑中的应用，如支撑结构、框架和外墙。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
建筑金属材料在建筑中的应用
1
幕墙系统
探索幕墙系统中金属材料的应用，如玻
装饰性元素
2
璃和金属板的结合，为建筑增添现代感 和独特外观。
介绍金属材料用于建筑装饰的各种方式，
如栏杆、雕塑、屏风和艺术装置。
3
屋顶和立面
讨论金属材料在屋顶和立面构造中的应 用，如金属瓦片、板材和复合材料。
建筑金属材料的特殊处理和加工技术
阳极氧化
探索阳极氧化技术对铝合金表面处理的影响，提高其抗腐蚀能力和视觉效果。
冷弯和热连接
介绍金属材料的冷弯和热连接技术，使其适应不同形状和连接要求。
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冷拉 • 将热轧钢筋用拉伸设备在常温下拉长，使之产生
一定的塑性变形称之为冷拉。 • 钢材用拉伸设备拉伸后能提高强度,屈服点可提
高20%-25%。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
冷拔 将钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔，使之
不仅受拉、而且受挤压以提高强度。每次冷拔 断面缩小应为10%以下，可多次冷拔,在这个过 程中，屈服强度可提高40-60%，效果好于冷拉。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
冷加工强化与时效处理的意义 观察与讨论 请观察下图钢筋的应力- -应变曲线，并讨论 冷加工强化与时效处理的意义。
钢筋冷拉时效后应力--应变图的变化
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
讨论
从上图可见，将钢筋冷拉至强化阶段的K点，然
后卸荷，则产生塑性变形，若立即受拉，钢筋的应力
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
原因分析
经研究获悉：在生产钢材时，由于片面追求速 度，铸钢时刚浇好的钢锭仅冷却至400℃～500℃就 拆模，未检查与清理即送至升温轧钢，轧制时钢板 温度还在300℃以上，就送去结构加工厂下料制作， 钢板冷却至50℃左右时，已有裂纹。即钢锭温差过 大，导致钢材表面存在大量微裂纹，经加热轧压， 裂纹不能闭合消失；由于钢锭是多边形，故所轧制 的钢板上下两面有裂纹。而加劲板为另外采购的钢 板，故未发现裂纹。
除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃 料中引入一些其他元素。钢材的成分对性能有重要 影响。这些成分可分为两类：
一类能改善优化钢材的性能称为合金元素，主要 有Si、Mn、Ti、V、Nb等； 另一类能劣化钢材的性能，属钢材的杂质，主要 有氧、硫、氮、磷等。
第2章 建筑金属材料 >> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
1. 碳素结构钢
（1）牌号及其表示方法：
碳素结构钢按照屈服强度分为Q195、Q215、Q235和Q275四个 牌号； 每个牌号又根据硫、磷等杂质含量由多到少分为A、B、C、D 四个质量等级。
牌号的顺序：屈服强度字母Q 屈服强度数值 质量等级（A、B、C、D）、 脱氧程度符号（F、b、Z、TZ）。
②从上面的动画可见，钢材的晶格存在许多缺陷， 如点缺陷、线缺陷及面缺陷，由于这些缺陷的存在， 使晶格受力滑移时，不是理论上的整个滑移面上全部 原子一起移动，只是缺陷处局部移动，故实际强度低 于理论强度。
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
现象
钢结构倒塌
工程实例分析
苏联某钢铁厂仓库运输廊道为钢结构，于某日倒 塌。经检查可知：杆件发生断裂的位置在应力集中处 节点附近的整块母材上，桁架腹板和弦杆的焊接接头 均未破坏；全部断口和拉断处都很新鲜,未发黑、无 锈迹。所用钢材为苏联国家标准CT·3号沸腾钢。
铁碳合金的含碳量与晶体组织及性能之间的关系
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
(1) 碳素钢中含碳量对其组织和性能的影响
讨论
建筑钢材的含碳量不大于0.8％，即基本组织为 铁素体和珠光体。从图可见，随含碳量增加，珠光体 含量增加，而铁素体则相应减少。故高碳钢的强度较 高，而塑性、韧性相应较低。
土木工程材料
第2章 建筑金属材料
第2章2建.筑3 金钢属材材料的组成结构及对性能的影响
基础知识
2.3.1 钢材的晶体结构 2.3.2 钢材的基本晶体组织 2.3.3 钢材的成分对性能的影响
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
2.3.1 钢材的晶体结构
➢体心立方晶格是原子排列在一个正六面体的中心和各个 顶点钢而材构和成一的切空金间属格材子料；一样，也为晶体结构，它是铁-碳 合➢金面晶心体立，方钢体的晶晶格格是有原两子种排构列架在，一即个体正心六立面方体晶的格各和个面顶心点立 方和晶六格个。面的中心而构成的空间格子。
第2章 建筑金属材料>பைடு நூலகம் 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
碳素钢从液态变成固态晶体结构时，随着温度的降 低，其晶格要发生两次转变。
液态铁 －Fe －Fe －Fe 体心立方 面心立方 体心立方
1390℃以上 910℃ ~1390℃ 910℃以下
其晶体结构中，各个原子以金属键相互结合在一起，这种 结合方式就决定了钢材具有很高的强度和良好的塑性。 钢材的晶格并不都是完好无缺地规则排列，而是存在许多 缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是钢材的实际强度 远比理论强度小的根本原因。 其主要的缺陷有三种：点缺陷、线缺陷和面缺陷。
例如：Q235-A·F，表示屈服强度为235MPa，A级沸 腾（F）碳素结构钢。
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
（2）碳素结构钢技术性能与应用
碳素结构钢的化学成分、力学性能、冷弯性能见 表2-3~2-5。 钢牌号与性能的关系： 钢牌号越大，钢的含碳量增加，强度与硬度增高， 塑性和韧性降低，可焊性变差。
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
（3）选用原则 • 应根据钢结构的工作条件、荷载类型、连接方式、
环境温度与介质的腐蚀情况等综合因素选用。
Q195和Q215号钢强度较低，塑性和韧性较大，易 弯加工，可用于钢钉、螺栓等。
Q235A使用于承受静载作用的钢结构； Q235B可用于承受动载焊接的普通钢结构； Q235C可用于承受动载焊接的重要钢结构； Q235D可用于低温承受动荷载焊接的钢结构。 Q275强度较高，塑性和韧性较差，主要用于机械
奥氏体
0.8 碳在－Fe 中的固溶体 强度、硬度不高， 但塑性好
渗碳体
6.67 铁和碳的化合物Fe3C
抗拉强度低，塑性 差，性硬脆，耐磨
珠光体
0.8 铁素体和渗碳体的机械 塑性较好，强度和
混合物
硬度较高
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
2.3.3 钢材的成分对性能的影响
正火 将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中 冷却，使晶格细化，钢的强度提高而塑性有所降低。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
退火、正火、淬火和回火有何差别？
温度 保温处理
727C
保温处理
退火
回火
淬火 正火
钢材的热处理工艺
时间
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
原因分析
切取母材作化学成分分析可知：其碳、硫含量均超过苏联 国家标准焊接结构所用CT·3号沸腾钢的碳硫含量规定。其中 55％的沸腾钢中碳平均含量超过0.22％的标准规定，破坏发生 部位附近含量达0.38％；32％的试样硫含量超过0.055 ％的标 准规定，在折断部位达0.1％。
第2章2建.4筑金钢属材材料的强化与加工
基础知识
2.4.1 冷加工强化 2.4.2 时效处理 2.4.3 热处理
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
2.4.1 冷加工强化
将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧使其产 生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性， 这个过程称为冷加工强化处理。
回火 将比较硬脆，存在内应力的钢，再加热至基本组织改 变温度以下（150~650℃），保温后按一定制度冷却 至室温的热处理方法。回火后的钢材，内应力消除， 硬度降低，塑性和韧性得到改善。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
退火 将钢材加热至基本组织转变温度以下（低温退火）或 以上（完全退火），适当保温后缓慢冷却，以消除内 应力，减少缺陷和晶格畸变，使钢的塑性和韧性得到 改善。
第22.章5 建土筑木金属工材程料常用金属材料的性质及应用
基础知识
2.5.1 建筑常用钢种 2.5.2 钢结构用钢 2.5.3 混凝土结构用钢 2.5.4 铝合金
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
2.5.1 建筑常用钢种
1. 碳素结构钢 2. 优质碳素结构钢 3. 低合金高强度结构钢
针状和块状铁素体（100倍） 片状珠光体（1000倍）
钢 材 的 晶 体 组 织
铁珠铁珠素光球素光体体状体体的的珠和与晶晶光珠渗体体体光碳组组体体织织
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
钢的基本晶体组织
名称 含碳量/%
结构特征
性能
铁素体 ≤0.02 碳在－Fe 中的固溶体 塑性、韧性好；但 强度、硬度低
碳对钢的性能有重要的影响。碳含量增加，钢强度、硬度 增高，而塑性和韧性降低，且增大钢的冷脆性，降低可焊性。 而硫多数以FeS形成存在，是强度较低、较脆的夹杂物，受力 易引起应力集中，降低钢的强度及疲劳强度，且对热加工和焊 接不利，偏析亦严重。由于此钢材不宜焊接，且使用的环境温 度较低，这是导致工程质量事故的主要原因。
钢结构吊车梁发现裂纹 工程实例分析
现象
某厂气轮车间吊车梁为钢结构，建成后质量检 查发现有许多裂纹。分布于上、下翼缘最多，腹板 处较少；裂纹深度经铲后，用深度计复测，大多数 的深度为1～2 mm，少量纹深达3 mm。此批构件钢材 杂质含量远低于国家标准规定；环境温度正常；工 程尚未使用；构件运输安装过程未被撞击；裂纹部 位远离焊接影响区。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
2.4.3 热处理
一定的塑性变形称之为冷拉。 • 钢材用拉伸设备拉伸后能提高强度,屈服点可提
高20%-25%。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
冷拔 将钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔，使之
不仅受拉、而且受挤压以提高强度。每次冷拔 断面缩小应为10%以下，可多次冷拔,在这个过 程中，屈服强度可提高40-60%，效果好于冷拉。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
冷加工强化与时效处理的意义 观察与讨论 请观察下图钢筋的应力- -应变曲线，并讨论 冷加工强化与时效处理的意义。
钢筋冷拉时效后应力--应变图的变化
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
讨论
从上图可见，将钢筋冷拉至强化阶段的K点，然
后卸荷，则产生塑性变形，若立即受拉，钢筋的应力
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
原因分析
经研究获悉：在生产钢材时，由于片面追求速 度，铸钢时刚浇好的钢锭仅冷却至400℃～500℃就 拆模，未检查与清理即送至升温轧钢，轧制时钢板 温度还在300℃以上，就送去结构加工厂下料制作， 钢板冷却至50℃左右时，已有裂纹。即钢锭温差过 大，导致钢材表面存在大量微裂纹，经加热轧压， 裂纹不能闭合消失；由于钢锭是多边形，故所轧制 的钢板上下两面有裂纹。而加劲板为另外采购的钢 板，故未发现裂纹。
除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃 料中引入一些其他元素。钢材的成分对性能有重要 影响。这些成分可分为两类：
一类能改善优化钢材的性能称为合金元素，主要 有Si、Mn、Ti、V、Nb等； 另一类能劣化钢材的性能，属钢材的杂质，主要 有氧、硫、氮、磷等。
第2章 建筑金属材料 >> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
1. 碳素结构钢
（1）牌号及其表示方法：
碳素结构钢按照屈服强度分为Q195、Q215、Q235和Q275四个 牌号； 每个牌号又根据硫、磷等杂质含量由多到少分为A、B、C、D 四个质量等级。
牌号的顺序：屈服强度字母Q 屈服强度数值 质量等级（A、B、C、D）、 脱氧程度符号（F、b、Z、TZ）。
②从上面的动画可见，钢材的晶格存在许多缺陷， 如点缺陷、线缺陷及面缺陷，由于这些缺陷的存在， 使晶格受力滑移时，不是理论上的整个滑移面上全部 原子一起移动，只是缺陷处局部移动，故实际强度低 于理论强度。
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
现象
钢结构倒塌
工程实例分析
苏联某钢铁厂仓库运输廊道为钢结构，于某日倒 塌。经检查可知：杆件发生断裂的位置在应力集中处 节点附近的整块母材上，桁架腹板和弦杆的焊接接头 均未破坏；全部断口和拉断处都很新鲜,未发黑、无 锈迹。所用钢材为苏联国家标准CT·3号沸腾钢。
铁碳合金的含碳量与晶体组织及性能之间的关系
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
(1) 碳素钢中含碳量对其组织和性能的影响
讨论
建筑钢材的含碳量不大于0.8％，即基本组织为 铁素体和珠光体。从图可见，随含碳量增加，珠光体 含量增加，而铁素体则相应减少。故高碳钢的强度较 高，而塑性、韧性相应较低。
土木工程材料
第2章 建筑金属材料
第2章2建.筑3 金钢属材材料的组成结构及对性能的影响
基础知识
2.3.1 钢材的晶体结构 2.3.2 钢材的基本晶体组织 2.3.3 钢材的成分对性能的影响
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
2.3.1 钢材的晶体结构
➢体心立方晶格是原子排列在一个正六面体的中心和各个 顶点钢而材构和成一的切空金间属格材子料；一样，也为晶体结构，它是铁-碳 合➢金面晶心体立，方钢体的晶晶格格是有原两子种排构列架在，一即个体正心六立面方体晶的格各和个面顶心点立 方和晶六格个。面的中心而构成的空间格子。
第2章 建筑金属材料>பைடு நூலகம் 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
碳素钢从液态变成固态晶体结构时，随着温度的降 低，其晶格要发生两次转变。
液态铁 －Fe －Fe －Fe 体心立方 面心立方 体心立方
1390℃以上 910℃ ~1390℃ 910℃以下
其晶体结构中，各个原子以金属键相互结合在一起，这种 结合方式就决定了钢材具有很高的强度和良好的塑性。 钢材的晶格并不都是完好无缺地规则排列，而是存在许多 缺陷，它们将显著地影响钢材的性能，这是钢材的实际强度 远比理论强度小的根本原因。 其主要的缺陷有三种：点缺陷、线缺陷和面缺陷。
例如：Q235-A·F，表示屈服强度为235MPa，A级沸 腾（F）碳素结构钢。
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
（2）碳素结构钢技术性能与应用
碳素结构钢的化学成分、力学性能、冷弯性能见 表2-3~2-5。 钢牌号与性能的关系： 钢牌号越大，钢的含碳量增加，强度与硬度增高， 塑性和韧性降低，可焊性变差。
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
（3）选用原则 • 应根据钢结构的工作条件、荷载类型、连接方式、
环境温度与介质的腐蚀情况等综合因素选用。
Q195和Q215号钢强度较低，塑性和韧性较大，易 弯加工，可用于钢钉、螺栓等。
Q235A使用于承受静载作用的钢结构； Q235B可用于承受动载焊接的普通钢结构； Q235C可用于承受动载焊接的重要钢结构； Q235D可用于低温承受动荷载焊接的钢结构。 Q275强度较高，塑性和韧性较差，主要用于机械
奥氏体
0.8 碳在－Fe 中的固溶体 强度、硬度不高， 但塑性好
渗碳体
6.67 铁和碳的化合物Fe3C
抗拉强度低，塑性 差，性硬脆，耐磨
珠光体
0.8 铁素体和渗碳体的机械 塑性较好，强度和
混合物
硬度较高
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
2.3.3 钢材的成分对性能的影响
正火 将钢件加热至基本组织改变温度以上，然后在空气中 冷却，使晶格细化，钢的强度提高而塑性有所降低。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
退火、正火、淬火和回火有何差别？
温度 保温处理
727C
保温处理
退火
回火
淬火 正火
钢材的热处理工艺
时间
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
原因分析
切取母材作化学成分分析可知：其碳、硫含量均超过苏联 国家标准焊接结构所用CT·3号沸腾钢的碳硫含量规定。其中 55％的沸腾钢中碳平均含量超过0.22％的标准规定，破坏发生 部位附近含量达0.38％；32％的试样硫含量超过0.055 ％的标 准规定，在折断部位达0.1％。
第2章2建.4筑金钢属材材料的强化与加工
基础知识
2.4.1 冷加工强化 2.4.2 时效处理 2.4.3 热处理
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
2.4.1 冷加工强化
将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧使其产 生塑性变形，从而提高屈服强度，降低塑性韧性， 这个过程称为冷加工强化处理。
回火 将比较硬脆，存在内应力的钢，再加热至基本组织改 变温度以下（150~650℃），保温后按一定制度冷却 至室温的热处理方法。回火后的钢材，内应力消除， 硬度降低，塑性和韧性得到改善。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
退火 将钢材加热至基本组织转变温度以下（低温退火）或 以上（完全退火），适当保温后缓慢冷却，以消除内 应力，减少缺陷和晶格畸变，使钢的塑性和韧性得到 改善。
第22.章5 建土筑木金属工材程料常用金属材料的性质及应用
基础知识
2.5.1 建筑常用钢种 2.5.2 钢结构用钢 2.5.3 混凝土结构用钢 2.5.4 铝合金
第2章 建筑金属材料>> 2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用
2.5.1 建筑常用钢种
1. 碳素结构钢 2. 优质碳素结构钢 3. 低合金高强度结构钢
针状和块状铁素体（100倍） 片状珠光体（1000倍）
钢 材 的 晶 体 组 织
铁珠铁珠素光球素光体体状体体的的珠和与晶晶光珠渗体体体光碳组组体体织织
第2章 建筑金属材料>> 2.3 钢材的组成结构及其对性能的影响
钢的基本晶体组织
名称 含碳量/%
结构特征
性能
铁素体 ≤0.02 碳在－Fe 中的固溶体 塑性、韧性好；但 强度、硬度低
碳对钢的性能有重要的影响。碳含量增加，钢强度、硬度 增高，而塑性和韧性降低，且增大钢的冷脆性，降低可焊性。 而硫多数以FeS形成存在，是强度较低、较脆的夹杂物，受力 易引起应力集中，降低钢的强度及疲劳强度，且对热加工和焊 接不利，偏析亦严重。由于此钢材不宜焊接，且使用的环境温 度较低，这是导致工程质量事故的主要原因。
钢结构吊车梁发现裂纹 工程实例分析
现象
某厂气轮车间吊车梁为钢结构，建成后质量检 查发现有许多裂纹。分布于上、下翼缘最多，腹板 处较少；裂纹深度经铲后，用深度计复测，大多数 的深度为1～2 mm，少量纹深达3 mm。此批构件钢材 杂质含量远低于国家标准规定；环境温度正常；工 程尚未使用；构件运输安装过程未被撞击；裂纹部 位远离焊接影响区。
第2章 建筑金属材料>> 2.4 钢材的强化与加工
2.4.3 热处理