第8章钢材
钢铁冶金原理第八章 夹杂物对钢性能的影响
第八章 夹杂物对钢性能的影响
(p610)
8.1 夹杂物的来源
（1）原材料 钢铁料、合金、矿石等 （2）冶金和浇铸过程中的反应产物 炉内冶炼、浇铸产生 （3）耐火材料侵蚀物 耐火材料中的Mg、Si、Ca、Al、Fe的氧化物 （4）乳化渣滴夹杂物
8.2 夹杂物对钢性能的影响
8.2.1 对钢力学性能的影响
（1）强度 抗拉强度、屈服强度影响不大，对强度的影响与粒度有关。 ＞1微米时，影响强度。 （2）塑性 使钢材塑性，特别是横向塑性下降。 （3）冲击韧性 导致钢材断裂（严重时） （4）疲劳性能 凡是引起局部应力集中的因素如夹杂物、微裂纹等使疲劳寿命下 降。
8.2.2 夹杂物对钢工艺性能的影响 （1）对钢铸造性能
（2）对钢加工性能 （3）对
改变形状、大小、性能的处理方法
8.4 夹杂物的去除
8.4.1 氧化物夹杂去除 （1）最大限度地减少外来夹杂（卷渣、耐火材料） （2）有效控制内生夹杂（脱氧）
（3）防止钢液二次氧化 控制好出钢温度 掌握正确出钢操作 保护浇铸
8.4.2 硫化物夹杂去除
硫化物夹杂的多少取决于[S]含量，[S]含量下降，硫化夹 杂相应减少。 改变硫化物夹杂形态： FeS、MnS呈细长条状，则横向塑、韧性下降。 加入Ti、Ca、Zr、RE等与S亲和力大于Fe、Mn ，生成TiS、 CaS、ZrS、ReS等球状硫化物，热加工过程中不变形，在 不降低[S]含量的条件下，改善力学性能。 变质处理：改变钢中硫化物夹杂形态的做法。 变质剂：能改变钢中硫化物夹杂形态的添加元素。
钢铁行业基础知识概括
2009.9
目录
第1章 钢铁行业、钢铁生产及其产品 第2章 钢铁材料中的常存元素及其对钢铁的影响 第3章 钢的分类与牌号 第4章 钢的热处理基础知识 第5章金属材料机械性能基础知识 第6章 钢材标准及其常用术语 第7章 钢材交货状态 第8章 钢材缺陷术语
第1章 钢铁行业、钢铁生产及其产品
2008 2009
安赛乐米塔尔公司10330万吨
新日本制铁公司 3688万吨
宝钢集团
3544万吨
韩国浦项制铁公司 3470万吨
日本钢铁公司 3380万吨
河北钢铁集团 武汉钢铁集团 塔塔钢铁公司 江苏沙钢集团 美国钢铁公司
3328万吨 2773万吨
2439万吨 2330万吨 2322万吨
7320 2760 3898 2950 2628
2、铁矿石的冶炼和加工与其他金属的生产相比，具有 生产规模大、效率高、质量好、成本低等显著的优势；
3、钢铁具有良好的物理、机械和工艺性能； 4、将镍、铬、钒、锰等金属作为合金元素加入铁中，
可获得具有各种性能的金属材料； 5、钢铁通过热处理能调整其机械性能，可以满足国民
经济各方面的需要； 6、钢铁具有良好的可回收性。
09年我国企业粗钢产量 超新日铁跃居世界第2、3、4
新日铁公司09年全年母公司的粗钢产量预计仅为2400万吨规模，包括 子公司在内的整个集团也不会超过3000万吨。
武汉钢铁集团 3030万吨，位居第四。
宝钢集团
3887万吨，位居第三。
河北钢铁集团 4020万吨，位居第二。
安赛乐米塔尔 7320万吨，继续位居全球钢铁企业粗钢产量第一置；
通常当含铁量大于45%，粒度大于5-8时，可以 直接供高炉冶炼，称为富矿；粒度小于5-8的称 为富矿粉，可以供烧结造块。
人教版初中化学第八章金属和金属材料全部重要知识点
(每日一练)人教版初中化学第八章金属和金属材料全部重要知识点单选题1、关于＂家庭小实验＂的下列说法正确的是A．用自制简易净水器制纯水B．向洗净的碎鸡蛋壳中加入食醋可产生一氧化碳C．用白糖、果汁、小苏打、柠檬酸、水自制汽水D．把钢针烧红放入水中冷却后取出，钢针变得更容易弯曲答案：C解析：A、自制的净水器只能过滤掉难溶于水的杂质，溶于水的杂质不能除去，故自制的净水器制得的水仍是混合物，不能制得纯水，A说法错误；B、鸡蛋壳里有碳酸钙，碳酸钙能与食醋反应生成二氧化碳，B说法错误；C、柠檬酸和小苏打能反应生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，而汽水是碳酸饮料，故可用白糖、果汁、小苏打、柠檬酸、水自制汽水，C说法正确；D、把钢铁烧红放入水中冷却这一过程叫淬火，淬火可以提高金属的硬度和强度，故D说法错误；故选C。
2、除去下列物质中的少量杂质，所用试剂和操作方法都正确的是A．AB．BC．CD．D答案：C解析：A、活性炭能够吸附水中的色素和异味，氯化钠易溶于水，不能用活性炭吸附，不符合题意；B、二氧化碳不能支持一氧化碳的燃烧，因此除去二氧化碳中的一氧化碳不能使用点燃的方法，不符合题意；C、铁的活动性比铜强，因此除去氯化亚铁溶液中的氯化铜，加入足量的铁粉能够与氯化铜反应生成铜，通过过滤除去铜和过量铁粉，符合题意；D、氧化铜中含有少量的木炭，通过隔绝空气加热木炭会与氧化铜发生反应生成铜和二氧化碳，不符合题意；故选C。
小提示：3、下列不能与稀盐酸反应的金属是A．CuB．ZnC．AlD．Mg答案：A解析：由于在这四种金属中，只有铜排在氢后，因此它不能和稀盐酸反应；故选：A。
4、“愚人金”实为铜锌合金，外观与黄金极为相似，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利，下列关于鉴别“愚人金”与黄金的实验方案，合理的是()①比较硬度，硬度小的是“愚人金”②灼烧，表面变色的是“愚人金”③浸没在稀硫酸中，表面有气泡产生的是“愚人金”④浸没在硫酸锌溶液中，表面附着白色物质的是“愚人金”A．①③B．②④C．①④D．②③答案：D解析：①比较硬度，合金的硬度比纯金属的硬度大，故硬度小的是纯金，故错误；②灼烧，铜能够和氧气反应产生氧化铜，表面变黑色的是“愚人金”，故正确；③浸没在稀硫酸中，锌能够和稀硫酸反应产生氢气，因此表面有气泡产生的是“愚人金”，故正确；④浸没在硫酸锌溶液中，三种金属都不能和硫酸锌反应，无法鉴别，故错误；故选D。
第八章 轻型门式刚架钢结构
8.5 门式刚架构件的截面验算
一、截面有效宽度（仅指受压构件） 概念：把在宽度b上分布不均匀的应力图集中到板的 两侧，应力都是fy，即得到有效宽度be=bσcr/fy 影响有效宽度的因素：板件的约束条件、端部作用 应力及其分布。 板件约束的四种类型： ⑴两边支承板件（加劲板件）； ⑵一边支承一边卷边（边缘加劲板件） ⑶一边支承、一边自由（未加劲板件） ⑷两边支承且中部有中间加劲肋（中间加劲板件） 各类支承方式板的有效宽度计算（自学）
w 参数 w
hw / t w 37 k 235 / f y
2
当a / hw 1时，k 4 5.34 / a / hw 当a / hw 1时，k 5.34 4 / a / hw 式中
2
a 腹板横向加劲肋的间距，可取a hw 2hw k 腹板在纯剪切荷载作用下的屈曲系数， 当不设中间加劲肋时取为5.34。
荷载效应组合的原则： ⑴屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者 中的较大值； ⑵积灰荷载与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值 同时考虑； ⑶施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以 外的其他荷载同时考虑； ⑷多台吊车的组合应符合现行国家荷载规范的规定； ⑸风荷载不与地震作用同时考虑。
二、风荷载
8.2 门式刚架计算简图的确定
门式刚架钢结构的尺寸应符合下列规定 ⑴门式刚架的跨度，应取横向刚架柱轴线间的距离； ⑵门式刚架的高度，应取地坪至柱轴线与斜梁轴线交 点的高度；
⑶柱的轴线可取通过柱下端（小头）中心的竖向直线， 工业建筑边柱的定位轴线宜取外皮，斜梁的轴线可取 通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。 门式刚架的柱脚多为铰接，通常为平板支座，设一对 或两对地脚螺栓。 当用于工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚 接。 檐口高度，取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度； 最大高度，取地坪至屋盖顶部檩条上缘的高度； 房屋的宽度，取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离； 房屋的长度，取两端山墙墙梁外皮之间的距离。
第八章常用材料第二节合金钢材
第八章常用材料第二节合金钢低合金钢所含合金元素总量是________。
A．≤4%B．≤5%C．5%～10%D．≤6%中合金钢所含合金元素总量是________。
A．4%～8%B．4%～10%C．5%～10%D．6%～12%高合金钢所含合金元素总量是________。
A．≥15%B．＞8%C．＞12%D．＞10%下列属于合金结构钢的是________。
Ⅰ．合金渗碳钢；Ⅱ．合金弹簧钢；Ⅲ．滚动轴承钢；Ⅳ．高速钢；Ⅴ．量具钢；Ⅵ．不锈钢；Ⅶ．耐热钢。
A．Ⅰ+Ⅱ+ⅢB．Ⅰ+Ⅲ+ⅥC．Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+ⅥD．Ⅰ+Ⅱ下列属于合金工具钢的是________。
Ⅰ．合金渗碳钢；Ⅱ．合金弹簧钢；Ⅲ．滚动轴承钢；Ⅳ．高速钢；Ⅴ．量具钢；Ⅵ．不锈钢；Ⅶ．耐热钢。
A．Ⅲ+Ⅳ+ⅣB．Ⅳ+ⅥC．Ⅲ+ⅦD．Ⅳ+Ⅴ下列属于特殊性能钢的是________。
Ⅰ．合金渗碳钢；Ⅱ．合金弹簧钢；Ⅲ．滚动轴承钢；Ⅳ．高速钢；Ⅴ．量具钢；Ⅵ．不锈钢；Ⅶ．耐热钢。
A．Ⅲ+Ⅴ+ⅥB．Ⅳ+ⅥC．Ⅵ+ⅦD．Ⅳ+Ⅴ钢号中第一位数字表示钢中的平均含碳量，若为合金结构钢，第一位数字表示平均含碳量的________。
A．十分数B．百分数C．千分数D．万分数钢号中第一位数字表示钢中的平均含碳量，若为合金工具钢和特殊高合金钢，第一位数字表示平均含碳量的________。
A．十分数B．分数C．千分数D．万分数钢中主要化学成分用国际化学元素符号表示，元素符号后面的数字表示该元素平均含量的________。
A．十分数B．百分数C．千分数D．万分数特殊性能钢的钢号第一位数字为“0”或“00”时，分别表示钢中的平均含碳量________。
A．≤0.08%或≤0.03%B．≤0.01%或≤0.03%C．≤0.03%或≤0.08%D．≤0.08%或≤0.01%下列合金中，铬元素含量最少的是________。
A．GCr15B．CrL12C．1Cr13D．1Cr18Ni9Ti下列合金中，含碳量最少的钢是________。
《材料工程基础》课件——第八章 材料的连接
工件 接触引弧
钢焊条焊接钢材时的焊 接电弧
焊接电弧是在电极和工件间的气体介质中长时间放电的现象。 电弧引燃时，弧柱中充满了高温电离气体，发出大量的光和热
手工电弧焊的焊接过程
焊缝附近 基体金属
焊条
焊芯 药皮
电
电
弧
弧
熔化 焊缝
熔 渣 CO2↑ 保护熔池
手工电弧焊的优缺点
优点：设备简单，易于维护，使用灵活；适于多种 钢材和有色金属等，是应用最广泛的焊接方法。
熔炼焊剂：在熔炼炉中制备，成分均匀，适 于大量生产；
陶瓷焊剂：利用粉末冶金工艺制备，颗粒强 度低。
埋弧自动焊的特点
焊接质量高且稳定； 熔深大，节省焊接材料； 无弧光，无金属飞溅，焊接烟雾少； 自动化操作，生产效率高。 设备昂贵，工艺复杂，适于长的直线焊缝和圆筒形
工件的纵、环焊缝的批量生产。
栓接
由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类 紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零 件。 这种连接形式就称为螺栓连接，即栓接。如把螺母从 螺栓上旋下，又可以
使这两个零件分开， 故螺栓连接是属于可 拆卸连接。
焊接
焊接是一种永久性连接金属材料的工艺方法。焊接 过程的实质是用加热或加压等手段，借助于金属原 子的结合与扩散作用，使分离的金属材料牢固地连 接起来。
硬钎焊
硬钎焊是指使用的钎料熔点高于480℃的钎焊。其主 要加热方式有：火焰加热、电阻加热、感应加热、 炉内加热、盐浴加热等。软钎焊的接头强度不高 （＞800MPa）。
硬钎焊所用的钎剂主要有：硼砂、硼酸和氟化物等。 硬钎料主要用于钎焊受力大，工作温度较高的工件。
钎焊接头的形成过程
钎焊接头的形成包括两个过程： ⑴ 钎料熔化和流入、填充接头间歇形成钎料充满焊缝
8章钢筋混凝土梁板结构6
青岛黄海职业学院教师教案（编号1）年月日课题第八章钢筋混凝土梁板结构 8-1 概述课时教学目的熟悉钢筋混凝土梁板结构的主要分类及其各自特点教学重点现浇整体式的特点教学难点肋形楼盖、井式楼盖、无梁楼盖教学关键点钢筋混凝土梁板结构的主要分类及其各自特点教具《建筑结构》教材及教案板书设计第八章钢筋混凝土梁板结构 8-1 概述（一）现浇整体式（二）装配式楼盖1、肋形楼盖：2、井式楼盖3、无梁楼盖（三）装配整体式楼盖第页教案内容及教学过程提示与补充课题导入：钢筋混凝土梁板结构在建筑工程中有着广泛的应用，其实例有楼盖、楼梯和雨蓬。
课程新授：6-1 概 述应用：钢筋砼楼（屋）盖、楼梯、雨篷和筏板式基础等。
分类：（一）现浇整体式 1、肋形楼盖：特点：由板、次梁、主梁组成，分单向板、双向板肋形楼盖，结构布臵灵活，用钢量较低。
第 页按施工方法的不同现浇整体式装配整体式预制装配式 现浇肋形楼盖 单向板肋形楼盖双向板肋形楼盖教案内容及教学过程提示与补充2、井式楼盖特点：由双向板与交叉梁组成，交叉梁 无主、次之分，交叉点不设柱，建筑效 果较好，整个楼盖相当于一块大型双向 受力的平板。
应用：中小礼堂、餐厅、展览厅、会议室以及公共建筑的门厅或大厅。
3、无梁楼盖特点：不设梁肋，将板直接支承在柱上， 有时在柱上部设臵柱帽（矩形），具有结 构高度小，板底平整，采光、通风效果 好等特点。
应用：柱网接近正方形，l ≯6m 的商场、书库、冷藏室、仓库、水池的顶板、底板和筏片基础等。
第 页教案内容及教学过程提示与补充（二）装配式楼盖特点：采用预制板、现浇梁或预制梁和预制板结合而成。
节省模板、工期短，但整体性、防水性、抗震性较差，楼板不能开洞。
（三）装配整体式楼盖特点：预制梁、板吊装就位后，再在板面现浇叠合层而形成整体，整体性较好、节省模板，需二次浇筑砼，费工费料，造价较高。
应用：多层厂房、高层民用建筑、有抗震要求的建筑。
参考资料：《混凝土结构与砌体结构》中国电力出版社《建筑结构》中国建筑工业出版社《混凝土结构设计规范》（GB50010-2001）课堂巩固：思考题1.2课堂小结：类比学习各类梁板结构的特点，尤其重点学习现浇整体式楼盖作业布置：思考题1.2第页青岛黄海职业学院教师教案（编号2）年月日课题8-2单向板肋梁楼盖（第一讲）课时教学目的了解单向板肋梁楼盖的结构组成，结构布置以及承重方案选择，及其设计计算；熟悉：按塑性理论的设计计算了解：塑性铰、塑性内力重分布和截面配筋；教学重点单向板肋梁楼盖设计计算理论及其步骤教学难点包络图等概念；按塑性理论的设计计算；塑性铰、塑性内力重分布和截面配筋；教学关键点包络图等概念；按塑性理论的设计计算；教具《建筑结构》教材及教案板书设计8-2单向板肋梁楼盖（第一讲）一、分析单向板和双向板的受力特点：二、楼盖的传力路线三、单向板肋梁楼盖设计4、塑性法计算内力第页教案内容及教学过程提示与补充课题导入：复习第4章受弯构件的受力特点及计算，了解楼盖的受力特点课程新授：8-2单向板肋梁楼盖【肋形楼盖分类】沿短边l1方向受力，沿长边l2方向忽略；双向板楼盖——板沿两方向同时受力。
第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。
F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。
焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。
验算此焊缝受力时是否安全。
图8-83 习题8.4解：依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。
假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10）=7.584×105mm 3。
对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算：最大正应力：622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力：33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力：22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。
8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。
T=350kN ，验算焊缝的受力。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解：（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l tmm -=-⨯=，黄钜枝06年6月19日）如图8-84-1，截面特性计算如下：2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力：247.52N kN ==；247.52V kN ==； 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点：32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。
第八章 偏心受力构件
h<600 (a)
600≤h≤1000 (b)
1000<h≤1500 (c)
600≤h≤1000 (d)
600≤h≤1000 (e)
1000<h≤1500 (f)
分离式箍筋 (g)
内折角 (h)
图7-2
当 h ≥ 600mm时，在侧面设φ10～16的构造筋 ′ As As ρ′ = ρ= ′ bh0 bh0 0.2% = ρmin ≤ ρ 0.2% = ρ′min ≤ ρ′
8.2.2 截面形式 截面形式应考虑到受力合理和模板制作方便。 矩形 b ≥250mm
( ) 工字型(截面尺寸较大时) h′f ≥ 100mm d ≥ 80mm 且 为避免长细比过大降低构件承载力 l0/h≤25， l0/d≤25。
第
l0/b ≤ 30
八 章
钢筋混凝土结构设计原理
8.2.3 配筋形式 • 纵筋布置于弯矩作用方向两侧面 d≥12mm 纵筋间距>50mm 中距≤ 350mm
混凝土结构设计原理
第八章 偏心受力构件承载力计算
§8.1 概 述 8.1.1 定义 偏心受力构件是指轴向力偏离截面形心或构件 同时受到弯矩和轴向力的共同作用。
N NM N
(a)
N N M
(b)
N
(c)
(d)
(e)
(f)
虽然承受的荷载形式多种多样，但其受力本质是 相同的，它们之间也是可以相互转化的 如下图所示
第 八 章
钢筋混凝土结构设计原理
复合箍筋要点： 1、适用情况；b＞400mm且截面各边纵筋多于3根 b≤400mm但截面各边纵筋多于4根 2、截面形状复杂的柱，不可采用具有内折角的箍 筋，避免产生向外的拉力，致使折角处的混凝 土破损，而应采用分离式箍筋
08.钢材知识大全三
钢材知识大全三第一章钢的分类一、黑色金属、钢和有色金属在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢与有色金属的基本概念。
1、黑色金属是指铁和铁的合金。
如钢、生铁、铁合金、铸铁等。
钢和生铁都是以铁为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。
生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和制造铸件。
把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件，这种铸铁叫铸铁件。
铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。
2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。
钢的产品有钢锭、连铸坯和直接铸成各种钢铸件等。
通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。
钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。
3、有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
另外，在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。
以上这些有色金属都称为工业用金属，此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等。
二、钢的分类钢是含碳量在0.04%-2.3%之间的铁碳合金。
为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。
钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。
钢的分类方法多种多样，其主要方法有如下七种：1、按品质分类(1) 普通钢（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 优质钢（P、S均≤0.035%）(3) 高级优质钢（P≤0.035%，S≤0.030%）2.、按化学成份分类(1) 碳素钢：a.低碳钢（C≤0.25%）；b.中碳钢（C≤0.25~0.60%）；c.高碳钢（C≤0.60%）。
(2)合金钢：a.低合金钢（合金元素总含量≤5%）b.中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）c.高合金钢（合金元素总含量＞10%）。
第八章 钢结构
N f An
式中， N—荷载引起的轴心拉力或压力 An—净截面面积 f—钢材抗拉或抗压设计强度
二、轴心受力构件的刚度
轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的
l0 i
式中 构件最不利方向的长细比，一般为 两主轴方向长细比的较大值.x = lox/ ix，y = loy/ iy lo-----相应方向的构件计算长度 i -----相应方向的截面回转半径
低合金钢： Q×××质量等级（A～E）
如Q235-A· F、Q345-C
6. 钢材的选择
（1）结构或构件的重要性； （2）荷载的种类（静荷载或动荷载）； （3）连接方法（焊接或非焊接）；
（4）工作条件（温度，腐蚀等）
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）规定：
承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷 含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊 接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷 弯试验的合格保证。需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有 常温或负温冲击韧性的合格保证。对需要验算疲劳的非焊接结 构的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
压弯构件广泛的用于柱子，如工业建筑中的厂
房框架柱。它们不仅要承受上部结构传下来的 轴向压力，同时还受有弯矩和剪力。
二、结构用钢的种类 1. 化学成分
普通碳素钢 Q235 普通低合金钢 Q345、Q390、Q420
2. 炉种 平炉 氧气顶吹转炉 成本高，质量好（6小时100t左右） 成本低，质量也可（15分钟150t）
3. 脱氧程度 沸腾钢（F） 脱氧较差 镇静钢（Z） 脱氧充分 半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间 特殊镇静钢（TZ）
材料力学第八章
D2 E2 O2
某实际应力状态：与 包络线相切，1>3， 3 1 有正负。 E3O3 O1O3 D3O3 D1O1 OO1 OO3 E2O2 O1O2 D2O2 D1O1 OO1 OO2 1 3 [ c ] [ t ] D3O3 D2O2 D1O1 2 2 2 1 3 [ c ] [ t ] OO3 OO2 OO1 2 2 2
最大拉应力1，与应力状态无关； 1．断裂原因： 2．强度准则： 1 u / nb 1 [ ] 断裂判据： 1 u 1 b 3．u由单向拉伸断裂条件确定： u b nb [ ] 4．应用情况：符合脆性材料的多向拉断试验，或 压应力不超过拉应力情况，如铸铁单向拉伸和 扭转；不能用于无拉应力的应力状态。
1．屈服原因： 形状改变比能uf，与应力状态无关；
2．强度准则：
1 uf ufu / ns ( 1 2 )2 ( 2 3 )2 ( 3 1 )2 [ ] 2
屈服判据：
1 uf ufu ( 1 2 )2 ( 2 3 )2 ( 3 1 )2 s 2
4．应用情况： 符合表面润滑石料的轴压破坏，某些 脆性材料压应力很大时的双向拉压状态。
§8-2
断裂准则
一、最大切应力理论(第三强度理论，Tresca准则) 不论材料处于何种应力状态，引起材料屈服的 原因是最大切应力max达到共同极限值s。
1．屈服原因： 最大切应力max，与应力状态无关； 2．强度准则： max s / ns 1 3 [ ]
[t]、[c]：许可拉、压应力； [ t ] 1 3 [ t ] 如[t]=[c]，退化为最大切 [ c ] 应力准则。
同济大学第八章(焊缝、螺栓连接)--钢结构习题参考解答
8.4 有一工字形钢梁，采用I50a （Q235钢），承受荷载如图8-83所示。
F=125kN ，因长度不够而用对接坡口焊缝连接。
焊条采用E43型，手工焊，焊缝质量属Ⅱ级，对接焊缝抗拉强度设计值2205/w t f N mm =，抗剪强度设计值2120/w v f N mm =。
验算此焊缝受力时是否安全。
图8-83 习题8.4解：依题意知焊缝截面特性：A=119.25cm 2，Wx ＝1858.9cm 3,Ix=46472cm 4,Sx=1084.1cm 3,截面高度h=50cm ，截面宽度b=158mm ，翼缘厚t=20mm ，腹板厚tw=12.0mm 。
假定忽略腹板与翼缘的圆角，计算得到翼缘与腹板交点处的面积矩S 1=20×158×（250－10）=7.584×105mm 3。
对接焊缝受力：125V F kN ==；2250M F kN m =⨯=⋅ 焊缝应力验算：最大正应力：622325010134.5/205/1858.910w t x M N mm f N mm W σ⨯===<=⨯ 最大剪应力：33224125101084.11024.3/120/464721012w x v x w VS N mm f N mm I t τ⨯⨯⨯===<=⨯⨯ 折算应力：22127.2/205/w zs t N mm f N mm σ=<= 故焊缝满足要求。
8.5 图8-84所示的牛腿用角焊缝与柱连接。
钢材为Q235钢，焊条用E43型，手工焊，角焊缝强度设计值2f 160/w f N mm =。
T=350kN ，验算焊缝的受力。
图8-84 习题8.5 图8-84-1 焊缝截面计算简图解：（注：焊缝上下翼缘长度114mm 有些问题，应取2130210110l t mm -=-⨯=，黄钜枝06年6月19日）此注错误，应取消。
罗烈08年10月28日如图8-84-1，截面特性计算如下：2(11425242882)0.75667.2f A h mm =⨯+⨯+⨯⨯= 228820.73225.6w f A h mm =⨯⨯=32741288288[2882114(16)252()4]0.77.913101222f f I h mm =⨯⨯+⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯焊缝受力：247.5N kN =；247.5V kN =； 49.5M V e kN m =⋅=⋅ 应力验算：危险点为a 、b 两点，下面分别验算： 对a 点： 32247.51043.67/5667.2N aN N mm A σ⨯===62749.510160100.09/7.91310M a af My N mm I σ⨯⨯===⨯ 2243.67100.09143.76/195.2/N Mw a a f f N mm f N mm σσβ+=+=<=对b 点：32247.51076.73/3225.6V bw V N mm A τ⨯=== 243.67/N Nb a N mm σσ==62749.51014490.16/7.91310M b bf My N mm I σ⨯⨯===⨯22133.87/160/w f N mm f N mm =<=故焊缝强度满足要求。
第8章钢结构的脆性断裂和疲劳(2011)
1
三、常幅疲劳验算公式
常幅疲劳的统一校核准则为：
C [ ] N
式中：Δσ--计算部位的应力幅；
1
对于焊接部位: Δσ=σmax-σmin； 对于其他部位：Δσ=σmax-0.7σmin(计算应力幅）。
σmax、σmin--计算部位每次应力循环中的最大拉应力和
3）焊接部位的疲劳强度与钢材的静力强度(屈服点fy)基本无
关。公式(2.5.4)中忽略了钢材静力强度对疲劳强度的影响，认为 所有连接形式的容许应力幅都与钢材的静力强度无关。国内外 的试验均证明，除个别在疲劳计算中不起控制作用的类别的疲 劳强度有随钢材的强度提高而稍有增加外，大多数焊接连接类
别的疲劳强度均不受钢材静力强度的影响，为简化表达式，在
即 : N
lg
.
. . . . . .
10 C
b2
(2 16)
此时的Δσ即为容许应力幅：
. . .
.
b1
.
C [ ] N
1
(2 17)
2S 2S
0 N=5×104
(b)
N=5X106
lg N
式中：系数β、c--根据钢结构 设计规范“疲劳计算的构件和 连接分类”查表得到。
设某个构件或连接的设计应力谱由若干个不同应力幅水平
Δσi的常幅循环应力组成，各应力幅水平Δσi所对应的循环次数为 ni，相对的疲劳寿命为Ni，Miner的线性累积损伤准则为：
假设构件或连接类别相同的变幅疲劳和常幅疲劳具有相同 的疲劳曲线，如图2.5.6所示，该图给出了具有三个应力幅水平
的变幅疲劳的例子。与常幅疲劳相同，每一个应力幅水平均可
第8章 钢结构工程
8.5.2、高强螺栓连接
1、高强度螺栓： 也称为高强螺栓连接副。分为：8.8级和10.9级。
（a）大六角头螺栓 （b）扭剪型螺栓
2.高强螺栓与普通螺栓的区别
1）普通螺栓可重复使用，高强螺栓一般用于永久连接，且 不可重复使用。
2）高强螺栓一般由高强钢材制成，是预应力螺栓，摩擦型 用扭矩扳手施加规定预应力，承压型拧掉梅花头。普通螺栓 一般由普通钢材(Q235)制成，只需拧紧即可。
3、对低温冷脆的影响 对于厚板或交叉焊缝，将产生三向焊接残余拉应力
，限制了其塑性的发展，增加了钢材低温脆断倾向。 所以，降低或消除焊接残余应力是改善结构低温冷
脆性能的重要措施。
4、对疲劳强度的影响 在焊缝及其附近主体金属焊接残余拉应力通常达到
钢材的屈服强度，此部位是形成和发展疲劳裂纹的敏感 区域。因此焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不 利影响。
正确，以防产生错误，造成废品；
※放样时，铣、刨的工作考虑加工余量，焊接构件要按工艺要
求放出焊接收缩量，高层钢结构的框架柱尚应预留弹性压缩
量；
※号料时要根据切割方法留出适当的切割余量；
※如果图样要求绗架起拱，放样时上、下弦应同时起拱，起拱 后垂直杆的方向仍然垂直于水平线，而不与下弧杆垂直；
3．切割
下料划线以后的钢材，必须按其所需的形状和尺寸进行 下料切割。钢材的下料切割可以通过冲剪、切削、摩擦等机 械力来实现，也可以利用高温热源来实现。常用的切割方法 有：气割、机械切割、氧离子切割等。
（二）、减小焊接残余应力和焊接变形的措施
1、设计上的措施； （1）焊接位置的合理安排 （2）焊缝尺寸要适当 （3）焊缝数量要少，且不宜过分集中 （4）应尽量避免两条以上的焊缝垂直交叉 （5）应尽量避免母材在厚度方向的收缩应力 2、加工工艺上的措施 （1）采用合理的施焊顺序 （2）采用反变形处理 （3）小尺寸焊件，应焊前预热或焊后回火处理
第8章-梁的变形分析与刚度问题
（3）弹簧铰支座（弹簧系数 ） ）弹簧铰支座（弹簧系数k） w F 例如： 例如： T = k wB = F / 2 F B A x l F l FT x = 0, w = 0 x = 2l, w = −
2k
常见的分段点连续条件： 常见的分段点连续条件： （1）连续的挠曲轴上的分段点 ） 连续挠曲线上任意一点只有一个挠度、一个转角。 连续挠曲线上任意一点只有一个挠度、一个转角。 个分段点处： 第i个分段点处： 个分段点处 Mi(x) Mi+1(x) i xi wi(x) wi+1(x) (2) 中间铰处 A w1(x) l B w2(x) l C x 挠度连续 转角连续
分段表示， （若梁的M(x)分段表示，上式也应分段表示） 若梁的 分段表示 上式也应分段表示）
1 ∴ ≈ ±w′′( x) M>0 ρ( x) M ( x) ± w′′( x) = w′ (x) > 0 EI
计算梁的位移的积分法
挠曲线近似微分方程
d 2 w M ( x) = 2 dx EI
(13.12)
1b 3 1 3 EIw2 = Fx2 − F( x2 − a) + C2 x2 + D2 6l 6
例题
例 题 13-6
3.定解条件： 定解条件： 定解条件
w
A
w1(x)
a
EI
F w2(x) b
C l
B
FA
x1 x2
x
FB
解得常数为： 解得常数为：
例题
例 题 13-6
4.求最大转角： 求最大转角： 求最大转角
称为叠加原理 称为叠加原理
2.弯曲位移计算的载荷叠加法 利用基本变形表 弯曲位移计算的载荷叠加法 利用基本变形表13.2
7.建筑钢材 建筑材料
8.2 钢材的技术性质
六、焊接性能
1、焊接性能定义
焊接性能（又称可焊性）指钢材在通常的焊接方法与工艺条件 下获得良好焊接接头的性能。
2、 可焊性好的钢材的特点
易于用一般焊接方法和工艺施焊。 焊接时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。 焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不低于母 材的力学性能。 3、影响钢材可焊性的主要因素 主要取决于钢的化学成分：低碳钢有优良的可焊接性 。
Mn
0.25-0.50
0.25-0.55 0.30-0.65①
Si≤
0.30
0.30
S≤
0.050
0.050 0.045 0.050
P≤
0.045
0.045 0.045 0.040 0.035 0.045 0.045
脱氧 方法
F、b、Z
F、b、Z F、b、Z Z
B
Q235 C D Q255 Q275 A B －
JIANZHUCAILIAO
8.2 钢材的技术性质
四、疲劳强度
1、疲劳破坏：受交变荷载的反复作用下。钢材在应力低于其屈 服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象称为疲劳破坏。
2、疲劳强度：钢材在无数次交变荷载作用下（通常以2×106次 应力循环为基准）不致引起脆性断裂的最大循环应力值称为疲劳 强度极限，简称疲劳强度。 3、钢材产生疲劳破坏的原因：由于钢材内部存在局部缺陷，在 应力作用下形成细小的裂纹，裂纹尖端处应力集中，加速了裂纹 的扩展，最终导致钢材的疲劳断裂。 静力抗拉强度 4、影响钢材疲劳强度的因素： 钢材品种、钢材质量、 疲劳极限强度 组织结构、表面状态、 受力状态等。
不易再滑移变形，要使晶粒继续发生塑性变形，产生
新的滑移，需要更大的外力。
第八章锻件与铸件超声检测
图5 CSⅡ标准试块
试块序号 CSⅡ-1 CSⅡ-2 CSⅡ-3 CSⅡ-4
孔径 φ2 φ3 φ4 φ6
检测距离L 1 2 3 4 5 6 7 8 9
5
10
15
20
25
30
35
40
45
检测面是曲面时，应采用CS Ⅲ标准试块来测定由于曲率 不同而引起的声能损失，其形状和尺寸按图6所示。
图6 CS Ⅲ标准试块
非缺陷回波 1)三角反射波：圆柱形，1.3d、1.67d 2)迟到波：细长轴，B1之后0.76d间距 3)61°反射波： 缺陷或结构面成61°特定 角。 轮廓回波：各种轮廓。
JB/T4730.3-2005规定
缺陷记录 1记录当量直径超过φ4mm的单个缺陷的波幅和 位置 2密集区缺陷 3底波降低量应按表6的要求记录
工件材质衰减系数的测定
在工件无缺陷完好区域，选取三处检测面 与底面平行且有代表性的部位，调节仪器 使第一次底面回波幅度（B1或Bn）为满刻 度的50%，记录此时衰减器的读数，再调 节衰减器，使第二次底面回波幅度（B2或 Bm）为满刻度的50%，两次衰减器读数 之差即为（B1-B2）或（Bn-Bm）的dB差 值（不考虑底面反射损失）。 工件上三处衰减系数的平均值即作为该工 件的衰减系数。
图3-69 轴类锻件超声探测方向。 （a）直探头径向探测（b）直探头轴向探测（c）斜探头 周向探测（d）斜探头轴向探测。
（2）饼类锻件检测 饼类锻件主要经受 镦粗工艺，因而缺 陷分布主要平行于 端面。所以用直探 头在端面检测是最 主要的检测方法。
（3）筒形锻件检测 由于铸锭中质量最差 的中心部分已被冲孔 时去除，因而锻件质 量一般较好。筒形锻 件一般在端面及外圆 作直探头检测。但对 于壁厚较薄的筒形锻 件，须加用斜探头探 测
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建筑材料-----建筑钢材 二、 钢材的化学成分及对性能的影响 碳、硅、锰、硫、磷、氧、氮及各种合金元素。 1.碳（C） (1)当C=0.8％时，为共析钢。 只由珠光体组成。 (2)当C<0.8％时，为亚共析钢。 由珠光体 + 铁素体组成。 随含碳增加，珠光体相 对含量↑ ，则钢的塑性↓ 、韧性↓，而强度↑ 。 (3)当C>0.8％(但<2.06％)时，为过共析钢。 由珠光体 + 渗碳体组成。 随含碳量的增加，珠光体↓ ，渗碳体↑ ，则钢 的强度略↑ ；但含碳量超过1％后，受渗碳体影响 强度↓ ，但硬度↑ ，脆性↑，塑性↓ 、韧性 ↓。
建筑材料—建筑钢材
第八章建筑钢材
内容： 1.钢材的分类与冶炼 2.钢材的技术性质（力学性能和工艺性能） 3.钢铁金属学的基本知识（晶体组织、化学成分） 4.钢材的加工与焊接 5.建筑钢材的技术标准与选用； 6.钢材的腐蚀与保护。
建筑材料—建筑钢材
学习目的和要求
1.了解钢材的分类、冶炼方法 2.理解钢材的化学元素对钢性能的影响，钢材的腐蚀与 保护； 3.掌握钢材的主要力学性能和工艺性能，钢材的技术标 准和选用的原则。 重点：钢材的主要力学性能和工艺性能，钢材的技术标准 和选用的原则。 学生通过本章内容的学习，能具体掌握钢材的力 学性 能和工艺性能，能根据所设计的强度等级对钢材加以正确 的选用，同时通过一定的试验方法能对钢材的主要性能进
建筑材料-----建筑钢材
8.2
钢材的技术性质
力学性能（拉伸、冲击、耐疲劳） 工艺性能（冷弯） 一. 拉伸性能（最重要的技术性质） 其技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度 和伸长率。 低碳钢（软钢）受拉的应力—应变图能够较好地解 释这些重要的技术指标， 见下页低碳钢受拉时的应力—应变图示
建筑材料-----建筑钢材
建筑材料-----建筑钢材 冲击韧性随温度的 降低而下降，其规律 是开始下降缓和，当 达到一定温度范围 时，突然下降很多而 呈脆性，这种脆性称 为钢材的冷脆性。 发生冷脆时的温度 称为脆性临界温度， 其值越低，低温抗冲 击性越好，因此，负 温下使用的结构，必 须考虑钢材的冷脆 性。
建筑材料-----建筑钢材 时效：随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲 击韧性下降的现象。 完成时效变化的过程可达数十年，但是钢材如经受 冷加工变形，或使用中经受震动和反复荷载的影 响，时效可迅速发展，使冲击韧性降低加快。 时效
8.3 钢 的 晶 体 组 织 及 化 学 成分
一、 钢的晶体组织 铁－碳合金晶体 高强度和良好塑性的来源：金属键 （一）晶格：体心立方晶格（bcc） 面心立方晶格 同素异晶转变 （fcc）
收缩
膨胀
建筑材料-----建筑钢材 （二） 晶体缺陷（微观结构）
空位：强度
1.点缺 陷
间隙原子：晶面滑移力 强度
1．弹性阶段 :OA直线关系 弹性阶段的应力极限值称为 弹性极限 σp 2.屈服阶段 :AB B下所对应的应力为屈服点σs σs为设计时强度取值的依据。 对屈服现象不明显的钢材， 如硬钢，规定以0.2％残余变 形时的应力σ0.2作为屈服强 度。
建筑材料-----建筑钢材 3.强化阶段 ：BC 抗拉强度σb ：对应于最高点C的应力。 设计中虽然不能利用抗拉强度，但表明了钢材的潜在强 度的大小。屈强比σs／σb有一定意义。 屈强比σs／ σb ， 利用率 安全性
建筑材料-----建筑钢材 二. 冲击韧性：指钢材抵抗冲击荷载的能力。 （一）表示方法：冲击韧性ak（Ｊ/cm2）。 ak值愈大，冲击韧性愈好
建筑材料-----建筑钢材 （二）影响冲击韧性的因素 1.钢材的化学成分与组织状态 硫、磷含量高时，钢材组织中有非金属 夹杂物和偏 忻 现象时，使 ak 降低。另外钢组织中细晶粒结构比粗 晶 粒结构的纯要高。 2.钢材的轧制和焊接质量 沿轧制方向取样，其冲击韧性比沿垂直 轧制方 向取样的高。在焊接处的晶体组织均匀程度对ak 影 响 钢材的冷脆性 时效 很大。焊接中形成的微裂纹会降低冲击韧性. 脆性临界温度 时效敏感性 3.环境温度
建筑材料-----建筑钢材 三. 按冶炼时脱氧程度分 由于精炼中必须供给充足的氧以保证杂质元素被氧化， 故精炼后的钢液中含有一定量的氧化铁，使钢的质量降 低。因此，在精炼的最后阶段，在浇注钢锭之前，需将 硅铁、锰铁或铝等加入炉中使氧化铁被还原成铁，即脱 氧。其中脱氧效果是铝最佳，硅铁次之，锰铁排第三。 (一)沸腾钢。 1.沸腾钢：炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，则脱氧不完全这 种钢水浇入锭模时，会有大量的ＣＯ气体从钢水中外 逸，引起钢水呈沸腾状，故称沸腾钢。代号为“Ｆ” 2.沸腾钢特点：塑性好，利于冲压，但化学成分不太均 匀，硫、磷等杂质偏析较严重，组织不够致密，气泡 多，故质量较差，但因其成本低、产量高。 3.应用：用于一般建筑工程。
建筑材料-----建筑钢材
四. 冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 表示方法：冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度 （90°、180°）及弯心直径ｄ与试件厚度（或直径）a的比 值（ｄ/a）来表示的，试件按规定的弯曲角和弯心直径进行 试验，试件弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认为冷 弯性能合格。
建筑材料-----建筑钢材
目前，建筑结构大部分采用钢筋混凝土结 构．少部分为钢结构。钢筋混凝土结构自 重大，但用钢量少，故而成本较低。钢结 构重量轻，施工方便，适用于大跨度及高 层结构，但易锈蚀，需要定时维护，因而 成本及维护费用大。
建筑材料-----建筑钢材
8.1 钢材的分类
一.按化学成分 低碳钢（含碳量＜0.25％） 碳素钢 中碳钢（含碳量为0.25％～0.60％） 高碳钢（含碳量＞0.60％） 低合金钢 合金钢 合金元素有：硅、锰、钛、钒、铌、铬等
建筑材料-----建筑钢材
第八章
金属材料包括
建筑钢材
黑色金属
以铁元素为主的金属及其合金 如铁、钢和合金钢 以其他金属元素为主要成分的 金属及其合金，如铜、 铝、 锌、铅等金属及其合金。
有色金属
建筑材料-----建筑钢材 建筑钢材是指建筑工程中所用的各种钢材 型钢(圆钢、角钢、槽钢 和工字钢) 包括 钢板 钢筋和钢丝 优点:建筑钢材强度高、品质均匀，具有一定的弹性和 塑性变形能力，能承受冲击、振动等荷载。此外，可加 工性能好；也可以通过铸造的方法，将钢铸造成各种形 状；还可以通过切割、铆接或焊接等多种方式的联接， 进行装配法施工。 缺点:易锈蚀，维修费用大，耐火性差。 应用 钢筋混凝土和钢结构，门窗和建筑五金
合理屈强比：0.6～0.75
建筑材料-----建筑钢材 4．颈缩阶段 伸长率： δ
L0 L1
L1 − L 0 δ n= × 100 % L0
伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由于在塑性 变形时颈缩处的伸长较大，故当原始标距与试件 的直径之比愈大，则颈缩处伸长中的比重愈小， 因而计算的伸长率会小些。通常以δ5 和δ10 分别 表示L0=5d0和 L0=10d0（ｄ0为试件直径）时的伸长 率。对同一种钢材，δ5 > δ10。
建筑材料-----建筑钢材 冷弯性能表明钢材在静荷下的塑性，可以揭 示内部组织是否均匀，有无杂质。
弯曲角度 冷弯性能 弯心直径/试件厚 度 冷弯也是检验钢材塑性的一种方法，并与伸 长率存在有机的联系，伸长率大的钢材，其 冷弯性能必然好，但冷弯试验对钢材塑性的 评定比拉伸试验更严格、更敏感。
建筑材料-----建筑钢材
建筑材料-----建筑钢材
二. 按冶炼方法分 (一)氧气转炉法是在能前后转动的梨形炉中注入熔融的 生铁，从上方吹入高压的高纯度氧气，使杂质被氧化 去除掉。用氧气转炉精炼时间只需20~40min，钢材质 量好，且不需燃料。因此，这种炼钢法现在已成为主 流。 (二)平炉法以固态或液态铁、铁矿石或加入废钢铁为原 料，以煤气或重油为燃料，在平炉炉中冶炼钢。平炉 法冶炼时间长(2~3h)，清除杂质较彻底，钢材质量 好，但是设备投资大，燃料效率低，钢材成本较高。 (三)电炉法是 种利用电流的热效应来产生高温的炼钢 炉。这种炼钢炉能在短时间内达到高温，温度也容易 控制。使用电炉能够充分除去P和S，得到高纯度的优 质钢，它适合于冶炼优质或特殊质量的特种钢。
空位
间隙 原子
2.线缺陷
刃型位 错：滑移 阻力小， 塑性好
建筑材料-----建筑钢材 （二） 晶体缺陷（微观结构） 3.面缺陷 晶界处原子排 列紊乱 滑移阻力 晶界 强度 塑性 晶粒细，晶界 多， 则强度高，韧性好 生产时，使晶粒细化
建筑材料-----建筑钢材
（三） 钢的晶体组织 1.铁（Fe）和碳（Ｃ）的结合形式 三种结合形式： ⑴固溶体：以铁为溶剂，碳为溶质，固溶后形 成固态溶液。其中铁保持原状态的晶格，而碳 溶解于其中。由于固溶体中原子大小不一样， 碳原子的位置不同，造成原有晶格的歪扭，从 而使固溶体得到强化。 ⑵化合物：铁和碳按一定比例结合成一种新的 化合物（Fe3Ｃ） 。 ⑶机械混合物：固溶体和化合物的混合物。
建筑材料-----建筑钢材 （三）半镇静钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间， 为质量较好的钢，其代号为“ｂ”。 （四）特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度还要充分彻底的 钢，故其质量最好，适用于特别重要的结构工程，代号 为“TZ”。 四、按有害杂质（硫(S)和磷(P)的含量）分类 1.普通质量钢 P ≤ 0.045％；S ≤ 0.050％。 主要用钢 2.优质钢 P ≤ 0.035％；S ≤ 0.035％。 3.特殊质量钢 P ≤ 0.025％；S ≤0.015％
建筑材料-----建筑钢材 五、按用途分类 1.结构钢 主要用于工程结构构件及机械零件的 钢。一般为低碳钢或中碳钢。 2.工具钢 主要用于各种工具、量具及模具的钢。 一般为高碳钢。 3.特殊钢 具有特殊物理、化学或机械性能的钢， 如不锈钢、耐热钢、耐酸钢、耐磨钢、 磁性钢 等。一般为合金钢。 建筑工程中常用的钢种有普通质量和优质的碳素结 构钢和低合金 钢。