第五章--建筑钢材
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。 3 .平炉炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢
或有特殊要求的专用钢。
四、钢的分类
1.按冶炼方法分
按冶炼方法分
钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
沸腾钢
按炉衬材料分 为酸性钢和碱
性钢
按脱氧程度分
2.按质量分
半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质 钢和特殊质量钢。
四、钢的分类
3.按化学成分分
二、低合金高强度结构钢
1.牌号表示方法 由代表屈服点的拼音字母（Q）、屈服点数值、
质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺 序组成。 如Q345A表示屈服点不小于345的A级钢。 2.牌号 共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。 3.技术要求 其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合1591 的
• 标准试件
按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。
工作段 d0 A0
l0
头部
l
• 非标准试件
不经过加工，直接在线材上切取的试件。
头部
（1）拉伸试验过程
σ
D
上屈服点
—弹性阶段
Baidu NhomakorabeaC上
B
C
A C下 下屈服点
—屈服阶段
E
—强化阶段
—颈缩阶段
0
Fε
以下屈服点的应力作
为钢材的屈服强度。
钢材拉伸过程的σ-ε图
硬钢强度高，塑性差，拉 伸过程无明显屈服阶段， 无法直接测定屈服强度。 用条件屈服强度σ0.2来代 替屈服强度。
条件屈服点σ0.2 ：使硬 钢产生0.2%塑性变形时 的应力。见左图。
二、冲击韧性
定义及指标 指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大
小用冲击韧性值αk表示。αk 越大，则冲击韧性 越好。 αk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消 耗的功（2）。 影响因素 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
称为工业纯铁。 钢的特点 具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺
性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐 火性差。
二、建筑钢材的主要品种
1.型钢 简单截面型钢：圆钢、
方钢、六角钢、八角 钢等； 复杂截面型钢：工字钢、 角钢、槽钢、钢轨等。
二、建筑钢材的主要品种
2.线材 如钢筋、钢丝等。
二、建筑钢材的主要品种
3.管材 无缝钢管、焊
接钢管等。
二、建筑钢材的主要品种
4.板材 光面钢板、花纹钢板、
彩色涂层钢板等。
压型彩钢板
三、 钢的冶炼方法简介
白口铁 熔融 液态生铁
脱氧
钢
吹入空气或氧气 浇注成钢锭
按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为： 1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。 2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢
§5－3 建筑钢材的钢种及牌号
一、碳素结构钢（非合金钢）
1.牌号表示法 由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符
号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成； 如：Q235－表示为屈服点不小于235的A级沸腾钢。 2.牌号 共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。 3.技术要求 化学成分、力学性能、冷弯性能应符合700规定。
碳素钢
钢
合金钢
4.按用途分
低碳钢 中碳钢 高碳钢
低合金钢 中合金钢 高合金钢
C＜0.25% 0.25%～0.60％
C＞0.60％
合金总含量＜5% 5%～10％ ＞10％
分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢 （如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等)。
§5－2 建筑钢材的主要性能
一、拉伸性能
1.低碳钢的拉伸性能
三、工艺性能
1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度 （直径）a的比值；弯曲角度（90°或180°）；
三、工艺性能
2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝
及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊 接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含 硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。 含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的 镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善 焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热
σ
σB
σp
B A
弹性阶段
σp—比例极限，。 σB—弹性极限，。
0
ε
注：由于A、B两点相距较
近，一般认为σσB 。
钢材拉伸弹性阶段示意图
σ
屈服阶段
C上
B
C
A C下
放大后
C上
C B C下
0
ε
钢材拉伸屈服阶段示意图
σ
σb
C上
B
C
A C下
0
D
强化阶段
σb—— 抗拉强度或 强度极限。
ε
钢材拉伸强化阶段示意图
2.时效 钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、
冲击韧性降低的现象称为时效。 时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置15～20d； 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100～200℃
保持2h以上。 经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度
及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。
σ
D
C上
B
C
A C下
——颈缩阶段
E
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段示意图
（2）拉伸过程的参数
强度指标 屈服强度：
抗拉强度：
ss=
Fs A0
sb =
Fb A0
塑性指标 伸长率：
d= l1- l0? 100% l0
2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能
σ A
0 ba
ε
0.2%
——总变形。 ——弹性变形99.8%。 ——塑性变形0.2%。
第五章 建筑钢材
浙江万里学院 设计艺术与建筑学院
第五章 建筑钢材
§5－1 概 述 §5－2 建筑钢材的主要性能 §5－3 建筑钢材的钢种及牌号 §5－4 钢 筋 §5－5 钢丝及钢绞线
§5－1 概 述
上海宝钢
一、钢及其特性
钢 理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少
的铁碳合金称为钢。 含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，
四、钢材的冷加工强化和时效
1.冷加工强化 冷加工强化是钢材在常温下，
以超过其屈服点但不超过 抗拉强度的应力对其进行 的加工。 建筑钢材常用的冷加工有冷 拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的， 主要是利用时效提高强度， 利用塑性节约钢材，同时 也达到调直和除锈的目的。
四、钢材的冷加工强化和时效
一、碳素结构钢（非合金钢）
4.应用 Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、
加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘 条、制造铆钉、地脚螺栓等。 Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊 接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制 成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、 工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程 中。 Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑
或有特殊要求的专用钢。
四、钢的分类
1.按冶炼方法分
按冶炼方法分
钢
平炉钢 转炉钢 电炉钢
沸腾钢
按炉衬材料分 为酸性钢和碱
性钢
按脱氧程度分
2.按质量分
半镇静钢 镇静钢 特殊镇静钢
按S和P元素含量，分为普通质量钢、优质 钢和特殊质量钢。
四、钢的分类
3.按化学成分分
二、低合金高强度结构钢
1.牌号表示方法 由代表屈服点的拼音字母（Q）、屈服点数值、
质量等级符号（A、B、C、D、E）三部分按顺 序组成。 如Q345A表示屈服点不小于345的A级钢。 2.牌号 共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五个牌号。 3.技术要求 其化学成分、力学性能、冷弯性能应符合1591 的
• 标准试件
按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。
工作段 d0 A0
l0
头部
l
• 非标准试件
不经过加工，直接在线材上切取的试件。
头部
（1）拉伸试验过程
σ
D
上屈服点
—弹性阶段
Baidu NhomakorabeaC上
B
C
A C下 下屈服点
—屈服阶段
E
—强化阶段
—颈缩阶段
0
Fε
以下屈服点的应力作
为钢材的屈服强度。
钢材拉伸过程的σ-ε图
硬钢强度高，塑性差，拉 伸过程无明显屈服阶段， 无法直接测定屈服强度。 用条件屈服强度σ0.2来代 替屈服强度。
条件屈服点σ0.2 ：使硬 钢产生0.2%塑性变形时 的应力。见左图。
二、冲击韧性
定义及指标 指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。其大
小用冲击韧性值αk表示。αk 越大，则冲击韧性 越好。 αk是以试件冲击破坏时缺口处单位面积上所消 耗的功（2）。 影响因素 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
称为工业纯铁。 钢的特点 具有强度高，塑性好，具有良好的韧性；工艺
性能良好，易于加工；但是，钢材易锈蚀、耐 火性差。
二、建筑钢材的主要品种
1.型钢 简单截面型钢：圆钢、
方钢、六角钢、八角 钢等； 复杂截面型钢：工字钢、 角钢、槽钢、钢轨等。
二、建筑钢材的主要品种
2.线材 如钢筋、钢丝等。
二、建筑钢材的主要品种
3.管材 无缝钢管、焊
接钢管等。
二、建筑钢材的主要品种
4.板材 光面钢板、花纹钢板、
彩色涂层钢板等。
压型彩钢板
三、 钢的冶炼方法简介
白口铁 熔融 液态生铁
脱氧
钢
吹入空气或氧气 浇注成钢锭
按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为： 1. 空气转炉炼钢法 一般炼制普通碳素钢。 2 .氧气转炉炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢
§5－3 建筑钢材的钢种及牌号
一、碳素结构钢（非合金钢）
1.牌号表示法 由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符
号、脱氧方法符号等四个部分按顺序组成； 如：Q235－表示为屈服点不小于235的A级沸腾钢。 2.牌号 共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五个牌号。 3.技术要求 化学成分、力学性能、冷弯性能应符合700规定。
碳素钢
钢
合金钢
4.按用途分
低碳钢 中碳钢 高碳钢
低合金钢 中合金钢 高合金钢
C＜0.25% 0.25%～0.60％
C＞0.60％
合金总含量＜5% 5%～10％ ＞10％
分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢 （如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等)。
§5－2 建筑钢材的主要性能
一、拉伸性能
1.低碳钢的拉伸性能
三、工艺性能
1.冷弯性能 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。
冷弯试验的指标：弯心直径d与试件厚度 （直径）a的比值；弯曲角度（90°或180°）；
三、工艺性能
2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝
及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊 接后接头强度是否与母体相近的性能。 可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含 硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。 含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。 焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的 镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善 焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热
σ
σB
σp
B A
弹性阶段
σp—比例极限，。 σB—弹性极限，。
0
ε
注：由于A、B两点相距较
近，一般认为σσB 。
钢材拉伸弹性阶段示意图
σ
屈服阶段
C上
B
C
A C下
放大后
C上
C B C下
0
ε
钢材拉伸屈服阶段示意图
σ
σb
C上
B
C
A C下
0
D
强化阶段
σb—— 抗拉强度或 强度极限。
ε
钢材拉伸强化阶段示意图
2.时效 钢材随时间的延长，其强度、硬度提高，而塑性、
冲击韧性降低的现象称为时效。 时效分为自然时效和人工时效两种。 自然时效是将其冷加工后，在常温下放置15～20d； 人工时效是将冷加工后的钢材加热至100～200℃
保持2h以上。 经过时效处理后的钢材，其屈服强度、抗拉强度
及硬度都将提高，而塑性和韧性降低。
σ
D
C上
B
C
A C下
——颈缩阶段
E
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段示意图
（2）拉伸过程的参数
强度指标 屈服强度：
抗拉强度：
ss=
Fs A0
sb =
Fb A0
塑性指标 伸长率：
d= l1- l0? 100% l0
2.硬钢（高碳钢）的拉伸性能
σ A
0 ba
ε
0.2%
——总变形。 ——弹性变形99.8%。 ——塑性变形0.2%。
第五章 建筑钢材
浙江万里学院 设计艺术与建筑学院
第五章 建筑钢材
§5－1 概 述 §5－2 建筑钢材的主要性能 §5－3 建筑钢材的钢种及牌号 §5－4 钢 筋 §5－5 钢丝及钢绞线
§5－1 概 述
上海宝钢
一、钢及其特性
钢 理论上，凡是把含碳量小于2%，含杂质比较少
的铁碳合金称为钢。 含碳量超过2%，称为生铁；含碳量小于0.08%，
四、钢材的冷加工强化和时效
1.冷加工强化 冷加工强化是钢材在常温下，
以超过其屈服点但不超过 抗拉强度的应力对其进行 的加工。 建筑钢材常用的冷加工有冷 拉、冷拔、冷轧、刻痕等 。 对钢材进行冷加工的目的， 主要是利用时效提高强度， 利用塑性节约钢材，同时 也达到调直和除锈的目的。
四、钢材的冷加工强化和时效
一、碳素结构钢（非合金钢）
4.应用 Q195、Q215，含碳量低，强度低，塑性、韧性、
加工性能和可焊性好，主要用于轧制薄板和盘 条、制造铆钉、地脚螺栓等。 Q235，含碳适中，综合性能好，强度、塑性和焊 接等性能得到很好配合，用途最广泛。常轧制 成盘条或钢筋，以及圆钢、方钢、扁钢、角钢、 工字钢、槽钢等型钢，广泛地应用于建筑工程 中。 Q255、Q275，强度、硬度较高，耐磨性较好，塑