建筑钢材课件PPT课件

的冶炼相反，是用氧化的方法来除去铁中的
碳及部分杂质.
冶炼
铁水或铁块、废钢
钢水＋钢渣
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第8章 建筑钢材
8.1 钢材的分类
钢材的化学成分
铁：主要元素
碳：0.02%～2.06%
其他元素Biblioteka 生产钢不可避免元素：Si、Mn、P、S、N… 专门加入的合金元素：Si、Mn、Ti、V、
Ni、Nb及稀土元素
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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：不锈钢（具有各种特殊的物理化学性质）
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第8章 建筑钢材
8.1.2 钢材中的常存杂质
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。
有
磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，塑性韧性降低，脆性很大。
素害
碳：炼钢氧化过程中存于钢中，使钢材焊接性能变坏，易腐蚀， 元
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第8章 建筑钢材
（2）伸长率：塑性指标 。
l1 l0 100 %
l0
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。
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。
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第8章 建筑钢材
（4）断面收缩率：塑性指标。
第一步：生铁的冶炼是将铁矿石、石灰石、焦碳 和少量锰矿石在高炉内，在高温的作用下进行还 原反应和其他的化学反应，铁矿石中的氧化铁形 成金属铁，然后再吸收碳而成生铁。原料中的杂 质则和石灰石等化合成熔渣。 铁矿石 冶炼 铁水＋矿渣
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一、钢的冶炼
第二步：钢的冶炼是以铁水或生铁作为主要
原料，在转炉、平炉或电炉中冶炼。与生铁
第8章 建筑钢材
8.1.1 分类
1.按化学成分分类
（1）碳素钢 （碳钢）
低碳钢：含碳量<0.25% 中碳钢：低碳钢：含碳量０.25% ～ 0.6% 高碳钢：含碳量>0.6%
（2）合成钢 ——专门加入合金元素
按合金元素含量分
低合金钢：合金元素总含量<5% 中合金钢：合金元素总含量5%～10% 高合金钢：合金元素总含量>10%
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第8章 建筑钢材
3.铸锭 按冶炼时脱氧程度分
沸腾钢：脱氧不充分，残留FeO与C结合，生成气体冒 出。代号“F” 镇静钢：脱氧充分，在钢模内平静凝固，代号“2” 半 镇 静 钢 ： 脱 氧 程 度 介 于 “ F” 与 “ 2” 之 间 ， 代 号 “b”
4．特按殊用镇途静分钢类：脱氧彻底，代号“TZ”
第8章 建筑钢材
建筑钢材是重要的建筑材料。它主要指用 于钢结构中各种型材(如角钢、槽钢、工字钢、 圆钢等)、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构 中的各种钢筋、钢丝等。由于钢材在工厂生产 中有较严格的工艺控制，因此质量通常能够得 到保证。
建筑钢材具有一系列优良的性能．它有较 高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲击 和振动荷载；可以焊接或铆接，易于加工和装 配，所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢材 也存在易锈蚀及耐火性差的缺点
冷脆性。
锰：炼钢时脱氧、硫残留钢中，具有很强的脱氧、硫能力，大大改善
接性
钢材加工性能，提高强度硬度。>1%时，塑性韧性降低，可焊
变差。
硅：脱氧剂，较锰强。
两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，其他性能降低。
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第8章 建筑钢材
8.2 建筑材料的主要技术性能
力学性质：强度、弹性、塑性、耐磨性… 工艺性质（可加工性）：冷弯、可焊性
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第8章 建筑钢材
8.2.1 力学性能
1.抗拉性能——是建筑钢材最重要的力学性能断。裂
拉伸过程分四个阶段： OA：弹性阶段 AB：屈服阶段
卸去外力恢
BC：强化阶段复原来形状 CD：颈缩阶段
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第8章 建筑钢材
拉伸性能指标：主要有屈服点、抗拉强度和伸长率等。 （1）屈服强度（屈服点）
上屈服强度：试样首次屈服前的最大应力； 下屈服强度：不计初始瞬时效应时的最小强度，即屈服点
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。
冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表 面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。
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第8章 建筑钢材
（2）焊接性能
A0 A1
A0 AO——试样拉断后颈缩处的截面积，mm2； A1——表示钢材的原始截面积，mm2。 伸长率和断面收缩率均表示钢材断裂前经受塑性变形的能力。
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第8章 建筑钢材
2.冲击韧性 ——指钢材抵抗冲击荷载的能力。
杂质、温度对钢材冲击影响都很大。
3.耐疲劳性
疲劳破坏：交变荷载反复作用，钢材在应力低于远屈服强度 时,逐渐形成细微裂缝，裂缝发展到一定程度，突然发出脆性 断裂的现象。
焊接方式：搭接、对接
焊接要求：① 焊接处（焊缝及其附近过热区）不产生

裂缝及硬脆倾向。

验，强度
② 焊接处与母材一致，即拉伸试

不低于原钢材强度。
注意：焊前预热，焊后热处理。 影响因素：碳、合金元素等杂质元素越多，可焊性越小。28
第8章 建筑钢材
8.3 钢材的强化与加工
现场加工方法
危害极大
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4.硬度 指材料抵抗其他较硬物体压入的能力。是材料
表面抵抗变形的能力。 试验方法：布氏法
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第8章 建筑钢材
8.2.2 工艺性能
冷弯性能：常温下钢材承受弯曲变形的能力。 焊接性能：钢结构中90%以上为焊接结构,焊接性非常重要。
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第8章 建筑钢材
（1）冷弯性能
冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（90°、180°）。
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建筑钢材——用于建筑工程的各种钢材，包括钢 筋、钢丝、各种型钢、钢板、复合 板、建筑五金等。
优点：品质均匀； 力学性能好（强度高，塑性和韧性好）； 易于加工成板材、型材和线材； 焊接和铆接性能良好。
缺点：易锈蚀、维护费用高； 耐腐蚀性差，耐火性差； 生产能耗大。
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南京地铁公司大楼
巴黎埃菲尔铁塔
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香港青马大桥(钢悬索桥) 4
南京长江第三大桥（钢索塔、钢桥面）
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世界贸易中心双塔（110层） 7
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完全坍塌
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某钢筋混凝土结构 施工现场
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7.1 钢的冶炼和分类
7.11、钢的冶炼
钢和铁的主要成分是铁和碳。含碳量大于2.06％ 的为生铁，含碳量小于2.06％的为钢。