建筑钢材 PPT

珠海歌剧院的设 计图。由SPF建 筑设计公司设计， 它的外形像3块石 头堆叠在一起， 给人以走进大自 然的感觉，别看 外形小，但是容 量很大，拥有 1500个座位，还 有一个大型广场 集会空间，排练 厅，餐馆和其他 公共设备。
项目七 建筑钢材
金属材料：钢材属于？铝合金呢？
黑色金属： 以铁元素为主要成分，生铁、碳素钢、合金钢 有色金属： 以其他金属元素为主要成分。。。铝合金、铜合金
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7.2.1 抗拉性能
相关知识点回顾
（1）应力
（2）应变

L1 L0 L L0 L0
第7章 建筑钢材
7.1.2 钢材中的常存杂质
碳：决定钢材性能的重要元素，随含量增加，强度硬度增加，
塑性韧性加工性减低。
主 体 元 素
锰：具有很强的脱氧、硫能力，改善热加工性，消除热脆性，
含量较大时影响塑性、可焊性。
硅：脱氧剂，较锰强。
两面性：硅很低时，强度增加；硅很高时，可焊性降低。
合 金 元 素
作用。
(3)硫、磷
硫不溶于铁而以FeS的形式存在，FeS和Fe形成低熔 点的共晶体。当钢材温度升至1000℃以上进行热加工 时，共晶体熔化，晶粒分离，使钢材沿晶界破裂，这 种现象叫做热脆性。 磷能使钢的强度、硬度提高，但显著降低钢材的塑 性和韧性，特别是低温状态的冲击韧性下降更为明显， 使钢材容易脆裂，这种现象叫做冷脆性。
建筑钢材（阐述用途）：
钢筋、钢丝、钢绞线 各种型钢：角钢、槽钢、钢管等 深加工钢板和复合板：钢模板、钢围堰
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7.1 金属的微观结构及钢材的化学组成
7.1.1 金属的微观结构概述 7.1.2 钢材的化学组成
按化学成分，钢可以分为： 碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢 合金钢：低合金钢、中合金钢、高合金钢
钢材中除了主要化学成分铁（Fe）以外，还含有少量的碳 （C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）、氧 （O）、氮（N）、钛（Ti）、钒（V）等元素，这些元 素虽然含量少，但对钢材性能有很大影响。
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第7章 建筑钢材
7.1.1 分类
1.按化学成分分类
低碳钢：含碳量<0.25% （1）碳素钢 （2%碳钢）
含碳量对碳素钢性能的影响
一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0.25%； 18 工程所用低合金钢，其含碳量小于0.52%。
7.1.2 钢材的化学组成
钢材化学成分对钢材性能的影响
金属材料在采用一定的焊接工艺时获得优良焊 接接头的难易程度。
硅、锰 对钢性能有害的元素： 磷、氮、硫、氧
低合金钢的主加元素：
项目七 建筑钢材
学习重点：
钢材的主要力学性能：抗拉性能、冷弯性能、冲击 韧性、硬度、耐疲劳性 钢材的冷加工强化 钢材的热处理与焊接 常用钢种 常用建筑钢材：钢筋、型钢的种类
学习难点： 钢材的主要力学性能、测试方法
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国家体育场：又称“鸟 巢”，是世界上跨度最 大的钢结构建筑。
国家游泳中心：又称“水 立方”，它是世界上首个 基于“气泡理论”建造的 多面体钢架结构建筑，也 是世界上惟一一个完全由 膜结构来进行全封闭的公 共建筑。
硫：来自矿石燃料，生成FeS，钢材加工时易裂缝，热脆性。 磷：来自矿石燃料，生成Fe3P，脆性很大。
氧、氮：与碳、磷相似。
有 害 元 素
(1)碳是决定钢材性能的主要元素。 随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧 性下降。但当含碳量大于1.0%时，由于钢材变脆，强度 反而下降。 (2)硅、锰 加入硅和锰可以与钢中有害成分FeO和FeS分别形成 SiO2、MnO和MnS而进入钢渣排出，起到脱氧、降硫的
中碳钢：低碳钢：含碳量０.25% ～ 0.6%
高碳钢：含碳量>0.6%
（2）合金钢 ——专门加入合金元素 低合金钢：合金元素总含量<5% 按合金元素含量分 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%
第7章 建筑钢材
2．按杂质含量（品质）分类
普通钢：含硫量 ≤0.050%，含磷量≤0.045% 优质钢：含硫量 ≤0.035%，含磷量≤0.035%
高级优质钢：含硫量 ≤0.025%，含磷量≤0.025%，
牌号后加“高”或“A”
特级优质钢：含硫量 ≤0.015%，含磷量≤0.015%，
后加“E”
第7章 建筑钢材
3.按冶炼时脱氧程度分
沸腾钢：脱氧不充分，代号“F”
镇静钢：脱氧充分，代号“Z” 半镇静钢：脱氧程度介于“F”与“Z”之间，代号“b” 特殊镇静钢：脱氧彻底，代号“TZ”
建筑位于迪拜滨水区，是一个富有想象力的 独特设计方案，项目预定完成于2010年。
位于迪拜的爱娜若塔 摩天大厦，像一个矩 形风力涡轮机，这种 结构只是为了突出大 厦顶部的全景餐厅。 大厦665米高，囊括了 零售、办公、300套豪 华公寓和一个250间的 豪华酒店。在渲染效 果图清晰的看出，塔 楼里有一个巨大的中 庭；每27层有一个空 中花园。
(4)氧、氮
未除尽的氧、氮大部分以化合物的形式存在，如FeO、 Fe4N等。这些非金属化合物、夹杂物降低了钢材的强 度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢的热脆性增加， 氮使冷脆性及时效敏感性增加。 (5)钛、钒、铌 是钢的强脱氧剂和合金元素。能改善钢的组织、细 化晶粒、改善韧性，并显著提高强度。
7.1.2 钢材的化学组成
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7.1.2 钢材的化学组成 案例分析
现象：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。

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7.2 建筑钢材的主要力学性能
7.2.1 抗拉性能
1.主要测试指标： 低碳钢拉伸试验 屈服强度 抗拉强度 伸长率（断面收缩率）等 2.钢材（低碳钢）的抗拉过程主要包括： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
4．按用途分类
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）
（1）沸腾钢的特点： 含杂质较多，质量较差，致密性差，但成本低； （2）镇静钢： 结构致密，成分均匀，性能稳定，是质量较好的钢种， 但是产品率低，且成本较高； （3）半镇静钢： 脱氧程度以及钢的质量介于沸腾钢和半镇静钢之间；