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。
建筑钢材
L1 L0 100% L0
用于衡量钢材塑性的一个重要指标。
对于高碳钢，规定产生残余变形 为原标距长度的0.2%时所对应的应力 值,作为屈服强度,称为条件屈服点,
用
0.2 表示.
冲击韧性:抵抗冲击荷载作用的能力. 测试:夏比V形 或 梅氏U形 缺口试件 指标:冲击韧性值αk=功/缺口面积 (J/cm2)
调质处理=淬火+高温回火
钢材调质处理的目的
使钢材具有良好的综合技术性质
加工硬化与时效对钢性质的影响 1 基本概念 冷加工, 冷加工强化, 时效 2 对钢性质的影响 冷加工:σs↑ HB↑ δ↓αk↓ 冷加工与时效:σs↑ σb↑ HB↑δ↓αk↓
冷加工：指钢材在再结晶温度下（一般为 常温）进行的机械加工，如冷拉、冷拔 或冷轧等。 冷加工强化：将钢材在常温下进行冷加工，
牌号的顺序 屈服强度字母Q、 屈服强度数值、
质量等级（A、B、C、D）、
脱氧程度符号（F、b、Z、TZ）。
例如： Q235AF ，表示屈服强度为 235MPa ， A级沸腾（F）碳素结构钢。 钢牌号与性能的关系 钢牌号越大，钢的含碳量增加，强
度与硬度增高，塑性和韧性降低，可焊
性变差。
钢材选用原则 应根据钢结构的工作条件、荷载
铝合金的弹性模量只有钢材的1/3； 铝合金的线膨胀系数是钢材的2倍；
铝合金的耐久性比钢材高，普通压型钢板 的使用寿命只有铝合金型板1/3.5～1/5 。
1.钢材的屈强比越大，表示结构使用安全度越高。 2.碳素结构钢的牌号越大，其强度越高，塑性越 差。 3.钢结构设计时，对直接承受动荷载的结构应选 用沸腾钢。
H0
摆锤
试件放置位置
H1
试
建筑材料大全
建筑材料大全在建筑领域，各种各样的材料起着至关重要的作用。
它们不仅是构建建筑物的基础，还直接影响着建筑物的质量、性能、外观和耐久性。
接下来，让我们一起走进建筑材料的世界，了解一下常见的建筑材料都有哪些。
一、结构材料1、钢材钢材是建筑中常用的一种高强度材料。
它具有出色的抗拉、抗压和抗弯性能，广泛应用于钢结构建筑、桥梁、大型厂房等工程中。
常见的钢材品种包括型钢（如工字钢、槽钢、角钢等）、钢板和钢管。
2、混凝土混凝土由水泥、骨料（砂、石子）、水和外加剂等按一定比例混合而成。
它具有良好的抗压性能，是建筑中最常用的结构材料之一，用于建造基础、柱子、梁、楼板等。
3、木材木材是一种天然的建筑材料，具有较好的强度和韧性。
在建筑中，常用于木结构建筑、门窗框架、模板等。
但需要注意木材的防火、防腐和防虫处理。
二、墙体材料1、砖砖是一种传统的墙体材料，常见的有红砖、青砖和空心砖等。
红砖由黏土烧制而成，青砖则在烧制过程中采用了特殊的工艺，使其颜色更深。
空心砖具有重量轻、保温性能好等优点。
2、砌块砌块包括混凝土砌块、加气混凝土砌块等。
加气混凝土砌块具有质轻、保温隔热性能好等特点，常用于框架结构的填充墙。
3、墙板墙板有轻质墙板和复合墙板等。
轻质墙板如硅酸钙板、纤维增强水泥板等，安装方便，施工速度快。
复合墙板则结合了多种材料的优点，具有较好的保温、隔音和防火性能。
三、屋面材料1、瓦瓦是传统的屋面材料，常见的有琉璃瓦、水泥瓦和陶土瓦等。
琉璃瓦美观大方，但价格较高；水泥瓦价格相对较低，使用广泛；陶土瓦具有古朴的风格。
2、卷材卷材屋面材料如沥青防水卷材、高分子防水卷材等，具有良好的防水性能，广泛应用于屋面防水工程。
3、板材板材屋面材料如金属板材（如彩钢板）、合成树脂板材等，具有强度高、耐腐蚀等优点。
四、装饰材料1、涂料涂料用于建筑物的表面装饰和保护，常见的有乳胶漆、木器漆、防水涂料等。
乳胶漆色彩丰富，环保性能好；木器漆用于木制品的表面涂装。
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。
土木工程材料-建筑钢材
土木工程材料-建筑钢材土木工程材料建筑钢材在土木工程领域中，建筑钢材是一种至关重要的材料，其性能和应用对建筑结构的安全性、稳定性和耐久性起着决定性的作用。
建筑钢材具有许多优异的性能。
首先，它具备高强度。
与其他常见的建筑材料相比，钢材能够承受较大的荷载，这使得在相同的承载要求下，可以使用更少的材料，从而减轻结构的自重。
其次，钢材具有良好的塑性和韧性。
塑性使得钢材在受力超过屈服点后仍能产生较大的变形而不立即断裂，韧性则保证了在动荷载作用下结构的安全性。
再者，钢材的可焊性使其能够方便地连接成各种复杂的结构形式，增加了建筑设计的灵活性。
从化学成分上来看，建筑钢材主要包含铁和少量的碳，以及一些其他合金元素，如锰、硅、钒等。
碳含量的多少对钢材的性能影响显著。
低碳钢具有较好的塑性和韧性，但强度相对较低；中碳钢在强度和塑性之间取得了一定的平衡；高碳钢则强度较高，但塑性和韧性较差。
建筑钢材的种类繁多。
常见的有碳素结构钢、低合金高强度结构钢等。
碳素结构钢根据屈服强度的不同分为多个牌号，如 Q195、Q215、Q235 等。
Q235 钢由于其综合性能良好、价格适中，在建筑工程中应用广泛。
低合金高强度结构钢则通过添加少量的合金元素，显著提高了钢材的强度，并具有较好的塑性、韧性和焊接性能，常用于大跨度、高层建筑等对结构性能要求较高的场合。
在建筑工程中，建筑钢材的应用十分广泛。
钢结构建筑是其最直接的应用形式，如大型厂房、体育场馆、桥梁等。
在钢筋混凝土结构中，钢筋作为增强材料，与混凝土共同工作，承受拉力，提高了结构的承载能力和抗震性能。
此外，建筑钢材还用于制作各种构配件，如钢梁、钢柱、钢支撑等。
建筑钢材的质量直接关系到建筑结构的安全和使用寿命。
因此，在钢材的生产和使用过程中，需要进行严格的质量控制。
生产过程中，要控制化学成分、轧制工艺等，确保钢材的性能符合标准要求。
在使用前，要对钢材进行检验，包括外观检查、力学性能试验等。
建筑钢材在使用过程中也需要注意一些问题。
建筑钢材的主要技术性能
建筑钢材概述金属材料一般包括黑色金属和有色金属两大类。
在建筑工程中应用最多的钢材属于黑色金属。
建筑钢材包括钢结构用型钢（如钢板、型钢、钢管等）各钢筋混凝土用钢筋（如钢筋、钢丝等）。
钢材是在严格的技术控制条件下生产的，与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。
钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。
一、钢材的冶炼钢是由生铁冶炼而成。
生铁的冶炼过程是；将铁矿石、熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）置于高炉中，约在1750℃高温下，石灰石志铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生成铁渣，浮于铁水表面。
铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口排出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。
生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。
生铁硬而脆、无塑性和韧性，不能焊接、锻造、轧制。
炼钢就是将生铁进行精练。
炼钢过程中，在提供足够氧气的条件下，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被除去，从而使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质的含量也降低到允许范围内。
所以，在理论上凡是含碳量在2%以下，含有害杂质较少的Fe-C合金都可称为钢。
根据炼钢设备的不同，常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。
二、钢材的分类钢材的品种繁多，分类方法很多，通常有按化学成分、质量、用途等几种分类方法。
钢的分类见表一，目前，在建筑工程中常用的钢种是普通碳素钢和普通低合金结构钢。
建筑钢材的主要技术性能钢材的技术性质主要包括力学性能（抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳和硬度等）和工艺性能（冷弯和焊接）两个方面。
一、力学性能1.拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以拉伸性能是表示钢材性能和选用的钢材的重要指标。
将低碳钢（软钢）制成一定规格的试件，放在材料试验机上进行拉伸试验，可以绘出如图一所示的应力—应变关系曲线。
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。
重大建筑钢结构工程用钢概况
重大建筑钢结构工程用钢概况
1.高强度结构钢：高强度结构钢通常由碳素钢和合金钢组成，具有较
高的屈服强度和抗拉强度，能够在大跨度和高层建筑中承受较大的荷载。
常见的高强度结构钢包括Q345、Q420、Q460等。
2.不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性能，适用于处于潮湿、酸碱等恶劣环境条件下的建筑工程。
常见的不锈钢包括304、316等。
3.耐候钢：耐候钢具有良好的抗大气腐蚀性能，能够在自然环境中长
时间使用而不发生严重的腐蚀。
常见的耐候钢有Q345GNHL、Q450NQR1等。
4.桥梁用钢：桥梁用钢是指专门用于建造桥梁的钢材，通常需要具备
较高的抗震、抗风等性能。
常见的桥梁用钢有Q345qD、Q370qD等。
5.钢管：钢管广泛应用于重大建筑钢结构工程中的排水、输送介质等
方面。
常见的钢管包括螺旋焊接钢管、直缝焊接钢管、无缝钢管等。
6.特种钢：特种钢适用于重大工程中的特殊场合，如核电站、航天设
施等。
这些特种钢通常需要具有较高的强度、韧性和抗腐蚀性能，常见的
特种钢包括钛合金、镍合金等。
除了以上介绍的钢材，还有许多其他的钢材也适用于重大建筑钢结构
工程，例如低合金高强度钢、弹性合金等。
重大建筑钢结构工程用钢在工
程建设中起到了重要的支撑作用，能够保证建筑物的安全和稳定。
随着科
学技术的不断进步，未来将会出现更多性能优越的钢材，为重大建筑钢结
构工程提供更好的素材。
建筑用钢材的冶炼、分类和主要技术标准
建筑用钢材的冶炼、分类和主要技术标准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，以及混凝土结构用钢筋、钢丝、钢绞线。
钢材是在严格的技术条件下生产的材料，它有如下的优点：材质均匀，性能可靠，强度高，具有一定的塑性和韧性，具有承受冲击和振动荷载的能力，可焊接、铆接或螺栓连接，便于装配；其缺点是：易锈蚀，维护费用大。
钢材的这些特性决定了它是经济建设部门所需要的重要材料之一。
建筑上由各种型钢组成的钢结构安全性大，自重较轻，适用于大跨度和高层结构。
但由于各部门都需要大量的钢材，因此钢结构的大量应用在一定程度上受到了限制。
而混凝土结构尽管存在着自重大等缺点，但用钢量大为减少，同时克服了钢材因锈蚀而维护费用高的缺点，所以钢材在混凝土结构中得到了广泛的应用。
第一节钢的冶炼钢是由生铁冶炼而成的，钢和铁都是铁碳合金，钢的含碳量在2%以下，而生铁的含碳量大于2%。
另外，钢中的杂质含量也少于生铁。
生铁中由于含有较多的碳和其他杂质，性质较脆，强度低、韧性差，也不能采用轧制、锻压等方法进行加工。
生铁有炼钢生铁和铸造生铁之分。
炼钢生铁中铁和碳元素以Fe3C化合物形式存在，其断口为银白色，质硬而强度高，又称为白口铁。
而铸造生铁中碳以石墨状态存在，断面呈灰色，也称灰口铁，质较软、强度低，可进行切削加工，用于铸造业。
钢的冶炼就是将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到规定范围，其他杂质含量也降低到允许范围之内。
根据炼钢设备所用炉种不同，炼钢方法主要可分为平炉炼钢、氧气转炉炼钢和电炉炼钢三种。
（一）平炉炼钢平炉是较早使用的炼钢炉种。
它以熔融状态或固体状生铁、铁矿石或废钢铁为原料，以煤气或重油为燃料，利用铁矿石中的氧或鼓入空气中的氧使杂质氧化。
因为平炉的冶炼时间长，便于化学成分的控制和杂质的去除，所以平炉钢的质量稳定而且比较好，但由于炼制周期长、成本较高，此法逐渐被氧气转炉法取代。
《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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三、钢的生产
➢钢的生产 ➢钢的铸锭
建筑材料-建筑钢材
钢的生产过程 炼钢——生铁+氧
钢的生产方法
铸锭 脱氧处理 化学偏析
1. 氧气转炉法 2. 空气转炉法 3. 平炉炼钢法 4. 电炉炼钢法
➢钢的压力加工 热加工
冷加工
生铁矿
Fe2O3
生铁 加 氧
FeO、Fe2O3
加
Mn、
Si
钢
高炉中高温、加C（燃料）、石灰石等溶剂
O
3.伸长率δ
L1L0 100%
L0
b
衡量钢材塑性的指标，越大说明
钢材的塑性越好
s b
C D
L L0 s
二、冲击韧性
定义
建筑材料-建筑钢材
钢材抵抗冲击荷载的能力。
试件
测试方法
建筑材料-建筑钢材
计算式
k
AK F
讨论与分析
ak↑冲击韧性↑。
影响冲击韧性的因素 建筑材料-建筑钢材
ak 钢的化学成分; 例：S、P↑冲击韧性 ↓ 冶炼及轧制质量 质量↑冲击韧性↑ 温度 温度↓，冲击韧性↓
α
O
计算的指标：
伸长率δ：
L1L0 100%
L1
L0
L0
建筑钢材的抗拉性能
C D
L L0
三个重要的指标
F A
1.屈服强度σs
建筑材料-建筑钢材
结构设计中钢材强度取值的依据
2.抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力 屈强比 s b
b s p
B上 B
A B下
s b
α
屈强比，↑ 利用率 ↑，安全可靠程度 ↓
硬度
冷弯性能
1.应力
建筑材料-建筑钢材
2.应变
F
L1 L0 L
L0
L0
3.弹性与弹性变形
4.塑性与塑性变形
建筑钢材的抗拉性能
A L0
F L1
ΔL
一、钢材的拉伸性能
建筑材料-建筑钢材
d0
L0
L0=5d0或10d0
F1
F1
ΔL1
F2
F2
ΔL2
F3
F3
钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例
低碳钢的受拉过程分为四个阶段
建筑材料-建筑钢材
Fe，含C、S、P等有害元素，
C+O2 CO2 硬而脆、塑性差、抗拉强度差。
S+O2 P+O2
SO2 P2O5
比重较大，生成矿渣
脱
氧
C、S、P等元素含量减
少，技术性能及质量比
生铁好的多。
钢的生产过程示意图
四、钢的分类
1、按冶炼方法分
建筑材料-建筑钢材
名称 沸腾钢
钢
镇静钢
按脱冶氧炼程方法度分
b s p
B A B下
抗拉强度
α
b :C点对应的应力。
b
Fb A
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
建筑钢材的抗拉性能
四、颈缩阶段CD
F A
图形的特点：
B上
一段下降的曲线。
建筑材料-建筑钢材
A B下 B
试件的特点：
变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小—— 颈缩 ，直到断裂。
b s p
建筑材料-建筑钢材
1. 重型工业厂的屋架、吊车梁； 2. 大跨度房屋结构； 3. 大跨度桥梁； 4. 多层、高层房屋的梁架； 5. 移动式结构； 6. 轻型结构； 7. 在抗震要求比较高的地方。
五、建筑钢材的技术性质
性建 能筑
钢 材 的 技 术
建筑材料-建筑钢材
力学性能 工艺性能
化学性能
抗拉性能 冲击韧性 疲劳强度
质量钢。
3、按化学成分分பைடு நூலகம்
碳素钢
低碳钢
建筑材料-建筑钢材
中碳钢
C＜0.25% C=0.25%～0.60％
高碳钢
C＞0.60％
钢
低合金钢
合金总含量＜5%
合金钢
中合金钢
5%～10％
高合金钢
＞10％
4、按用途分 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。
六、建筑钢材的应用
二、建筑钢材的主要品种
1、型钢 简单截面型钢：圆钢、建筑方材料-建筑钢材
钢、六角钢、八角钢等； 复杂截面型钢：工字钢、
角钢、槽钢、钢轨等。
2、线材 如钢筋、钢丝等。
建筑材料-建筑钢材
3、管材 无缝钢管、焊接钢管等。
建筑材料-建筑钢材
4、板材
光面钢板、花纹钢板、
建筑材料-建筑钢材
彩色涂层钢板等。
s p
C D
—— 屈服。
α
计算的指标：
屈服强度（也叫屈服点） s :
B
点对应的应力。
下
s
Fs A
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
建筑钢材的抗拉性能
三、强化阶段BC
图形的特点：
F A
一段上升的曲线。
建筑材料-建筑钢材
C
试件的特点：
B上
D
抵抗塑性变形的能力又重新 提高—— 强化。
计算的指标：
弹性极限 p : A点对应
的应力。
p
α
O
L L0
低碳钢受拉的应力－应变图
建筑钢材的抗拉性能
E1 ＞ E2
二、屈服阶段AB
图形的特点：一条波动的曲
F A
线，应力增加很小，而应变增建筑加材料-建筑钢材 很大。
B上
试件的特点：所能承受的拉
B A B下
力增加很小，而塑性变形迅速
增加，似乎钢材不能承受外力
平炉钢 转炉钢
质量
按炉衬材料 分为酸性钢和
不完全 组织不电够炉致钢密，气泡碱多性钢，化学
按脱充氧分程度分偏差组析，织镇半大成致沸静镇腾，本密钢静钢成较，（钢(Z分低成F(b)）)不分均均匀 匀一预， ，般应工力质 机程砼量 械工程较 性
能好特，殊质镇量静较钢好（T，Z成） 本较高 2、按质量分 半镇按静S和钢P元素含量，分均为介普于通上质二量者钢之、间优质钢和特殊
建筑材料-建筑钢材
建筑钢材
建筑材料-建筑钢材
建筑材料-建筑钢材
海珠桥
建筑材料-建筑钢材
建筑材料-建筑钢材
建筑材料-建筑钢材
一、钢及其特性
理论上，凡是把含碳量为0.02%~2.06%的铁碳合 建筑材料-建筑钢材
金称为钢。 含碳量超过2%，称为生铁(含碳多，脆，无塑性)； 含碳量小于0.08%，称为工业纯铁（或称熟铁，软， 塑性好，强度和硬度低）。 钢的特点 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。
弹性阶段OA
F A建筑材料-建筑钢材
屈服阶段AB 强化阶段BC
A
B
C D
颈缩阶段CD
建筑钢材的抗拉性能
O 低碳钢受拉的应力－应变图 L L0
一、弹性阶段OA
F A
图形的特点：一条通过原建点筑材料-建筑钢材
的直线，应力与应变成正比。
AB
C D
试件的特点：弹性
计算的指标：
弹性模量 Etg
E值的大小反映了钢材抵抗 弹性变形的能力。
建筑材料-建筑钢材
五金，指金、银、铜、铁、锡五项金属材料之称， 建筑材料-建筑钢材
五金为工业之母；国防之基础，五金材料之产品， 通常只分为大五金及小五金两大类。大五金指钢板、 钢筋，扁铁、万能角钢、槽铁、工字铁及各类型之 钢铁材料，小五金则为建筑五金、白铁皮、锁类铁钉、 铁丝、钢铁丝网、钢丝剪、家庭五金、各种工具等等。 就五金之性质与用途，应分钢铁材料、非铁金属材料、 机械机件、传动器材、辅助工具、工作工具、建筑五金、 家庭五金等八大类