钢材概述

目录

(目录1钢材性能2化学成份对钢材性能的影响3钢材强度设计值（Q235）

4常用不锈钢5 镀锌)

1 钢材的性能

1.1 强度

1.2 塑性

1.3 韧性

1.4 可焊性

1.5 冷弯性能

1.6 耐久性

2 化学成份对钢性能的影响

2.1 C的影响

2.2硅的影响

2.3锰的影响

2.4硫、磷的影响

2.5氧和氮的影响

2.6牌号表示法及符号

3 钢材强度设计值(Q235)

3.1 Q235钢材分组尺寸

3.2 Q235强度设计值

3.3焊缝强度设计值(N/mm2)

3.4螺栓连接的强度设计值(N/mm2)

4 常用不锈钢

4.1铬不锈钢

4.2铬镍不锈钢

5 镀锌

5.1镀层及应用范围

5.2特性

5.3表面光洁度

( 目录1钢材性能2化学成份对钢材性能的影响3钢材强度设计值（Q235）

4常用不锈钢5 镀锌)

1钢材的性能

使用钢材时,对钢材性能的要求是多方面的，不能偏重于某一项或少数几项指标。（见表1—1）

碳素结构钢材的机械性能（按GB700-88）附表1—1

1.1强度

钢材的强度指标有比例极限δp、弹性极限δe、屈服点fy和抗拉强度fu。如前所述，前三个指标实际上可用屈服点fy作为代表，设计时认为这是钢材可以达到的最大应力。屈服点fy高，可以节约钢材和降低成本。抗拉强度fu是钢材在破坏前能够承受的最大应力。虽然在达到这个应力时，钢材已由于产生很大的塑性变形而失去使用性能，但是抗拉强度高则增加结构的安全保障，故fu/ fy 的值可以看作是钢材强度储备多少的一个系数。

必须注意，fu、fy值是由单向均匀受力的静力拉伸试验获得的，这样的指标也只有在承受静力荷载而且变力单向分布较均匀的材件中，才具有实际意义。强度指标虽然是结构设计的重要依据之一，但单凭这一指标不足以完全判定结构是否安全可靠，还需考虑下面所述因素。

1.2 塑性

钢材的塑性一般是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。衡量钢材塑性好坏的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。

伸长率δ是应力——应变曲线中最大的应变值，等于试件拉断后的原标距间长度的伸长值（等于残余塑性变形）和原标距比值的百分率，当l0/d0=10时，以δ10表示，当l0/d0=5时，以δ5表示。δ5值可按下式计算：

δ=(l1－l0)/l0×100%

式中δ——伸长率；L0——试件原标距长度；

L1——试件拉断后，标距间长度；

d0———试件中间部分的直径。

L

断面收缩率φ是指试件拉断后，颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率，按下式计算：

φ=(A0—A1)/A0×100%

式中A0——试件原来的断面面积；

A1——试件拉断后颈缩区的断面面积。

在测量时断面收缩率容易产生较大的误差。因而钢材标准中往往采用伸长率的保证要求。

1.3 韧性

钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂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，与钢材的塑性有关而又不同于塑性，它是强度与塑性的综合表现。钢材强度塑性指标是由静力拉伸实验获得，这些指标用于承受动力荷载结构时，显然有很大的局限性。韧性指标是冲击试验获得的，它是钢材在冲击荷

载作用下是否出现脆性破坏的重要指标之一。

一.钢结构或构件的脆性断裂是从应力集中处开始的，冶金或轧制过程中

产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是脆性断裂的发源地。为此，冲击实验的试件做成带有缺口的，国标规定缺口为夏比V型。

45°

V型

1.4 可焊性

钢材的可焊性是指在一定的工艺和结构条件下，钢材经过焊后能够获得良好的焊接接头的性能。可焊性可分为施工上的可焊性和使用性能的可焊性。

施工上的可焊性，是指焊缝金属产生裂纹的敏感性以及由于焊接加热的影响，近缝区钢材硬化和产生裂纹的敏感性。可焊性好提指在一定焊接工艺条件下焊缝金属和近缝区钢材均不产生裂纹。

使用性能上的可焊性，是指焊接接头和焊缝的缺口韧性（冲击、韧性）和热影响区的延伸性（塑性）。要求焊接构件在施焊后的力学性能不低于母材的力学性能。

1.5 冷弯性能

冷弯性能是指钢材在冷加工(既在常温下加工)产生朔性变形时,对产生裂缝的抵抗能力。钢标材冷变性能是用冷弯试验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能，并显示其缺陷的程度。

冷弯试验一方面是检验钢材能否适应构件制作中的冷加工工艺过程；另一方面通过试验还能暴露出钢材的内部缺陷，鉴定钢材和可焊性，冷弯试验是鉴定钢材质量的一种好方法，常作为静力拉伸试验和冲击实验的补充试验。冷弯性能合格是一项衡量钢材力学性能的综合指标。

1.6 耐久性

影响钢材结构使用寿命的因素较多。首先，由于钢材的耐用腐蚀性较差，必须采取防拉措施。幕墙规范JGJ102规定钢件，必须热浸镀锌。

随着时间的增长，钢材的力学性能有所改变，出现所谓“时效”现象。根据结构的使用要求和所处的环境条件，必要时对钢材进行快速时效后测定钢材的冲击韧性，以鉴定钢材是否适用。

其次，在长期的高温条件工作的钢材，应另行测定“持久强度”。

钢结构在多次重复荷载或变荷载的作用下，虽然钢材应低于屈服点fy，但会产生疲劳现象，因此在重复和交变荷载作用下，需要确定钢材的另一个力学性能指标“疲劳强度”。

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2 化学成份对钢材性能的影响。

钢材的化学成份直接影响钢的组织构造，并与钢材的力学性能有密切关系。

钢的基本元素是铁（fe），普通碳素钢中的纯铁约占99%，此例还有碳（C）和硅（Si）、锰（Mn）等杂质元素，以及在冶炼中不易除尽的有害元素硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）等。见表2—1。

碳素结构钢材的化学成分（按GB700-88）附表2-1

2.1 C的影响

在普通碳素钢中，碳是除铁以外最主要的元素，它直接影响钢材的强度，韧性和可焊性等。随着含碳量的增加，钢材屈服点和抗拉强度提高，但塑性和韧性，特别是低温冲击韧性下降。同时，钢材的腐蚀性能、疲劳强度和冷弯性能也明显