建筑材料——建筑钢材
建筑钢材基础知识
程称为时效处理。常温放置称为自然时效，加热处理称为 人工时效。
冷拉并时效处理后的钢筋，其屈服点提高20％～25％，
抗拉强度也有提高，塑性和韧性降低较大，弹性模量基本 恢复。
补充知识
在建筑工地，经常对比使用要求的强度偏低和 塑性偏大的钢筋或低碳盘条钢筋进行冷拉或冷 拔并时效处理，以提高屈服强度和利用率，节 省钢材。同时还兼有调直、除锈的作用。这种 加工所用机械比较简单，容易操作，效果明显， 所以建筑工程中常采取此法。
（5）、按主要质量等级分类 （1）普通质量钢；（2）优质钢；（3）高级优质钢； （6）、 钢材按用途分为三大类：
（1）结构钢：建筑结构工程中最常用的钢种是碳素结构 钢和低合金高强度结构钢； （2）工具钢：用于各种切削工具的钢； （3）特种钢：具有特殊性能的钢，如耐酸钢、耐热钢、 不锈钢等；
（7）、 建筑钢材按用途分类
建筑钢材用各种管材示意图2
钢结构用各种钢材示意图3
钢筋
钢板
型钢
钢丝
1、
按冶炼方式分类
分类三大类:（1）转炉钢（2）平炉钢（3）电炉钢； （1）转炉钢： 以熔融的铁水为原料、由转炉的底部或侧面向转炉中吹入 高压热空气（或氧气）进行冶炼而得到的钢，叫做转炉钢； 转炉钢的缺点： 吹炼时易混入空气中的氮、氢等杂质，故建筑中常用的是 氧气转炉钢； 熔炼时间短，杂质含量不易控制，因此质量差；
二 建筑材的标准与选用
建筑钢材一般分两种：
1 钢结构用钢材:
碳素结构钢 低 合 金 结 构 钢
其中低合金结构钢：包括角钢、工字钢、 槽钢和钢管、钢板等；
2 钢筋混凝土结构用钢： 主要有钢筋、钢丝和钢绞线等
二、钢结构用钢材 1 碳素结构钢 牌号的表示方法： （如Q235—A.F ） （1）按屈服点值分为五种：195、215、235、355、 275MPa； （2）按磷、硫杂质的含量由多到少分为A、B、C、D四 个质量等级； （3）按脱氧方式分为F、b、Z、TZ四种。
建筑材料-钢材
建筑材料-钢材建筑材料-钢材一、引言随着建筑行业的发展，钢材作为一种重要的建筑材料，被广泛应用于建筑结构中。
本文将详细介绍钢材的种类、性能、应用场景以及相关的标准和规范。
二、钢材的种类1. 碳钢碳钢是最常用的钢材之一，它主要由铁和碳组成，其中碳的含量低于2%。
碳钢具有优异的强度和可塑性，在建筑结构中被广泛应用。
2. 不锈钢不锈钢含有铁、铬和其他合金元素，具有抗腐蚀性能。
不锈钢常用于室外建筑、卫生间、厨房等需要抗腐蚀的场所。
3. 高强度钢高强度钢的强度超过普通碳钢，常用于需要承受高荷载的建筑结构。
它的使用可以减少材料消耗，提高建筑结构的稳定性。
三、钢材的性能1. 强度钢材具有很高的强度，可以承受大的荷载和应力。
2. 韧性钢材具有良好的韧性，能够在受力时发生一定程度的塑性变形，从而吸收能量。
3. 耐腐蚀性不锈钢具有出色的耐腐蚀性，能够在潮湿或酸碱环境下延长使用寿命。
四、钢材的应用场景1. 建筑结构钢材广泛应用于建筑结构中，如框架结构、钢管柱和钢梁等。
它们能够提供稳定的支撑和承载能力。
2. 桥梁钢材在桥梁结构中被大量使用，例如桥梁的支撑柱和桥面。
3. 储存设施钢材在储存设施中具有很高的可靠性和安全性，常用于储罐、仓库等建筑。
4. 装饰建筑不锈钢常用于室内外装饰建筑，如不锈钢护栏、楼梯扶手等。
它们具有美观、耐用的特点。
五、相关标准和规范1. GB/T 700-2006《碳素结构钢》2. GB/T 1220-2007《不锈钢》3. GB/T 8162-2008《无缝钢管》4. GB/T 700-2006《高强度钢》六、附件本文档所涉及的附件如下：1. 钢材生产厂家名录2. 钢材成本分析表3. 钢材质量检测报告样本4. 钢材相关图纸和设计方案七、法律名词及注释1. 合同法：合同法是指用于规范和保护合同关系的法律法规体系。
2. 建筑法：建筑法是指用于管理和规范建筑活动的法律法规体系。
钢材
建筑材料常见问题解答第9章建筑钢材１．建筑钢材主要指哪些材料？建筑钢材有哪些优缺点？答：建筑钢材主要指用于钢结构中的各种型材（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。
建筑钢材材质均匀，具有较高的强度、有良好的塑性和韧性、能承受冲击和振动荷载、可焊接或铆接、易于加工和装配，钢结构安全可靠、构件自重小，所以被广泛应用于建筑工程中。
但钢材也存在易锈蚀及耐火性差等缺点。
２．生铁与钢是如何冶炼成的？目前，常用的炼钢方法有哪几种？答：生铁的冶炼是把铁矿石、焦炭、石灰石（助熔剂）按一定比例装入高炉中，在炉内高温条件下，焦炭中的碳与矿石中的氧化铁发生化学反应，将矿石中的铁还原出来，生成一氧化碳和二氧化碳由炉顶排出，使矿石中的铁和氧分离，通过这种治炼得到的铁中，仍含有较多的碳和硫、磷等杂质，故性能既硬又脆，影响使用。
生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。
钢是由生铁冶炼而成。
将生铁在炼钢炉中进一步熔炼，并供给足够的氧气，通过炉内的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出，其他杂质则形成氧化物进入炉渣中除去，这样可使碳的含量降低，从而得到含碳量合乎要求的产品，即为钢，此过程称为炼钢。
所以将含碳量在2%以下，含有害杂质较少的铁—碳合金称为钢。
目前，常用的炼钢方法有：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。
建筑钢材一般是采用前三种方法获得。
３．根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为哪几种？其质量如何？答：根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）、特殊镇静钢（TZ）。
沸腾钢脱氧不完全，钢水在浇铸时会产生大量一氧化碳气体逸出，引起钢水沸腾，故称沸腾钢。
沸腾钢组织稀疏、气泡含量多、化学偏析较大、成份不均匀、质量较差，但成本较低。
镇静钢脱氧充分，浇铸时钢水在锭模内平静的凝固，故称镇静钢。
其组织致密，化学成分均匀，机械性能好，是质量较好的钢种。
建筑 钢材
7.1 概述 7.2 建筑钢材的主要技术性质 7.3 建筑钢材的技术标准和选用 7.4 钢材的冷加工与热处理 7.5 钢材的检验与堆放 7.6 钢材的防腐与防火
7.1 概述
钢材是以铁为主要元素，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素 的材料。建筑钢材是指建筑工程中使用的各种钢材，包括钢结构用各种 型材(如圆钢、角钢、工字钢、钢管、板材)和钢筋混凝土结构用钢筋、 钢丝、钢绞线。
第一节 建设工程信息的收集
一、建设工程决策阶段的信息收集 在建设工程决策阶段，由于该阶段对建设工程项目的效益影 响很大，应该首先进行项目决策阶段相关信息的收集。该阶 段信息收集工作主要是收集工程项目外部的宏观信息，要收 集过去的、现代的和未来的与项目相关的信息，具有较多的 不确定性。 在建设工程前期决策阶段，应向有关单位收集以下资料:
(2)平炉钢。平炉钢是指以固体或液体生铁、铁矿石或废钢为原料， 用煤气或重油为原料在平炉中加热冶炼，杂质靠铁矿石或废钢中的氧起 氧化作用而除去的钢。冶炼时，杂质轻并浮在表面，对钢水与空气起隔 离作用，所以钢中杂质含量少，成品质量高。由于冶炼时间长 (4～12h)， 清除杂质较彻底，钢材质量好，但成本比转炉钢高。
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第一节 建设工程信息的收集
(1)可行性研究报告，前期相关文件资料，存在的疑点和建设 单位的意图，建设单位前期准备和项目审批完成的情况。 (2)同类工程相关信息。 (3)拟建工程所在地相关信息。 (4)工程所在地政府相关信息。 (5)设计中的设计进度计划，设计质量保证体系，设计合同执 行情况，偏差产生的原因，纠偏措施，专业间设计交接情况， 执行规范、规程、技术标准，特别是强制性规范执行的情况， 设计概算和施工图预算结果，了解超限额的原因，了解各设 计工序对投资的控制等。 (6)勘察、测量、设计单位相关信息。
建筑材料-钢材-钢材基本性能
3）疲劳破坏是在低应力状态下突然发
生的，所以危害极大，往往造成灾难性 的事故。
钢材疲劳曲线示意图
4）疲劳影响因素
疲劳受内部组织和表面质量双重那个影 响。
2.2.1.4 钢材的硬度
1）定义：
硬度是指钢材抵抗硬物体压入钢材的表面的能 力。是材料弹性、塑性、变形强化率、强度和 韧性等参数的综合指标。
布氏法
2.2.1.2 冲击韧性
4）影响冲击韧性的因素
硫、磷含量高，存在化学偏析，
含非金属夹杂物，焊接形成裂纹， 温度降低等，均会降低冲击韧性。
内部组织缺陷、冶金和轧制焊接
质量等关系大。
失效敏感性越大钢材，时效后冲
击韧性和强度降低迅速。
对于承受冲击荷载和振动荷载部
位的钢材，必须考虑冲击韧性。
冲击荷载 钢板 脆断 塑性变形
土木工程材料 第二章 建筑钢材
学习目标
通过本章的学习： （ 1）掌握钢材力学 性能的几个指标参 数：抗拉、冷弯、 冲击韧性、耐疲劳 和硬度等；
本章内容
2.1 建筑钢材基本知识 2.1.1 建筑钢材概述
2.1.2 钢的冶炼加工及其对钢
材质量的影响 2.1.3 钢的分类 2.1.4 钢材的加工 2.2 建筑钢材的主要技术性能 2.2.1 力学性能 2.2.2 工艺性能
长度与原来长度的百分比，伸长率 按试棒长度的不同分为：试棒的标 距等于5倍直径，短试棒求得的伸长 率，代号为 δ5 ；试棒的标距等于 10 倍直径，长试棒求得的伸长率，代 号为δ10。伸长率是钢材发生断裂时 所能承受的永久变形的能力。
l1 l0 1000 0 l0
δ——试件的伸长率，%； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度； l0——拉伸前的标距长度； l1——拉断后的标距长度。
《建筑材料(第4版)》教学课件-第7章 建筑钢材
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 钢 材
建筑钢材第一节钢的冶炼、脱氧及分类建筑钢材是指建筑上所用钢材的总称，包括：型钢（工字钢、角钢、槽钢、T型钢、H型钢等）。
钢板：钢筋混凝土用钢筋等。
建筑钢材的特点：1 组织均匀密实2、强度（拉、压）硬度高3、加工及可焊性好4、易腐蚀、维护费用高一、钢的、冶炼脱氧及分类（一）、钢的冶炼方法1、氧气转炉钢冶炼。
钢的质量较好；2、平炉钢冶炼。
钢的质量好、杂质少、但成本较高；3、电炉钢冶炼。
钢的质量最好、杂质少、成本高。
﹡常见的炼钢方法有哪几种？氧气转炉炼钢，平炉炼钢，电炉炼钢三种方法。
（二）、脱氧：在炼钢炉内加入锰铁、硅铁、铝块等脱氧剂，使铁从F e O中还原成金属铁，此过程称为脱氧。
脱氧的目的主要是除去钢中的氧化铁F e O。
根据脱氧程度不同分为：1、沸腾钢（F ）脱氧不完全的钢，炼钢炉内加锰铁进行部分脱氧，铸锭时钢中的碳与F e O反应，生成大量CO气泡，造成钢水表面沸腾现象。
这种钢组织不够致密，成分偏析较大，尤其是硫、磷偏析严重，成分不均匀，冷脆性和时效敏感性明显，钢的质量较差。
2、镇静钢（Z ），脱氧充分，炼钢炉内加锰铁、硅铁和铝块进行脱氧，由于铸锭时钢水表面平静而称为镇静钢。
这种钢组织致密,化学成分均匀，机械性能好，冷脆性和时效敏感性较低，抗疲劳强度高，可焊性较好。
3、半镇静钢（bZ ），脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间的钢，其性能与质量介与两者之间。
4、特殊镇静钢（TZ ），脱氧更充分的钢，性能与质量比镇静钢更好。
﹡根据脱氧程度的不同钢分为哪几种？分为沸腾钢，镇静钢，半镇静钢，和特殊镇静钢四种。
（三）、热处理对钢进行加热、保温和冷却的综合操作工艺称为热处理。
热处理的目的是提高钢的性能。
热处理的方式有退火、正火、淬火、回火等。
1、退火：钢材加热到高于基本组织转变温度经保温后适当速度缓冷的热处理方法。
主要是改善钢材的性能。
2、正火：钢材加热到奥氏体之后至于空气中冷却的人处理方法。
经正火处理后钢材强度提高，塑性降低。
建筑钢材—常用钢材技术标准
三、钢筋混凝土和预应 力混凝土用钢筋
三、钢筋混凝土和预应力混凝土用钢筋
1、热轧钢筋（GB1499.1-2008、 GB1499.2-2007 ）
① 生产
采用钢锭经加热轧制自然冷 却而成。
② 分类
钢筋混凝土用热轧钢筋分为 光圆钢筋和带肋钢筋两种。 ③牌号 热轧光圆钢筋 ： HPB235、HPB300 热轧带肋钢筋：HRB335和、 HRB400、 HRB500
表面形状 强度等级代号
光圆
HPB235 HPB300
HRB335
月牙肋
HRB400
HRB500
公称 直径
8～20
6～25 28～40 ＞40~50 6～25 28～40 ＞40~50 6～25 28～40 ＞40~50
屈服点σs， 抗拉强度σb， 伸长率δ5，
MPa
MPa
%
不小于
235
370
300
420
应符合相应标准规定。钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管 应符道合等相预应应标力准混规凝定土。构钢件丝中主的要预用应作力桥筋梁。、 吊车 梁、 电 杆、 楼板 、 大口 径管 道等预应力混凝土构件中的预应力筋 。
④ ④各 各类 类钢 钢丝 丝定 定义 义
冷拉钢丝是用盘条通过拔丝模或轧辊经冷加工而成，以盘条供货的钢丝。 冷拉钢丝是用盘条通过拔丝模或轧辊经冷加工而成，以盘条供货的钢丝。
包含内容：预应力钢丝；公称直径；抗拉强度等级；加工状态代号；外形代 号；标准号。 示例1：直径为4.00mm，抗拉强度为1670Mpa冷拉光圆钢丝，标记为 4.00-1670-WCD-P-GB/T 5223-2002 示例2：直径为7.00mm，抗拉强度为1570Mpa低松驰螺旋肋钢丝，标记为 7.00-1570-WLR-H-GB/T 5223-2002
【大学】建筑金属材料 建筑钢材
整理课件
：
整理课件
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。
随钢材的含碳量、合金元素及杂质元素含量 的提高，钢材的可焊性降低。钢材的含碳量 超过0.25％时，可焊性明显降低；硫含量较 多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊 接质量。钢材的焊接须执行有关规定。
整理课件
7.3 建筑钢材的的晶体组织和化学成分
整理课件
7.3.1 钢的组织及其对钢性能的影响
钢是铁碳合金晶体。晶体结构中各个原子是以金 属键相结合的，这是钢材具有较高强度和良好塑性 的基础。原子在晶粒中排列的规律不同可以形成不 同的晶格，如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而构成的空间格子；面心立 方体晶格是原子排列在一个正六面体的各个顶点和 六个面的中心而构成的空间格子。铁和碳两种元素 可以不同的形态存在，这种形态称为晶体组织。
2.塑性
建筑钢材应具有很好的塑性。钢材的塑性通常用伸长 率和断面收缩率表示。 （1）伸长率
l1l0100% l0
通常以δ5和δ10分另表示L0＝5d0和L0＝10 d0时的伸长 率。对于同一种钢材，其整δ理课5件>δ10。
（2）断面收缩率(Ψ)
A0 A1 A0
Ａ0——试件原始截面积； Ａ1——试件拉断后颈缩处的截面积。
(2)合金钢——根据合金元素的含量分： 低合金钢：合金元素总含量小于5％； 中合金钢：合金元素总含量在5％～10％之间； 高合金钢：合金元素总整理含课件量大于10％。
2.脱氧程度分类
根据脱氧程度的不同，浇铸的钢锭可分为沸腾 钢、镇静钢和半镇静钢三种：
《建筑材料》第六章建筑钢材
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•图6.1 低碳钢受拉的应力-应变图
《建筑材料》第六章建筑钢材
(1)弹性阶段(O—A)
在OA范围内应力与应变成正比例关系，如 果卸去外力，试件则恢复原来的形状，这个阶段 称为弹性阶段
弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹 性极限σp。当应力稍低于A点时，应力与应变呈 线性正比例关系，其斜率称为弹性模量，用E表 示，E=σ/ε。
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《建筑材料》第六章建筑钢材
•图6.2 冲击韧性试验图
•(a)试件尺寸；(b)试验装置；(c)试验机 •1—摆锤；2—试件；3—试验台；4—刻度盘；5—指针
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《建筑材料》第六章建筑钢材
•3 疲劳强度
钢材在交变应力的反复作用下，往往在应力 远小于其抗拉强度时就发生破坏，这种现象称为疲 劳破坏。
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。
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《建筑材料》第六章建筑钢材
(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。 （硫、磷、氧、氮是钢材中的有害杂质）
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《建筑材料》第六章建筑钢材
(2)氧气转炉炼钢 以熔融的铁水为原料，由转炉顶部吹入高纯
度氧气，能有效地去除有害杂质，并且冶炼时间 短(20~40min)，生产效率高，所以氧气转炉钢质
(3)电炉炼钢 以电为能源迅速将废钢、生铁等原料熔化，
并精炼成钢。电炉又分为电弧炉、感应炉和电渣 炉等。
建筑材料---钢材
建筑材料---钢材建筑钢材是建筑工程中用量最大的金属材料，如型材有角钢、槽钢、工字钢等，板材有厚板、中板、薄板等，钢筋有光圆钢筋和带肋钢筋等。
建筑钢材主要应用于钢结构和钢筋混凝土结构中，是重要的建筑材料之一。
钢材组织均匀密实、强度高、弹性模量大、塑性及韧性好、承受冲击荷载和动力荷载能力强，且便于加工和装配，因而广泛地应用在建筑工程中，尤其是大跨度及高层建筑结构中。
钢材也存在易腐蚀、耐火性差、生产能耗大等缺点。
本章主要介绍建筑钢材的性能、分类及维护等内容。
钢材的分类方法按其成分、脱氧程度、品质、用途等有以下几种：1.按化学成分分(1)碳素钢。
碳素钢的主要化学成分是铁，其次是碳，此外还含有少量的硅、锰、磷、硫、氧、氮等微量元素。
碳素钢根据含碳量的高低，分为低碳钢（含碳量<0.25%)、中碳钢(含碳量为0.25%~0.60%)、高碳钢（含碳量>0.60%)。
(2)合金钢。
合金钢是在碳素钢的基础上加入一种或多种改善钢材性能的合金元素，如锰、硅、钮、钛等。
合金钢根据合金元素的总含量，又分为低合金钢（合金元素总量<5%)、中合金钢（合金元素总量为5%~10%)、高合金钢（合金元素总量>10%)。
2.按冶炼时脱氧程度分在炼钢过程中，钢水中尚含有大量以FeO形式存在的氧，FeO与碳作用生成CO从而在凝固的钢锭内形成许多气泡，降低了钢材的性能。
为了除去钢中的氧，必须加入脱氧剂锰铁、硅铁及铝锭等，使之与FeO反应生成MnO、SiO2、Al2O3等钢渣而被除去，这一过程称为“脱氧”。
根据脱氧程度的不同，钢可分为镇静钢、沸腾钢、半镇静钢和特殊镇静钢。
(1)镇静钢。
镇静钢是脱氧较完全的钢，钢液浇注后平静地冷却凝固，基本无CO气泡产生。
镇静钢均匀密实，各种力学性能优于沸腾钢，用于承受冲击荷载或其他重要结构。
其代号为“Z”。
(2)沸腾钢。
沸腾钢脱氧很不完全，钢液冷却凝固时有大量CO气体外逸，引起钢液剧烈沸腾，故称为沸腾钢，其代号为“F”。
第2章建筑钢材 土木工程材料
土木工程材料
§2.2 建筑钢材的主要力学性能
第2章 建筑钢材
2.2.1抗拉性能
是钢材最重要的性能之一 。由拉伸实验测定的屈 服点、抗拉强度和伸长率是钢材抗拉性能的主要技术 指标。
土木工程材料
R =P/A
第2章 建筑钢材
D D′
Rm ReH ReL
A
A=ΔL/L
图2-9 低碳钢受拉时的应力-应变图
高碳钢 — 0.6% 2%
土木工程材料
第2章 建筑钢材
合金钢按合金元素的总含量可分为：
低合金钢 —〈5% 合金钢中合金钢 — 5% 10%
高合金钢 — 〉10%
钢材中各元素对钢材的性能有不同的影响。 现对钢材中主要合金元素和杂质元素的存在形态 及其对钢材性能的影响作简要介绍。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
1.钢材被腐蚀的主要原因
（1）化学腐蚀
（2）电化学腐蚀
金属在潮湿气体以及导电液体（电解质）中， 由于电子流动而引起的腐蚀，称为电化学腐蚀。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
在钢铁表面，原电池的两极反应如下： 阴极：Fe-2e=Fe2+ 阳极：2H++ 2e=H2 Fe2++2(OH)- =Fe(OH)2
钢材也非完美，其中的缺陷类型主要有三种。
土木工程材料
第2章 建筑钢材
线缺陷 位错
钢材的缺陷类型点缺陷间 空隙 位原子
杂质原子 固溶体
面缺陷 晶界面
在金属晶体中，位错及其它类型的缺陷是大量存
在的。位错的存在使金属的实际屈服强度远低于在无
缺陷理想状态下的理论强度。空位使位错的阻力减小，
钢材强度减小。而间隙原子、杂质原子和晶界面使位
建筑钢材汇总
建筑钢材建筑钢材是指建筑上所用钢材的总称，包括：型钢（工字钢、角钢、槽钢、T型钢、H型钢等）。
钢板：钢筋混凝土用钢筋等。
建筑钢材的特点：1 组织均匀密实2、强度（拉、压）硬度高3、加工及可焊性好4、易腐蚀、维护费用高6．1钢的、冶炼脱氧及分类一、钢的冶炼方法：1、转炉钢（空气转炉、氧气转炉），钢的质量较好；2、平炉钢，钢的质量好，但成本较高；3、电炉钢，钢的质量最好，成本高。
二、脱氧：在炼钢炉内加入锰萜、硅铁、铝块等脱氧剂，使铁从F e O中还原成金属铁，此过程称为脱氧。
脱氧的目的主要是除去钢中的氧化铁F e O。
根据脱氧程度分为：1、沸腾钢（ F ），脱氧不完全的钢，这种钢组织不够致密，成分偏析较大，成分不均匀，冷脆性和时效敏感性明显，钢的质量较差。
2、镇静钢（Z ），脱氧充分，组织致密化学成分均匀，机械性能好，冷脆性和时效敏感性较低。
3、半镇静钢（bZ ），脱氧程度介于沸腾钢与镇静钢之间的钢，其性能与质量介与两者之间。
4、特殊镇静钢（TZ ），脱氧更充分的钢，质量最好。
三、钢的分类1、按化学成分分类：碳素钢（低碳钢C＜0．25% ；中碳钢C 025%～0．60%；高碳钢 C＞0．6%。
合金钢（低合金钢，合金总量＜5%；中合金钢合金总量5%～10%；高合金钢，合金总量＞10%）。
2、按加工方法分类：热加工钢材（热轧、热煅）。
冷加工钢材（冷轧、冷拉、冷拔、冷扭、冷冲、冷压等）。
3、按冶炼方法分类：转炉钢、平炉钢、电炉钢。
4、按脱氧程度分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢、特殊镇静钢。
5、按质量等级分：普通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢、特级优质碳素钢。
6．2钢材的主要性能建筑钢材的主要性能：1、力学性能（抗拉性能、冲击韧性、抗疲劳性能、硬度等） 2、工艺性能（冷弯性能、焊接性能、加工性能等）一、钢材的力学性能1、强度：在外力作用下，材料抵抗塑性变形或断裂的能力。
抗拉强度是建筑钢材的主要力学性能指标，这项指标可通过低碳钢的拉伸试验来阐明。
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。
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第八章 建筑钢材
一、授课提纲及讲解内容
1、钢铁生产基本知识；
2、工艺钢铁技术性质
；
3、钢材分类、牌号与应用；
4、钢材选用；
5、钢材锈蚀；
重点：第2项，第5项。
二、讲解时间
2×50min 。
三、讲稿与板书（*加黑部分为黑板板书内容）
§8-1 钢铁生产基本知识性
1、钢材特点
优点：
品质均匀，拉、压强度都很高，塑性、韧性好，加工性好，便于装配。
缺点：
容易锈蚀，维修周期短，费用高，能耗大，成本高。
⎪⎩⎪⎨⎧电炉平炉转炉炉型： ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧TZ b Z F 特殊镇静钢半镇静钢镇静钢沸腾钢脱氧程度。
§8-2 技术性能
1、力学性能
⎩⎨⎧s b σσ强度指标 ⎪⎩
⎪⎨⎧)a d （或变形指标αδ 冲击韧性KV α
2、工艺性能（可焊性）
§8-3 钢材分类、牌号与应用
1、分类⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧钢丝钢筋钢筋混凝土用结构用钢材
2、原料⎩⎨⎧低合金结构钢碳素结构钢
3、碳素结构钢
碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号，每个牌号又分为A 、B 、C 、D 四个等级。
脱氧程度：F 、Z 、b 、TZ 。
钢号 Q 235-A·F
屈服点字母
屈服点数值
质量等级 脱氧方法
Q195、Q215的钢用于轻载焊接结构，
Q235 广泛应用
Q255、Q275用于机械制造
优质碳素结构钢主要用于主要结构的钢铸件、高强螺栓以及预应力锚具。
4、低合金结构钢
它是在钢结构基础上，添加少量的合金元素冶炼而成。
低合金结构钢具有更高强度和屈服点，所以更适用于大跨度结构及大型建筑。
目前，我国生产的低合金结构钢有17种，钢号如：
16 Mn 2
平均含碳量万分数
钢的主要合金元素
合金元素平均含量（%） 低合金高强度结构钢，综合机械性能好，应用于大跨度、动荷载和冲击荷载的工程。
5、常用建筑钢材
1、热轧钢筋
按照力学性能划分为四个等级，Ⅰ级钢筋由碳素钢轧制、其他的有合金钢轧制。
Ⅰ级钢筋表面光圆、Ⅱ、Ⅲ级表面月牙肋，Ⅳ级等高肋。
按照用途分为普通钢筋和预应力钢筋，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级钢筋做普通钢筋，Ⅳ级钢筋做预应力钢筋。
Ⅱ、Ⅲ级钢筋可作为部分预应力钢筋。
2、冷加工钢筋
1）冷拉钢筋
冷拉钢筋可用作预应力筋，但是在负温求冲击（重复）荷载下易脆断，不宜使用。
2）冷拔低碳素钢丝
分甲、乙两级。
甲级用于非预应力和小型预应力构件，乙极用于焊接件。
3、热处理钢筋
规格有Φ6、Φ8、Φ10三种，表面有肋，弹性大，盘条供应，用作预应力筋。
4、预应力钢丝、刻痕钢丝和钢绞线。
这三种产品均属于预应力混凝土专用产品，主要用作桥梁、电杆、轨枕、吊车梁等结构预应力钢筋。
5、型钢
型钢有：角钢、工字钢、槽钢、T 型、H 型、Z 型钢。
钢板⎩⎨⎧>mm mm 4~5.34薄板钢带厚度钢板
6、钢材选用
要考虑的因素：1、荷载性质；2、使用温度 ；3、连接方式；4、重要性；5、钢材厚度。
§8-4 钢材腐蚀及防腐措施
1、腐蚀
腐蚀是指钢材表面与周围介质发生化学作用或电化学作用而遭受破坏的过程。
化学腐蚀---钢直接和外部有腐蚀的干燥气体接触，发生化学反应。
电化学腐蚀---钢材与电解质溶液接触中，由于电子流动而引起的腐蚀。
腐蚀因素
⎩⎨⎧内因：本身组织、盐离子水、氯及大气中酸、碱外因： 2、防止
1、保护层法
2、合金化法
3、牺牲阳极法
4、外加电源保护法。