第六章建筑钢材
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v 低合金钢（合金元素总含量＜５%） v 中合金钢（合金元素总含量５%～10%） v 高合金钢（合金元素总含量＞10%）
第六章建筑钢材
5.1.3其他分类 按杂质含量（S、P）分类
v 优质碳素钢（硫、磷含量不高于0.035 % ） v 高级碳素钢（硫、磷含量不高于0.030 % ） v 特优碳素钢（硫含量不大于0.020 % ，磷含
第六章建筑钢材
2020/11/27
第六章建筑钢材
一、钢材的种类
v 钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
v 钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
第六章建筑钢材
• •
•
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
第六章建筑钢材
• •
角
•H型
钢
钢
钢 管
第六章建筑钢材
• •
•
冷
带
轧
肋
带
钢
肋
筋
•5.2.1 力学性能
弹性阶段OA
图形的特点： 一条通过原点
的直线，应力与应变成正比。
试件的特点： 弹性
计算的指标：
弹性模量
E值的大小反映了钢材抵抗
弹性变形的能力。
弹性极限
A点对应
的应力。
A B
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
E ＞ E
1 第六章建筑钢材
2
屈服阶段AB
第六章建筑钢材
•5.2.1力学性能
第六章建筑钢材
v 4定.义硬：度指钢材表面局部体积内抵抗硬物压入的能
力，是衡量钢材软硬程度的指标。
v 主要测定方法： 布氏法：用HB表示，适用于HB＜450的钢材， 特点是压痕大。与抗拉强度相关性好。
洛氏法：特点是压痕小，用于判断机械零件的热 处理效果。
第六章建筑钢材
v 影响因素：钢材内部的晶体结构、成分偏析以及
最大应力处的表面光洁程度等因素均会明显影响
疲劳强度。
第六章建筑钢材
v 2.塑性 v 塑性——钢材在外力作用下发生塑性变形而不
破坏的能力。 v 伸长率σ——表示钢材塑性，其值越大，塑性
越好
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
3、冲击韧性
定义：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。
第六章建筑钢材
•5.2.2 钢材的工艺性能
冷弯的意义：钢材的冷弯性能和伸长率均是塑 性变形能力的反映，但伸长率是在试件轴向均 匀变形条件下测定的，而冷弯性能则是在更严 格条件下钢材局部变形的能力，它可揭示钢材 内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹杂物 等缺陷，还经常用冷弯来检验焊缝接头。
第六章建筑钢材
以及钢轨和机械加工用的切割工具。
第六章建筑钢材
3.塑性、韧性好。
常温下能承受较大的塑性变形，便于冷 拉、冷拔、冷轧等各种工冷加工；
良好的韧性，使得钢材在常温下可以承 受较大的冲击作用，适合于制作吊车梁等 承受动荷载的结构和构件。
第六章建筑钢材
三、钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
• 特点:成本较高，但其组织致密，成分 均匀，性能稳定，故质量好。
• 用途:预应力混凝土等重要第六的章建筑结钢材构工程。
•5.1钢材的分类 •沸腾钢（F） • 炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，脱 氧不完全，浇铸后在钢液冷却时有大量 CO气体外逸，引起钢液剧烈沸腾，故 称沸腾钢，代号为“F”。 • 特点:内部杂质和夹杂物多，化学 成分和力学性能不均匀，强度低、冲击 韧性和可焊性差，但成本低。 • 用途:一般建筑结构工程。
第六章建筑钢材
时效:随时间的延长而表现出强度提高，塑性和
冲击韧性下降的现象称为时效。 时效敏感性:完成时效变化的过程可达数十年，但
是钢材如经受冷加工变形，或使用中经受震动 和反复荷载的影响，时效可迅速发展。因时效 而导致性能改变的程度称为时效敏感性，对于 承受动荷载的结构应该选用时效敏感性小的钢 材。
❖ 伸长率δ
衡量钢材塑性的指标，越大说明 钢材的塑性越好
C
B上 B
A B下
D
α
O
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
规定：产生残余变 形为原始标距的0.2% 时所对应的应力值， 作为硬钢的屈服强度， 称为非比例延伸应力， 用σ0.2表示。
中碳钢、高碳钢的应力－应变图
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
4、钢材的热处理
按照一定的制度，将钢材加热到一定的温度， 在此温度下保持一定的时间，再以一定的速度和 方式进行冷却，以使钢材内部晶体组织和显微结 构按要求进行改变，或者消除钢中的内应力，从 而获得人们所需求的机械力学性能，这一过程就 称为钢材的热处理。
第六章建筑钢材
热处理的几种基本方法： １) 淬火：将钢材加热至基本组织改变温度（相 变温度）以上某一温度，并保持一定时间后，迅 速置于水中或机油中冷却，这个过程称钢材的淬 火处理。 结果：淬火使钢材晶粒细化、碳的固熔量增加， 强度和硬度提高，脆性增大，塑性和韧性明显 降低。
•冷加工强化 •冷加工—指钢材在再结晶温度下(一般是常温) 进行的机械加工
•形式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷冲
•结果：产生塑性变形，屈服点提高，塑性、 韧性降低，弹性模量下降。
•主要目的：提高屈服强度，节约钢材。
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 冷拉是降低碳钢丝从孔略小于钢丝直径的 拔丝模中强力拔出，使断面减小，长度伸 长的工艺过程。
量不大于0.025 % ）
第六章建筑钢材
•按用途分类
•结构钢：碳素结构钢、合金结构钢 •工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具 钢 •轴承钢：合金钢 •特殊钢：桥钢、钢轨钢等 • 建筑用钢主要是普通碳素钢中的低碳钢和
第六章建筑钢材
5.2 钢材的 主要技术性能
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
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。
计算的指标：
伸长率δ：
B上
A
B B下
C D
α
O
L1
L0
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
三个重要的指标
❖ 屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
❖ 抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力 屈强比
屈强比，↑利用率，↑安全可靠程度 ↓
•5.2.2 钢材的工艺性能
2、焊接性能
1).焊接连接是钢结构的主要连接方式，在钢筋 混凝土工程中，焊接则是广泛应用于钢筋接 头、钢筋网、钢筋骨架和预埋件的焊接，以 及装配式构件的安装。因此，要求钢材具有 良好的可焊性。
2).影响可焊性的因素:主要是其化学成分及含 量的影响。
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
组织状态
冶炼质量
环境温度 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其 规律是开始下降缓和，
冷脆性——当达到一定温度范围时，冲击韧性
突然下降，钢材的断裂呈脆性，这一性质称为钢材
的冷脆性。
第六章建筑钢材
5.2.1 力学性能
发生冷脆时的温度称为临界温度， 其数值愈低，说明钢材的低温冲击性能愈好。 所以在负温下使用的结构，应当选用脆性 临界温度较工作温度为低的钢材。
强化阶段BC
图形的特点：
一段上升的曲线。
试件的特点：
抵抗塑性变形的能力又重新 提高——强化。
计算的指标：
抗拉强度 C点对应的应力。
B上 B
A B下wenku.baidu.com
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材•5.2.1 力学性能
•5.2.1 力学性能
颈缩阶段CD
图形的特点：
一段下降的曲线。
钢
筋
钢 绞 线
第六章建筑钢材
v 建筑用钢筋
•螺纹钢
•线材
第六章建筑钢材
v 制作并绑扎好的钢筋
第六章建筑钢材
二、钢材的优点
1.质量均匀，性能可靠。
适合于铸造、锻造、切割、压力加工、冷加工 或热处理；也可用铆接和焊接等多种连接方 式进行装配式施工。
第六章建筑钢材
2.强度、硬度高。 适合于制作各种承载较大的构件和结构，
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
时效强化：将经过冷加工处理后的钢筋于常温 下存放15～20ｄ，或加热到100～200℃并保持 一段时间（2～3h），其屈服强度进一步提高， 且抗拉强度也提高，同时塑性、韧性也进一步 降低，弹性模量则基本恢复，这个过程称为时 效处理。前者称为自然时效，适用于低强度钢 筋；后者称为人工时效，适用于高强钢筋。
v 强度 v 塑性 v 冲击韧性 v 硬度
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
1.强度——是指钢材在外力的作用下，抵抗变形和断裂的 能力。
主要测试指标： v 屈服强度 v 抗拉强度 v 伸长率（断面收缩率）等
测试方法：拉伸试验，应力—应变关系反映钢材的主要力 学特征
第六章建筑钢材
钢材（低碳钢）的抗拉试验主要包括： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
v 4）疲劳强度 v 疲劳破坏——钢材在交变应力（反复荷载）反复作
用下，往往在应力远小于其抗拉强度时就发生破坏 的现象。
v 疲劳强度——钢材在交变应力的反复作用下，于规 定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。通 常以一千万次不发生破坏的最大应力作为疲劳强度， 作为设计计算值。
第六章建筑钢材
v 疲劳破坏的原因：钢材的疲劳破坏是拉应力引起 的，首先在局部开始形成微细裂纹，其后由于裂 纹尖端处产生应力集中而使裂纹逐渐扩展直至疲 劳断裂。
第六章建筑钢材
5.1 钢材的分类
第六章建筑钢材
5.1.1 脱氧程度
v 按冶炼时脱氧程度分为: 镇静钢
特殊镇钢 沸腾钢 半镇静钢
第六章建筑钢材
•5.1钢材的分类
•镇静钢（Z） • 炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱 氧剂，脱氧完全，且同时能起去硫作用。这 种钢水铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固， 故称镇静钢，代号为“Ｚ”。
图形的特点： 一条波动的曲
线，应力增加很小，而应变增加
很大。
试件的特点： 所能承受的拉
力增加很小，而塑性变形迅速 增加，似乎钢材不能承受外力 ——屈服。
计算的指标：
屈服强度（也叫屈服点）
点对应的应力。
B上 B
A B下
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材•5.2.1 力学性能
5.2.2 钢材的工艺性能
第六章建筑钢材
•5.2.2 钢材的工艺性能
1、冷弯性能
定义——是钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 是钢材的重要工艺性能。用试件在常温下所能 承受的弯曲程度表示。
弯曲试验：弯心直径d与试件直径（或厚度）a 的比值d/a越小，弯曲角度α越大，说明试件 受弯程度越高，
冷弯性能合格——试件受弯处不发生裂缝，断 裂或起层，
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
相关知识点回顾
（1）应力 （2）应变
（3）弹性与弹性变形 （4）塑性与塑性变形
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
低碳钢的受拉过程 分为四个阶段
弹性阶段OA 屈服阶段AB 强化阶段BC 颈缩阶段CD
A B
C D
O
低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
•钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 冷拉以后再经过时效处理的钢筋，其屈服点 进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性继续 有所降低。由于时效过程中应力的消减，故 弹性模量可基本恢复。
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 钢材产生时效的主要原因：溶于α一Fe中的 碳、氮原子，向晶格缺陷处移动和集中的速 度大为加快，这将使滑移面缺陷处碳、氮原 子富集，使晶格畸变加剧，造成其滑移、变 形更为困难，因而强度进一步提高，塑性和 韧性则进一步降低，而弹性模量则基本恢复。
v 冷轧是使低碳钢丝通过硬质杂辊，在钢丝 表面轧制出呈一定规律分布的砸痕。冷拔、 冷轧后的钢丝，强度和硬度明显提高，塑 性和韧性则显著下降。
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 冷加工强化的原理：钢材在塑性变形中晶格的 缺陷增多，而缺陷的晶格严重畸变，对晶格的 进一步滑移将起到阻碍作用，故钢材的屈服点 提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生 内应力，故钢材的弹性模量Ｅ降低。
冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定 的。以摆锤打击试件，于刻槽处将其打断，试件单位截 面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲击 韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大，冲击韧性愈好。
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
•冲击实 验
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
影响冲击韧性的因素：钢材的化学成分
第六章建筑钢材
•5.1钢材的分类
5.2.2按化学成分分类 1.碳素钢：
v 低碳钢（含碳量＜0.25%）
v 中碳钢（含碳量0.25%～0.60%）
v 高碳钢（含碳量＞0.60%）
第六章建筑钢材
2.合金钢——是指在炼钢过程中，有意识地加入 一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得 的钢种。常用合金元素有：硅、锰、钛、钒、 铌、铬等。按合金元素总含量的不同，合金钢 可分为：
第六章建筑钢材
5.1.3其他分类 按杂质含量（S、P）分类
v 优质碳素钢（硫、磷含量不高于0.035 % ） v 高级碳素钢（硫、磷含量不高于0.030 % ） v 特优碳素钢（硫含量不大于0.020 % ，磷含
第六章建筑钢材
2020/11/27
第六章建筑钢材
一、钢材的种类
v 钢结构工程用型钢（角钢、槽钢、工字钢 等）、钢板和钢管等。
v 钢筋混凝土结构工程用钢筋及钢丝。
第六章建筑钢材
• •
•
钢 结 构 网 架
槽 钢
工 字 钢
第六章建筑钢材
• •
角
•H型
钢
钢
钢 管
第六章建筑钢材
• •
•
冷
带
轧
肋
带
钢
肋
筋
•5.2.1 力学性能
弹性阶段OA
图形的特点： 一条通过原点
的直线，应力与应变成正比。
试件的特点： 弹性
计算的指标：
弹性模量
E值的大小反映了钢材抵抗
弹性变形的能力。
弹性极限
A点对应
的应力。
A B
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
E ＞ E
1 第六章建筑钢材
2
屈服阶段AB
第六章建筑钢材
•5.2.1力学性能
第六章建筑钢材
v 4定.义硬：度指钢材表面局部体积内抵抗硬物压入的能
力，是衡量钢材软硬程度的指标。
v 主要测定方法： 布氏法：用HB表示，适用于HB＜450的钢材， 特点是压痕大。与抗拉强度相关性好。
洛氏法：特点是压痕小，用于判断机械零件的热 处理效果。
第六章建筑钢材
v 影响因素：钢材内部的晶体结构、成分偏析以及
最大应力处的表面光洁程度等因素均会明显影响
疲劳强度。
第六章建筑钢材
v 2.塑性 v 塑性——钢材在外力作用下发生塑性变形而不
破坏的能力。 v 伸长率σ——表示钢材塑性，其值越大，塑性
越好
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
3、冲击韧性
定义：是指钢材抵抗冲击荷载的能力。
第六章建筑钢材
•5.2.2 钢材的工艺性能
冷弯的意义：钢材的冷弯性能和伸长率均是塑 性变形能力的反映，但伸长率是在试件轴向均 匀变形条件下测定的，而冷弯性能则是在更严 格条件下钢材局部变形的能力，它可揭示钢材 内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹杂物 等缺陷，还经常用冷弯来检验焊缝接头。
第六章建筑钢材
以及钢轨和机械加工用的切割工具。
第六章建筑钢材
3.塑性、韧性好。
常温下能承受较大的塑性变形，便于冷 拉、冷拔、冷轧等各种工冷加工；
良好的韧性，使得钢材在常温下可以承 受较大的冲击作用，适合于制作吊车梁等 承受动荷载的结构和构件。
第六章建筑钢材
三、钢材的缺点
1.易锈蚀。 2.维修费用高。 3.耐火性差。
• 特点:成本较高，但其组织致密，成分 均匀，性能稳定，故质量好。
• 用途:预应力混凝土等重要第六的章建筑结钢材构工程。
•5.1钢材的分类 •沸腾钢（F） • 炼钢时仅加入锰铁进行脱氧，脱 氧不完全，浇铸后在钢液冷却时有大量 CO气体外逸，引起钢液剧烈沸腾，故 称沸腾钢，代号为“F”。 • 特点:内部杂质和夹杂物多，化学 成分和力学性能不均匀，强度低、冲击 韧性和可焊性差，但成本低。 • 用途:一般建筑结构工程。
第六章建筑钢材
时效:随时间的延长而表现出强度提高，塑性和
冲击韧性下降的现象称为时效。 时效敏感性:完成时效变化的过程可达数十年，但
是钢材如经受冷加工变形，或使用中经受震动 和反复荷载的影响，时效可迅速发展。因时效 而导致性能改变的程度称为时效敏感性，对于 承受动荷载的结构应该选用时效敏感性小的钢 材。
❖ 伸长率δ
衡量钢材塑性的指标，越大说明 钢材的塑性越好
C
B上 B
A B下
D
α
O
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
规定：产生残余变 形为原始标距的0.2% 时所对应的应力值， 作为硬钢的屈服强度， 称为非比例延伸应力， 用σ0.2表示。
中碳钢、高碳钢的应力－应变图
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
4、钢材的热处理
按照一定的制度，将钢材加热到一定的温度， 在此温度下保持一定的时间，再以一定的速度和 方式进行冷却，以使钢材内部晶体组织和显微结 构按要求进行改变，或者消除钢中的内应力，从 而获得人们所需求的机械力学性能，这一过程就 称为钢材的热处理。
第六章建筑钢材
热处理的几种基本方法： １) 淬火：将钢材加热至基本组织改变温度（相 变温度）以上某一温度，并保持一定时间后，迅 速置于水中或机油中冷却，这个过程称钢材的淬 火处理。 结果：淬火使钢材晶粒细化、碳的固熔量增加， 强度和硬度提高，脆性增大，塑性和韧性明显 降低。
•冷加工强化 •冷加工—指钢材在再结晶温度下(一般是常温) 进行的机械加工
•形式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、冷冲
•结果：产生塑性变形，屈服点提高，塑性、 韧性降低，弹性模量下降。
•主要目的：提高屈服强度，节约钢材。
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 冷拉是降低碳钢丝从孔略小于钢丝直径的 拔丝模中强力拔出，使断面减小，长度伸 长的工艺过程。
量不大于0.025 % ）
第六章建筑钢材
•按用途分类
•结构钢：碳素结构钢、合金结构钢 •工具钢：碳素工具钢、合金工具钢、高速工具 钢 •轴承钢：合金钢 •特殊钢：桥钢、钢轨钢等 • 建筑用钢主要是普通碳素钢中的低碳钢和
第六章建筑钢材
5.2 钢材的 主要技术性能
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
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。
计算的指标：
伸长率δ：
B上
A
B B下
C D
α
O
L1
L0
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
三个重要的指标
❖ 屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
❖ 抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力 屈强比
屈强比，↑利用率，↑安全可靠程度 ↓
•5.2.2 钢材的工艺性能
2、焊接性能
1).焊接连接是钢结构的主要连接方式，在钢筋 混凝土工程中，焊接则是广泛应用于钢筋接 头、钢筋网、钢筋骨架和预埋件的焊接，以 及装配式构件的安装。因此，要求钢材具有 良好的可焊性。
2).影响可焊性的因素:主要是其化学成分及含 量的影响。
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
组织状态
冶炼质量
环境温度 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其 规律是开始下降缓和，
冷脆性——当达到一定温度范围时，冲击韧性
突然下降，钢材的断裂呈脆性，这一性质称为钢材
的冷脆性。
第六章建筑钢材
5.2.1 力学性能
发生冷脆时的温度称为临界温度， 其数值愈低，说明钢材的低温冲击性能愈好。 所以在负温下使用的结构，应当选用脆性 临界温度较工作温度为低的钢材。
强化阶段BC
图形的特点：
一段上升的曲线。
试件的特点：
抵抗塑性变形的能力又重新 提高——强化。
计算的指标：
抗拉强度 C点对应的应力。
B上 B
A B下wenku.baidu.com
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材•5.2.1 力学性能
•5.2.1 力学性能
颈缩阶段CD
图形的特点：
一段下降的曲线。
钢
筋
钢 绞 线
第六章建筑钢材
v 建筑用钢筋
•螺纹钢
•线材
第六章建筑钢材
v 制作并绑扎好的钢筋
第六章建筑钢材
二、钢材的优点
1.质量均匀，性能可靠。
适合于铸造、锻造、切割、压力加工、冷加工 或热处理；也可用铆接和焊接等多种连接方 式进行装配式施工。
第六章建筑钢材
2.强度、硬度高。 适合于制作各种承载较大的构件和结构，
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
时效强化：将经过冷加工处理后的钢筋于常温 下存放15～20ｄ，或加热到100～200℃并保持 一段时间（2～3h），其屈服强度进一步提高， 且抗拉强度也提高，同时塑性、韧性也进一步 降低，弹性模量则基本恢复，这个过程称为时 效处理。前者称为自然时效，适用于低强度钢 筋；后者称为人工时效，适用于高强钢筋。
v 强度 v 塑性 v 冲击韧性 v 硬度
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
1.强度——是指钢材在外力的作用下，抵抗变形和断裂的 能力。
主要测试指标： v 屈服强度 v 抗拉强度 v 伸长率（断面收缩率）等
测试方法：拉伸试验，应力—应变关系反映钢材的主要力 学特征
第六章建筑钢材
钢材（低碳钢）的抗拉试验主要包括： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段
v 4）疲劳强度 v 疲劳破坏——钢材在交变应力（反复荷载）反复作
用下，往往在应力远小于其抗拉强度时就发生破坏 的现象。
v 疲劳强度——钢材在交变应力的反复作用下，于规 定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。通 常以一千万次不发生破坏的最大应力作为疲劳强度， 作为设计计算值。
第六章建筑钢材
v 疲劳破坏的原因：钢材的疲劳破坏是拉应力引起 的，首先在局部开始形成微细裂纹，其后由于裂 纹尖端处产生应力集中而使裂纹逐渐扩展直至疲 劳断裂。
第六章建筑钢材
5.1 钢材的分类
第六章建筑钢材
5.1.1 脱氧程度
v 按冶炼时脱氧程度分为: 镇静钢
特殊镇钢 沸腾钢 半镇静钢
第六章建筑钢材
•5.1钢材的分类
•镇静钢（Z） • 炼钢时采用锰铁、硅铁和铝锭等作脱 氧剂，脱氧完全，且同时能起去硫作用。这 种钢水铸锭时能平静地充满锭模并冷却凝固， 故称镇静钢，代号为“Ｚ”。
图形的特点： 一条波动的曲
线，应力增加很小，而应变增加
很大。
试件的特点： 所能承受的拉
力增加很小，而塑性变形迅速 增加，似乎钢材不能承受外力 ——屈服。
计算的指标：
屈服强度（也叫屈服点）
点对应的应力。
B上 B
A B下
C D
α
O 低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材•5.2.1 力学性能
5.2.2 钢材的工艺性能
第六章建筑钢材
•5.2.2 钢材的工艺性能
1、冷弯性能
定义——是钢材在常温下承受弯曲变形的能力， 是钢材的重要工艺性能。用试件在常温下所能 承受的弯曲程度表示。
弯曲试验：弯心直径d与试件直径（或厚度）a 的比值d/a越小，弯曲角度α越大，说明试件 受弯程度越高，
冷弯性能合格——试件受弯处不发生裂缝，断 裂或起层，
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
相关知识点回顾
（1）应力 （2）应变
（3）弹性与弹性变形 （4）塑性与塑性变形
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
低碳钢的受拉过程 分为四个阶段
弹性阶段OA 屈服阶段AB 强化阶段BC 颈缩阶段CD
A B
C D
O
低碳钢受拉的应力－应变图
第六章建筑钢材
第六章建筑钢材
•钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
第六章建筑钢材
•3.冷加工强化与时效强化
v 冷拉以后再经过时效处理的钢筋，其屈服点 进一步提高，抗拉强度稍见增长，塑性继续 有所降低。由于时效过程中应力的消减，故 弹性模量可基本恢复。
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•3.冷加工强化与时效强化
v 钢材产生时效的主要原因：溶于α一Fe中的 碳、氮原子，向晶格缺陷处移动和集中的速 度大为加快，这将使滑移面缺陷处碳、氮原 子富集，使晶格畸变加剧，造成其滑移、变 形更为困难，因而强度进一步提高，塑性和 韧性则进一步降低，而弹性模量则基本恢复。
v 冷轧是使低碳钢丝通过硬质杂辊，在钢丝 表面轧制出呈一定规律分布的砸痕。冷拔、 冷轧后的钢丝，强度和硬度明显提高，塑 性和韧性则显著下降。
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•3.冷加工强化与时效强化
v 冷加工强化的原理：钢材在塑性变形中晶格的 缺陷增多，而缺陷的晶格严重畸变，对晶格的 进一步滑移将起到阻碍作用，故钢材的屈服点 提高，塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生 内应力，故钢材的弹性模量Ｅ降低。
冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定 的。以摆锤打击试件，于刻槽处将其打断，试件单位截 面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲击 韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大，冲击韧性愈好。
第六章建筑钢材
•5.2.1 力学性能
•冲击实 验
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•5.2.1 力学性能
影响冲击韧性的因素：钢材的化学成分
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•5.1钢材的分类
5.2.2按化学成分分类 1.碳素钢：
v 低碳钢（含碳量＜0.25%）
v 中碳钢（含碳量0.25%～0.60%）
v 高碳钢（含碳量＞0.60%）
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2.合金钢——是指在炼钢过程中，有意识地加入 一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得 的钢种。常用合金元素有：硅、锰、钛、钒、 铌、铬等。按合金元素总含量的不同，合金钢 可分为：