最新七章节建筑钢材
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固溶体——铁（Fe）中固溶着微量的碳(C)；
化合物——铁和碳结合成化合物Fe3Ｃ； 机械混合物——固溶体和化合物的混合物。
以上三种形式的Fe—Ｃ合金，于一定条件下能形成 具有一定形态的聚合体，称为钢的组织，在显微镜下 能观察到它们的微观形貌图像，故也称显微组织。
7.3.1.1钢的基本组织的种类及对钢性能的影响：
(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：合金元素总含量大于10％。
屈强比
屈服强度和抗拉强度之比。
屈 强 比 = s/b
屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。
屈强比越小，其结构的安全可靠程度越高，不易因局部 超载而造成脆性断裂而破坏； 但屈强比过小，又说明钢材强度的利用率偏低，造成钢 材浪费。
（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。
伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑 性变形的能力。伸长率越大或断面收缩率越 高，说明钢材塑性越大。
3.冲击韧性
冲击韧性就是指钢材抵抗冲击荷载的能力。冲击韧性是通过 夏比（V型缺口）冲击试验来测定的。将标准弯曲试样置于 冲击机的支架上，并使切槽位于受拉的一侧。用摆锤打断试
（１）铁素体
钢材中的铁素体为Ｃ在α一Fe中的固溶体，由于α 一Fe体心立方晶格的原子间空隙小，溶碳能力较差， 故铁素体含Ｃ量很少（小于0.02％），由此决定其塑 性、韧性很好，但强度、硬度很低。
（２）奥氏体
奥氏体为Ｃ在γ一Fe中的固溶体，溶碳能力较强， 高温时含碳量可达2.06％，低温时下降至0.8％。其强 度、硬度不高，但塑性好，在高温下易于轧制成型。
（３）渗碳体
渗碳体为铁和碳的化合物Fe3C ，其含Ｃ量高 （达6.67％），晶体结构复杂，塑性差，性硬脆， 抗拉强度低。
（４）珠光体
珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含Ｃ 量较低（0.8％），层状结构，塑性较好，强度 和硬度较高。
7.2.2 工艺性能
1.冷弯性能 钢材的冷弯性能，是指它在常温下承受弯曲变形的 能力。钢材的冷弯性能指标用试件在常温下所能承 受的弯曲程度表示。冷弯性能是将钢材试件（圆形 或板形）置于冷弯机上弯曲至规定角度（90°或 180°）观察其弯曲部位是否有裂纹、起层或断裂现 象，如无，则为合格。弯曲角度越大，弯心直径对 试件厚度（直径）比值越小，则表示钢材的冷弯性 能越好。
建筑结构钢合理的屈强比一般为0.60～0源自文库75。
Q225钢材的屈服比为0.58～0.63 普通的合金钢的屈强比在0.67～0.75之间。
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δ5 >δ10。
件，测得试件单位截面积上所消耗的功，作为冲击韧性指标，
用冲击值 表 示k ，单位为J/cm2。
k
Ak F
F——试件断口处的截面积； Ak——冲断试件所消耗的功。
4.硬度
测定钢材硬度的方法很多，如布氏法、洛氏法和维氏法。 建筑钢材常用的是布氏法，所测硬度称布氏硬度。
布氏硬度是用一定直径D(毫米)的硬质钢球，在规定荷裁 P(牛顿)作用下压入试件表面，并持续一定时间后卸载，量 出压痕直径d(毫米)，然后计算每单位压痕球面积所承受的 荷载值，即布氏硬度值(HB)。计算公式为：
七章节建筑钢材
7.1 钢材的冶炼与分类
1.按化学成分分类 当钢材组分元素中含量仅次于铁元素的成分为碳时， 则称为碳素钢； 当钢材组分元素中含量仅次于铁元素的成分为其他 合金元素时，则称为合金钢。
(1)碳素钢——根据含碳量多少，碳素钢可分为： ①低碳钢：含碳量0.25％以下。 ②中碳钢：含碳量0.25％～0.6％。 ③高碳钢：含碳量大于0.6％。
纯铁的晶格（即原子的 有序排列）以下二种类 型：体心立方体、面心 立方体。
体心立方体
面心立方体
纯铁的同素异构晶体转变
某些金属结晶之后，当温度改变时，它的晶格类型 还会随之变化。这种变化称为同素异晶转变。晶格 发生转变的温度称为临界温度。转变的产物称为同 素异构体。
纯铁在冷却或加热过程中会依次形成如下三种不同 的同素异构晶体。
钢材的冷弯示意图：
：
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。
HB
2P
D(D D2d2)
HB是以数字表示，如HB＝150。
硬度值往往与其他性能有一定的相关性。例 如，钢材的HB值与抗拉强度之间就有较好的 相关关系。对于碳素钢：
当HB＜175时， b ＝0.36HB； 当HB＞175时， b ＝0.35HB。
根据这些关系，我们可以在钢结构的原位上 测出钢材的HB值，并估算出该钢材的，而不 破坏钢结构本身。
7.3 建筑钢材的的晶体组织和化学成分
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。
δ铁：温度下降到1535℃直接由液态铁凝固而成， 为体心立方晶格；
γ铁：温度下降到1394℃时，由体心立方晶格转 变为面心立方晶格；
α铁：温度下降到912℃时，由面心立方晶格转变 为体心立方晶格。
纯铁的同素异晶转变
7.3.1.1 钢的基本晶体组织
碳素钢冶炼时在钢水冷却过程中，其Fe和Ｃ有以下三 种结合形式：
化合物——铁和碳结合成化合物Fe3Ｃ； 机械混合物——固溶体和化合物的混合物。
以上三种形式的Fe—Ｃ合金，于一定条件下能形成 具有一定形态的聚合体，称为钢的组织，在显微镜下 能观察到它们的微观形貌图像，故也称显微组织。
7.3.1.1钢的基本组织的种类及对钢性能的影响：
(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：合金元素总含量大于10％。
屈强比
屈服强度和抗拉强度之比。
屈 强 比 = s/b
屈强比能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。
屈强比越小，其结构的安全可靠程度越高，不易因局部 超载而造成脆性断裂而破坏； 但屈强比过小，又说明钢材强度的利用率偏低，造成钢 材浪费。
（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。
伸长率和断面收缩率表示钢材断裂前经受塑 性变形的能力。伸长率越大或断面收缩率越 高，说明钢材塑性越大。
3.冲击韧性
冲击韧性就是指钢材抵抗冲击荷载的能力。冲击韧性是通过 夏比（V型缺口）冲击试验来测定的。将标准弯曲试样置于 冲击机的支架上，并使切槽位于受拉的一侧。用摆锤打断试
（１）铁素体
钢材中的铁素体为Ｃ在α一Fe中的固溶体，由于α 一Fe体心立方晶格的原子间空隙小，溶碳能力较差， 故铁素体含Ｃ量很少（小于0.02％），由此决定其塑 性、韧性很好，但强度、硬度很低。
（２）奥氏体
奥氏体为Ｃ在γ一Fe中的固溶体，溶碳能力较强， 高温时含碳量可达2.06％，低温时下降至0.8％。其强 度、硬度不高，但塑性好，在高温下易于轧制成型。
（３）渗碳体
渗碳体为铁和碳的化合物Fe3C ，其含Ｃ量高 （达6.67％），晶体结构复杂，塑性差，性硬脆， 抗拉强度低。
（４）珠光体
珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含Ｃ 量较低（0.8％），层状结构，塑性较好，强度 和硬度较高。
7.2.2 工艺性能
1.冷弯性能 钢材的冷弯性能，是指它在常温下承受弯曲变形的 能力。钢材的冷弯性能指标用试件在常温下所能承 受的弯曲程度表示。冷弯性能是将钢材试件（圆形 或板形）置于冷弯机上弯曲至规定角度（90°或 180°）观察其弯曲部位是否有裂纹、起层或断裂现 象，如无，则为合格。弯曲角度越大，弯心直径对 试件厚度（直径）比值越小，则表示钢材的冷弯性 能越好。
建筑结构钢合理的屈强比一般为0.60～0源自文库75。
Q225钢材的屈服比为0.58～0.63 普通的合金钢的屈强比在0.67～0.75之间。
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δ5 >δ10。
件，测得试件单位截面积上所消耗的功，作为冲击韧性指标，
用冲击值 表 示k ，单位为J/cm2。
k
Ak F
F——试件断口处的截面积； Ak——冲断试件所消耗的功。
4.硬度
测定钢材硬度的方法很多，如布氏法、洛氏法和维氏法。 建筑钢材常用的是布氏法，所测硬度称布氏硬度。
布氏硬度是用一定直径D(毫米)的硬质钢球，在规定荷裁 P(牛顿)作用下压入试件表面，并持续一定时间后卸载，量 出压痕直径d(毫米)，然后计算每单位压痕球面积所承受的 荷载值，即布氏硬度值(HB)。计算公式为：
七章节建筑钢材
7.1 钢材的冶炼与分类
1.按化学成分分类 当钢材组分元素中含量仅次于铁元素的成分为碳时， 则称为碳素钢； 当钢材组分元素中含量仅次于铁元素的成分为其他 合金元素时，则称为合金钢。
(1)碳素钢——根据含碳量多少，碳素钢可分为： ①低碳钢：含碳量0.25％以下。 ②中碳钢：含碳量0.25％～0.6％。 ③高碳钢：含碳量大于0.6％。
纯铁的晶格（即原子的 有序排列）以下二种类 型：体心立方体、面心 立方体。
体心立方体
面心立方体
纯铁的同素异构晶体转变
某些金属结晶之后，当温度改变时，它的晶格类型 还会随之变化。这种变化称为同素异晶转变。晶格 发生转变的温度称为临界温度。转变的产物称为同 素异构体。
纯铁在冷却或加热过程中会依次形成如下三种不同 的同素异构晶体。
钢材的冷弯示意图：
：
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。
HB
2P
D(D D2d2)
HB是以数字表示，如HB＝150。
硬度值往往与其他性能有一定的相关性。例 如，钢材的HB值与抗拉强度之间就有较好的 相关关系。对于碳素钢：
当HB＜175时， b ＝0.36HB； 当HB＞175时， b ＝0.35HB。
根据这些关系，我们可以在钢结构的原位上 测出钢材的HB值，并估算出该钢材的，而不 破坏钢结构本身。
7.3 建筑钢材的的晶体组织和化学成分
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。
δ铁：温度下降到1535℃直接由液态铁凝固而成， 为体心立方晶格；
γ铁：温度下降到1394℃时，由体心立方晶格转 变为面心立方晶格；
α铁：温度下降到912℃时，由面心立方晶格转变 为体心立方晶格。
纯铁的同素异晶转变
7.3.1.1 钢的基本晶体组织
碳素钢冶炼时在钢水冷却过程中，其Fe和Ｃ有以下三 种结合形式：