建筑材料建筑鋼材實(shí)用教案

1、 （）合金（）合金(hjn)(hjn)鋼。是指在煉鋼過(guò)程中，有意識(shí)地加入一種或多種能改善鋼。是指在煉鋼過(guò)程中，有意識(shí)地加入一種或多種能改善鋼材性能的合金鋼材性能的合金(hjn)(hjn)元素而制得的鋼種。常用合金元素而制得的鋼種。常用合金(hjn)(hjn)元素有：硅、元素有：硅、錳、鈦、釩、鈮、鉻等。按合金錳、鈦、釩、鈮、鉻等。按合金(hjn)(hjn)元素總含量的不同，合金元素總含量的不同，合金(hjn)(hjn)鋼鋼可分為可分為 低合金低合金(hjn)(hjn)鋼（合金鋼（合金(hjn)(hjn)元素總含量小于）元素總含量小于） 中合金中合金(hjn)(hjn)鋼（合金鋼（合金(hjn)

2、(hjn)元素總含量為元素總含量為1010） 高合金高合金(hjn)(hjn)鋼（合金鋼（合金(hjn)(hjn)元素總含量大于元素總含量大于1010）。）。第1頁(yè)/共58頁(yè)第一頁(yè)，共59頁(yè)。 2. 2. 按冶煉時(shí)脫氧程度分類按冶煉時(shí)脫氧程度分類 （）沸騰鋼。煉鋼時(shí)僅加入錳鐵進(jìn)行脫氧，則脫氧不完全。這種鋼水（）沸騰鋼。煉鋼時(shí)僅加入錳鐵進(jìn)行脫氧，則脫氧不完全。這種鋼水澆入錠模時(shí)，會(huì)有大量的氣體從鋼水中外逸，引起鋼水呈沸騰狀，澆入錠模時(shí)，會(huì)有大量的氣體從鋼水中外逸，引起鋼水呈沸騰狀，故稱沸騰鋼，代號(hào)為故稱沸騰鋼，代號(hào)為“。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫、。沸騰鋼組織不夠致密，成分不太均勻，硫

3、、磷等雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，故質(zhì)量磷等雜質(zhì)偏析較嚴(yán)重，故質(zhì)量(zhling)(zhling)較差。但因其成本低、產(chǎn)量高，較差。但因其成本低、產(chǎn)量高，故被廣泛用于一般建筑工程。故被廣泛用于一般建筑工程。第2頁(yè)/共58頁(yè)第二頁(yè)，共59頁(yè)。（）鎮(zhèn)靜鋼。煉鋼時(shí)采用錳鐵、硅鐵和鋁錠等作脫氧劑，脫氧完全，且同時(shí)能起去硫作用。這種鋼水鑄錠時(shí)能平靜地充滿錠模并冷卻凝固，故稱鎮(zhèn)靜鋼，代號(hào)為“”。鎮(zhèn)靜鋼雖成本較高，但其組織致密，成分均勻(jnyn)，性能穩(wěn)定，故質(zhì)量好。適用于預(yù)應(yīng)力混凝土等重要的結(jié)構(gòu)工程。第3頁(yè)/共58頁(yè)第三頁(yè)，共59頁(yè)。 （）半鎮(zhèn)靜鋼。脫氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，為質(zhì)量較好的鋼，其（）半鎮(zhèn)靜鋼。脫

4、氧程度介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，為質(zhì)量較好的鋼，其代號(hào)為代號(hào)為“”。 （）特殊鎮(zhèn)靜鋼。比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度還要充分徹底的鋼，故其質(zhì)量最好，（）特殊鎮(zhèn)靜鋼。比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度還要充分徹底的鋼，故其質(zhì)量最好，適用于特別重要的結(jié)構(gòu)適用于特別重要的結(jié)構(gòu)(jigu)(jigu)工程，代號(hào)為工程，代號(hào)為“TZ”“TZ”。第4頁(yè)/共58頁(yè)第四頁(yè)，共59頁(yè)。3. 3. 按有害雜質(zhì)含量分類按有害雜質(zhì)含量分類 接鋼中有害雜質(zhì)磷（）和硫接鋼中有害雜質(zhì)磷（）和硫（S S）含量的多少，鋼材）含量的多少，鋼材(gngci)(gngci)可分為以下四類：可分為以下四類：（）普通鋼。磷含量不大于（）普通鋼。磷含量不大于0.0450.

5、045；硫含量不大于；硫含量不大于0.050%0.050%。（）優(yōu)質(zhì)鋼。（）優(yōu)質(zhì)鋼。 磷含量不大于磷含量不大于0.035%0.035%；硫含量不大于；硫含量不大于0.035%0.035%。（）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于（）高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.025%0.025%；硫含量不大于；硫含量不大于0.015%0.015%。（）特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于（）特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。磷含量不大于0.025%0.025%；硫含量不大于；硫含量不大于0.015%0.015%。第5頁(yè)/共58頁(yè)第五頁(yè)，共59頁(yè)。 第二節(jié)第二節(jié) 鋼材的技術(shù)性質(zhì)鋼材的技術(shù)性質(zhì) 1. 1. 抗拉性能抗拉性能 抗拉性能是建筑鋼材最重要的技術(shù)性質(zhì)

6、。其技術(shù)指標(biāo)為由拉力試驗(yàn)測(cè)定的屈服點(diǎn)、抗拉性能是建筑鋼材最重要的技術(shù)性質(zhì)。其技術(shù)指標(biāo)為由拉力試驗(yàn)測(cè)定的屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。低碳鋼（軟鋼）受拉的應(yīng)力一應(yīng)變圖能夠較好地解釋抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。低碳鋼（軟鋼）受拉的應(yīng)力一應(yīng)變圖能夠較好地解釋(jish)(jish)這些重要的技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)圖這些重要的技術(shù)指標(biāo)，見(jiàn)圖2 2. .低碳鋼受拉時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變圖低碳鋼受拉時(shí)的應(yīng)力一應(yīng)變圖第6頁(yè)/共58頁(yè)第六頁(yè)，共59頁(yè)。第7頁(yè)/共58頁(yè)第七頁(yè)，共59頁(yè)。（）屈服點(diǎn)：當(dāng)試件拉力在（）屈服點(diǎn)：當(dāng)試件拉力在 范圍內(nèi)時(shí)，如卸去拉力，試件能范圍內(nèi)時(shí)，如卸去拉力，試件能恢復(fù)原狀，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為?；謴?fù)原狀，應(yīng)力與應(yīng)變的

7、比值為常數(shù)，因此，該階段被稱為彈性階段。數(shù)，因此，該階段被稱為彈性階段。當(dāng)對(duì)試件的拉伸進(jìn)入塑性變形的屈當(dāng)對(duì)試件的拉伸進(jìn)入塑性變形的屈服階段時(shí)，稱屈服下限下所服階段時(shí)，稱屈服下限下所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)力為屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)，記做記做ss。設(shè)計(jì)時(shí)一般以。設(shè)計(jì)時(shí)一般以ss作為作為(zuwi)(zuwi)強(qiáng)度取值的依據(jù)。對(duì)屈服強(qiáng)度取值的依據(jù)。對(duì)屈服現(xiàn)象不明顯的鋼材，規(guī)定以現(xiàn)象不明顯的鋼材，規(guī)定以0.20.2殘余變形時(shí)的應(yīng)力殘余變形時(shí)的應(yīng)力0.20.2作為作為(zuwi)(zuwi)屈服強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度。第8頁(yè)/共58頁(yè)第八頁(yè)，共59頁(yè)。（）抗拉強(qiáng)度：從圖（）抗拉強(qiáng)度：從圖2 2中曲中曲

8、線逐步上升可以看出：試件在屈服階段線逐步上升可以看出：試件在屈服階段以后，其抵抗塑性變形的能力又重新提以后，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，稱為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)的高，稱為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)的應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用應(yīng)力稱為抗拉強(qiáng)度，用bb表示。表示。 設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度雖然不能利用，設(shè)計(jì)中抗拉強(qiáng)度雖然不能利用，但屈強(qiáng)比但屈強(qiáng)比ssbb有一定意義。屈強(qiáng)比有一定意義。屈強(qiáng)比愈小，反映鋼材受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)愈小，反映鋼材受力超過(guò)屈服點(diǎn)工作時(shí)的可靠性愈大，因而的可靠性愈大，因而(yn r)(yn r)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但屈強(qiáng)比太小，則反映鋼安全性愈高。但屈強(qiáng)比太小，則反映鋼材不能有效地被利用

9、。材不能有效地被利用。第9頁(yè)/共58頁(yè)第九頁(yè)，共59頁(yè)。(3) (3) 伸長(zhǎng)率：圖伸長(zhǎng)率：圖2 2中當(dāng)曲線到達(dá)中當(dāng)曲線到達(dá)點(diǎn)后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形點(diǎn)后，試件薄弱處急劇縮小，塑性變形迅速增加迅速增加(zngji)(zngji)，產(chǎn)生，產(chǎn)生“頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象”而斷裂。量出拉斷后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度而斷裂。量出拉斷后標(biāo)距部分的長(zhǎng)度LlLl，標(biāo)距的伸長(zhǎng)值與原始標(biāo)距標(biāo)距的伸長(zhǎng)值與原始標(biāo)距L0L0的百分率稱的百分率稱為伸長(zhǎng)率。即為伸長(zhǎng)率。即%100001LLL 第10頁(yè)/共58頁(yè)第十頁(yè)，共59頁(yè)。伸長(zhǎng)率表征了鋼材的塑性變形能力。伸長(zhǎng)率表征了鋼材的塑性變形能力。由于在塑性變形時(shí)頸縮處的伸長(zhǎng)較大由于在塑性

10、變形時(shí)頸縮處的伸長(zhǎng)較大(jio d)(jio d)，故當(dāng)原始標(biāo)距與試件的，故當(dāng)原始標(biāo)距與試件的直徑之比愈大，則頸縮處伸長(zhǎng)中的比直徑之比愈大，則頸縮處伸長(zhǎng)中的比重愈小，因而計(jì)算的伸長(zhǎng)率會(huì)小些。重愈小，因而計(jì)算的伸長(zhǎng)率會(huì)小些。通常以通常以55和和1010分別表示分別表示L0=5d0L0=5d0和和 L0=10d0L0=10d0（0 0為試件直徑）時(shí)的伸長(zhǎng)為試件直徑）時(shí)的伸長(zhǎng)率。對(duì)同一種鋼材，率。對(duì)同一種鋼材，55應(yīng)大于應(yīng)大于1010。第11頁(yè)/共58頁(yè)第十一頁(yè)，共59頁(yè)。2. 2. 冷彎性能冷彎性能 冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。曲

11、變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。 冷彎性能指標(biāo)是通過(guò)冷彎性能指標(biāo)是通過(guò)(tnggu)(tnggu)試試件被彎曲的角度（件被彎曲的角度（9090、180180）及彎）及彎心直徑心直徑 對(duì)試件厚度（或直徑）對(duì)試件厚度（或直徑）a a的比的比值（值（/a/a）區(qū)分的，試件按規(guī)定的彎曲）區(qū)分的，試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行試驗(yàn)，試件彎曲處的角和彎心直徑進(jìn)行試驗(yàn)，試件彎曲處的外表面無(wú)裂斷、裂縫或起層，即認(rèn)為冷外表面無(wú)裂斷、裂縫或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。彎性能合格。第12頁(yè)/共58頁(yè)第十二頁(yè)，共59頁(yè)。3. 3. 沖擊韌性沖擊韌性 沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。

12、沖擊韌性指標(biāo)是通過(guò)能力。沖擊韌性指標(biāo)是通過(guò)(tnggu)(tnggu)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)確定的。以準(zhǔn)試件的彎曲沖擊韌性試驗(yàn)確定的。以擺錘打擊試件，于刻槽處將其打斷，試擺錘打擊試件，于刻槽處將其打斷，試件單位截面積上所消耗的功，即為鋼材件單位截面積上所消耗的功，即為鋼材的沖擊韌性指標(biāo)，用沖擊韌性的沖擊韌性指標(biāo)，用沖擊韌性akak（/cm2/cm2）表示。）表示。akak值愈大，沖擊韌性愈好。值愈大，沖擊韌性愈好。第13頁(yè)/共58頁(yè)第十三頁(yè)，共59頁(yè)。鋼材鋼材(gngci)(gngci)的化學(xué)成分、組織的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度都會(huì)影狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度都會(huì)影響鋼材響鋼

13、材(gngci)(gngci)的沖擊韌性。試的沖擊韌性。試驗(yàn)表明，沖擊韌性隨溫度的降低而驗(yàn)表明，沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是開(kāi)始下降緩和，當(dāng)下降，其規(guī)律是開(kāi)始下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材(gngci)(gngci)的冷脆性。的冷脆性。第14頁(yè)/共58頁(yè)第十四頁(yè)，共59頁(yè)。 發(fā)生冷脆時(shí)的溫度稱為臨界溫度，其數(shù)值愈低，說(shuō)明鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)( jigu)，應(yīng)當(dāng)選用脆性臨界溫度較工作溫度為低的鋼材。 隨時(shí)間的延長(zhǎng)而表現(xiàn)出強(qiáng)度提高，塑性和沖擊韌性下降的現(xiàn)象稱為時(shí)效。完

14、成時(shí)效變化的過(guò)程可達(dá)數(shù)十年，但是鋼材如經(jīng)受冷加工變形，或使用中經(jīng)受震動(dòng)和反復(fù)荷載的影響，時(shí)效可迅速發(fā)展。因時(shí)效而導(dǎo)致性能改變的程度稱為時(shí)效敏感性，對(duì)于承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)( jigu)應(yīng)該選用時(shí)效敏感性小的鋼材。第15頁(yè)/共58頁(yè)第十五頁(yè)，共59頁(yè)。 4. 4. 硬度硬度 鋼材的硬度是指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。常鋼材的硬度是指其表面局部體積內(nèi)抵抗外物壓入產(chǎn)生塑性變形的能力。常用用(chn yn)(chn yn)的測(cè)定硬度的方法有布氏法和洛氏法。的測(cè)定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 布氏法的測(cè)定原理是利用直徑為（）的淬火鋼球，以布氏法的測(cè)定原理是利用直徑為（）的淬火鋼球，以P

15、P（）的荷（）的荷載將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時(shí)間后卸除荷載，即得到直徑為（）載將其壓入試件表面，經(jīng)規(guī)定的持續(xù)時(shí)間后卸除荷載，即得到直徑為（）的壓痕，以壓痕表面積（）除荷載，所得的應(yīng)力值即為試件的布氏硬的壓痕，以壓痕表面積（）除荷載，所得的應(yīng)力值即為試件的布氏硬度值，以數(shù)字表示，不帶單位。度值，以數(shù)字表示，不帶單位。 洛氏法測(cè)定的原理與布氏法相似，但系洛氏法測(cè)定的原理與布氏法相似，但系根據(jù)壓頭壓入試件的深度來(lái)表示硬度值，洛氏法壓痕很小，常用根據(jù)壓頭壓入試件的深度來(lái)表示硬度值，洛氏法壓痕很小，常用(chn yn)(chn yn)于判定工件的熱處理效果。于判定工件的熱處理效果。第16頁(yè)/共58

16、頁(yè)第十六頁(yè)，共59頁(yè)。 5. 5. 耐疲勞性耐疲勞性 在反復(fù)荷載作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，鋼材往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生斷在反復(fù)荷載作用下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，鋼材往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度時(shí)發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞破壞的危險(xiǎn)應(yīng)力用疲勞極限來(lái)表示，裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞破壞的危險(xiǎn)應(yīng)力用疲勞極限來(lái)表示，它是指疲勞試驗(yàn)中，試件在交變應(yīng)力作用下，于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂它是指疲勞試驗(yàn)中，試件在交變應(yīng)力作用下，于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應(yīng)力。所能承受的最大應(yīng)力。 一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的，因此，鋼材的疲勞極限與一般認(rèn)為，鋼材的疲勞破壞是由拉應(yīng)力引起的

17、，因此，鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān)，一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。由于疲勞裂紋是在應(yīng)其抗拉強(qiáng)度有關(guān)，一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。由于疲勞裂紋是在應(yīng)力集中力集中(jzhng)(jzhng)處形成和發(fā)展的，故鋼材的疲勞極限不僅與其內(nèi)部組織有關(guān)，處形成和發(fā)展的，故鋼材的疲勞極限不僅與其內(nèi)部組織有關(guān)，也和表面質(zhì)量有關(guān)。也和表面質(zhì)量有關(guān)。第17頁(yè)/共58頁(yè)第十七頁(yè)，共59頁(yè)。 6. 6. 焊接性能焊接性能 鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。影響鋼材鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。影響鋼材可焊性的主要可焊性的主要(zhyo)(zhyo)因素是

18、化學(xué)成分及含量。如硫產(chǎn)生熱脆性，使焊縫處因素是化學(xué)成分及含量。如硫產(chǎn)生熱脆性，使焊縫處產(chǎn)生硬脆及熱裂紋。又如，含碳量超過(guò)產(chǎn)生硬脆及熱裂紋。又如，含碳量超過(guò)0.30.3，可焊性顯著下降等。，可焊性顯著下降等。第18頁(yè)/共58頁(yè)第十八頁(yè)，共59頁(yè)。 第三節(jié)第三節(jié) 鋼材的化學(xué)成分及晶體組織鋼材的化學(xué)成分及晶體組織 1. 1. 鋼材的化學(xué)成分及對(duì)性能的影響鋼材的化學(xué)成分及對(duì)性能的影響 鋼材的化學(xué)成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還鋼材的化學(xué)成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素。需考慮氧、氮及各種合金元素。 （1 1）碳：土木工程用鋼材含碳量不大

19、于）碳：土木工程用鋼材含碳量不大于0.80.8。在此范圍內(nèi)，隨著鋼中碳。在此范圍內(nèi)，隨著鋼中碳含量的提高，強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性則相應(yīng)降低，碳還可顯著含量的提高，強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性則相應(yīng)降低，碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時(shí)效降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時(shí)效(shxio)(shxio)敏感性，降低抗大氣敏感性，降低抗大氣銹蝕性。銹蝕性。 第19頁(yè)/共58頁(yè)第十九頁(yè)，共59頁(yè)。（2 2）硅：當(dāng)硅在鋼中的含量較低）硅：當(dāng)硅在鋼中的含量較低（小于（小于1%1%）時(shí)，可提高鋼材的強(qiáng)度，）時(shí)，可提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性和韌性影響不明顯。而對(duì)塑性和韌性影響不明顯

20、。（）錳：錳是我國(guó)低合金鋼的主（）錳：錳是我國(guó)低合金鋼的主加合金元素，錳含量一般加合金元素，錳含量一般(ybn)(ybn)在在1%1%范圍內(nèi)，它的作用主要范圍內(nèi)，它的作用主要是使強(qiáng)度提高，錳還能消減硫和氧是使強(qiáng)度提高，錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質(zhì)改善。質(zhì)改善。第20頁(yè)/共58頁(yè)第二十頁(yè)，共59頁(yè)。 （）硫：硫是很有害元素。呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，具有強(qiáng)烈的偏析作用，降低各種機(jī)械性能。硫化物造成的低熔點(diǎn)使鋼在焊接時(shí)易于產(chǎn)生熱裂紋(li wn)，顯著降低可焊性。 （）磷：為有害元素，含量提高，鋼材的強(qiáng)度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈

21、低，對(duì)韌性和塑性的影響愈大，磷在鋼中的偏析作用強(qiáng)烈，使鋼材冷脆性增大，并顯著降低鋼材的可焊性。第21頁(yè)/共58頁(yè)第二十一頁(yè)，共59頁(yè)。 磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。 （）氧：為有害元素。主要存在于非金屬夾雜物內(nèi)，可降低鋼的機(jī)械性能，特別是韌（）氧：為有害元素。主要存在于非金屬夾雜物內(nèi)，可降低鋼的機(jī)械性能，特別是韌性，氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用，氧化物造成性，氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用，氧化物造成(zo chn)(zo chn)的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊形變差。的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊形變差。

22、（）氮：氮對(duì)鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似，使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯（）氮：氮對(duì)鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似，使鋼材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯著下降。氮可加劇鋼材的時(shí)效敏感性和冷脆性，降低可焊性。著下降。氮可加劇鋼材的時(shí)效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 第22頁(yè)/共58頁(yè)第二十二頁(yè)，共59頁(yè)。在有鋁、妮、釩等的配合下，氮可在有鋁、妮、釩等的配合下，氮可作 為 低 合 金 鋼 的 合 金 元 素 使 用作 為 低 合 金 鋼 的 合 金 元 素 使 用(shyng)(shyng)。 （）鈦：鈦是強(qiáng)脫氧劑。它能顯（）鈦：鈦是強(qiáng)脫氧劑。它能顯著提高強(qiáng)度，改善韌性和可焊性，著提高強(qiáng)度，改善韌性和可

23、焊性，減少時(shí)效傾向，是常用的合金元素。減少時(shí)效傾向，是常用的合金元素。 （）釩：釩是強(qiáng)的碳化物和氮化（）釩：釩是強(qiáng)的碳化物和氮化物形成元素。能有效提高強(qiáng)度，并物形成元素。能有效提高強(qiáng)度，并能減少時(shí)效傾向，但增加焊接時(shí)的能減少時(shí)效傾向，但增加焊接時(shí)的淬硬傾向。淬硬傾向。第23頁(yè)/共58頁(yè)第二十三頁(yè)，共59頁(yè)。 2. 2. 鋼材的晶體組織鋼材的晶體組織 鋼是鐵碳合金晶體。晶體結(jié)構(gòu)中各個(gè)原子是以金屬鍵相結(jié)合的，這是鋼材具鋼是鐵碳合金晶體。晶體結(jié)構(gòu)中各個(gè)原子是以金屬鍵相結(jié)合的，這是鋼材具有較高強(qiáng)度和良好塑性的基礎(chǔ)。原子在晶粒中排列的規(guī)律不同可以形成不同的晶有較高強(qiáng)度和良好塑性的基礎(chǔ)。原子在晶粒中排列的

24、規(guī)律不同可以形成不同的晶格，如體心立方晶格是原子排列在一個(gè)正六面體的中心和各個(gè)頂點(diǎn)而構(gòu)成的空間格，如體心立方晶格是原子排列在一個(gè)正六面體的中心和各個(gè)頂點(diǎn)而構(gòu)成的空間(kngjin)(kngjin)格子；面心立方體晶格是原子排列在一個(gè)正六面體的各個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)格子；面心立方體晶格是原子排列在一個(gè)正六面體的各個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面的中心而構(gòu)成的空間面的中心而構(gòu)成的空間(kngjin)(kngjin)格子。鐵和碳兩種元素可以不同的形態(tài)存在，格子。鐵和碳兩種元素可以不同的形態(tài)存在，這種形態(tài)稱為晶體組織。這種形態(tài)稱為晶體組織。第24頁(yè)/共58頁(yè)第二十四頁(yè)，共59頁(yè)。 2.2 2.2 鋼的基本晶體組織鋼的基本晶體組

25、織 碳素鋼冶煉時(shí)在鋼水冷卻過(guò)程中，其碳素鋼冶煉時(shí)在鋼水冷卻過(guò)程中，其FeFe和有以下三種結(jié)合形式：和有以下三種結(jié)合形式： 固溶體固溶體鐵（鐵（FeFe）中固溶著微量的碳）中固溶著微量的碳(C)(C)； 化合物化合物鐵和碳結(jié)合成化合物鐵和碳結(jié)合成化合物Fe3Fe3； 機(jī)械混合物機(jī)械混合物固溶體和化合物的混合物。固溶體和化合物的混合物。 以上三種形式的以上三種形式的FeFe合金，于一定條件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體，稱為合金，于一定條件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體，稱為鋼的組織，在顯微鏡下能觀察到它們的微觀鋼的組織，在顯微鏡下能觀察到它們的微觀(wigun)(wigun)形貌圖像，故也稱顯微組織

26、。形貌圖像，故也稱顯微組織。第25頁(yè)/共58頁(yè)第二十五頁(yè)，共59頁(yè)。 鋼的基本組織主要有以下幾種：鋼的基本組織主要有以下幾種： （）鐵素體（）鐵素體 鋼材中的鐵素體為在鋼材中的鐵素體為在一一FeFe中的固溶體，由于中的固溶體，由于一一FeFe體心體心(t xn)(t xn)立方晶格的立方晶格的原子間空隙小，溶碳能力較差，故鐵素體含量很少（小于原子間空隙小，溶碳能力較差，故鐵素體含量很少（小于0.020.02），由此決定其塑性、），由此決定其塑性、韌性很好，但強(qiáng)度、硬度很低。韌性很好，但強(qiáng)度、硬度很低。 （）奧氏體（）奧氏體 奧氏體為在奧氏體為在一一FeFe中的固溶體，溶碳能力較強(qiáng)，高溫時(shí)含碳量

27、可達(dá)中的固溶體，溶碳能力較強(qiáng)，高溫時(shí)含碳量可達(dá)2.062.06，低，低溫時(shí)下降至溫時(shí)下降至0.80.8。其強(qiáng)度、硬度不高，但塑性好，在高溫下易于軋制成型。其強(qiáng)度、硬度不高，但塑性好，在高溫下易于軋制成型。 第26頁(yè)/共58頁(yè)第二十六頁(yè)，共59頁(yè)。（）滲碳體（）滲碳體 滲碳體為鐵和碳的化合物滲碳體為鐵和碳的化合物Fe3C Fe3C ，其，其含量高（達(dá)含量高（達(dá)6.676.67），晶體結(jié)構(gòu)復(fù)），晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑性差，性硬脆，抗拉強(qiáng)度雜，塑性差，性硬脆，抗拉強(qiáng)度(kn (kn l qin d)l qin d)低。低。 （）珠光體（）珠光體 珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械珠光體為鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合

28、物，含量較低（混合物，含量較低（0.80.8），層狀），層狀結(jié)構(gòu)，塑性較好，強(qiáng)度和硬度較高。結(jié)構(gòu)，塑性較好，強(qiáng)度和硬度較高。第27頁(yè)/共58頁(yè)第二十七頁(yè)，共59頁(yè)。 第第4 4節(jié)節(jié). . 鋼材的冷加工和熱處理鋼材的冷加工和熱處理 1. 1. 鋼材的冷加工鋼材的冷加工 將鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服將鋼材在常溫下進(jìn)行冷拉、冷拔或冷軋，使產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度，這個(gè)過(guò)程強(qiáng)度，這個(gè)過(guò)程(guchng)(guchng)稱為鋼材的冷加工強(qiáng)化。稱為鋼材的冷加工強(qiáng)化。 冷加工強(qiáng)化的原理是：鋼材在塑性變形中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格冷加工強(qiáng)化的原理是：鋼材在塑性變形

29、中晶格的缺陷增多，而缺陷的晶格嚴(yán)重畸變，對(duì)晶格的進(jìn)一步滑移將起到阻礙作用，故鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性嚴(yán)重畸變，對(duì)晶格的進(jìn)一步滑移將起到阻礙作用，故鋼材的屈服點(diǎn)提高，塑性和韌性降低。由于塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故鋼材的彈性模量降低。和韌性降低。由于塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，故鋼材的彈性模量降低。第28頁(yè)/共58頁(yè)第二十八頁(yè)，共59頁(yè)。 工地或預(yù)制廠鋼筋混凝土施工中常利用這一原理，對(duì)鋼筋或低碳鋼盤條按一定制度進(jìn)行冷拉或冷拔加工，以提高屈服強(qiáng)度。 將經(jīng)過(guò)冷拉的鋼筋于常溫下存放1520，或加熱到100200并保持一段時(shí)間，這個(gè)過(guò)程稱為(chn wi)時(shí)效處理。前者稱為(chn wi)自然時(shí)效，后者稱為(chn

30、 wi)人工時(shí)效。 第29頁(yè)/共58頁(yè)第二十九頁(yè)，共59頁(yè)。 冷拉以后再經(jīng)過(guò)冷拉以后再經(jīng)過(guò)(jnggu)(jnggu)時(shí)效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度稍時(shí)效處理的鋼筋，其屈服點(diǎn)進(jìn)一步提高，抗拉強(qiáng)度稍見(jiàn)增長(zhǎng)，塑性繼續(xù)有所降低。由于時(shí)效過(guò)程中應(yīng)力的消減，故彈性模量可基本見(jiàn)增長(zhǎng)，塑性繼續(xù)有所降低。由于時(shí)效過(guò)程中應(yīng)力的消減，故彈性模量可基本恢復(fù)。恢復(fù)。 鋼材產(chǎn)生時(shí)效的主要原因是，溶于鋼材產(chǎn)生時(shí)效的主要原因是，溶于一一FeFe中的碳、氮原子，向晶格缺陷處中的碳、氮原子，向晶格缺陷處移動(dòng)和集中的速度大為加快，這將使滑移面缺陷處碳、氮原子富集，使晶格畸移動(dòng)和集中的速度大為加快，這將使滑移面缺陷處

31、碳、氮原子富集，使晶格畸變加劇，造成其滑移、變形更為困難，因而強(qiáng)度進(jìn)一步提高，塑性和韌性則進(jìn)變加劇，造成其滑移、變形更為困難，因而強(qiáng)度進(jìn)一步提高，塑性和韌性則進(jìn)一步降低，而彈性模量則基本恢復(fù)。一步降低，而彈性模量則基本恢復(fù)。第30頁(yè)/共58頁(yè)第三十頁(yè)，共59頁(yè)。 2. 2. 鋼材的熱處理鋼材的熱處理 按照按照(nzho)(nzho)一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時(shí)一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時(shí)間，再以一定的速度和方式進(jìn)行冷卻，以使鋼材內(nèi)部晶體組織和顯微結(jié)構(gòu)按要求進(jìn)行改間，再以一定的速度和方式進(jìn)行冷卻，以使鋼材內(nèi)部晶體組織和顯微結(jié)構(gòu)按要求進(jìn)行

32、改變，或者消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，從而獲得人們所需求的機(jī)械力學(xué)性能，這一過(guò)程就稱為鋼變，或者消除鋼中的內(nèi)應(yīng)力，從而獲得人們所需求的機(jī)械力學(xué)性能，這一過(guò)程就稱為鋼材的熱處理。材的熱處理。 鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法：鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法： ( () ) 淬火。將鋼材加熱至淬火。將鋼材加熱至723723（相變溫度）以上某一溫度，并保持一定時(shí)間后，迅（相變溫度）以上某一溫度，并保持一定時(shí)間后，迅速置于水中或機(jī)油中冷卻，這個(gè)過(guò)程稱鋼材的淬火處理。鋼材經(jīng)淬火后，強(qiáng)度和硬度提速置于水中或機(jī)油中冷卻，這個(gè)過(guò)程稱鋼材的淬火處理。鋼材經(jīng)淬火后，強(qiáng)度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低。高，脆

33、性增大，塑性和韌性明顯降低。第31頁(yè)/共58頁(yè)第三十一頁(yè)，共59頁(yè)。( () ) 回火。將淬火后的鋼材重新加熱到回火。將淬火后的鋼材重新加熱到723723以下某一溫度范圍，保溫一定時(shí)間以下某一溫度范圍，保溫一定時(shí)間后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一過(guò)程稱為回火處理。回火可消除鋼材淬過(guò)程稱為回火處理?；鼗鹂上摬拇慊饡r(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使其硬度降低，恢火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使其硬度降低，恢復(fù)塑性和韌性。回火溫度愈高，鋼材硬復(fù)塑性和韌性。回火溫度愈高，鋼材硬度下降愈多，塑性和韌性等性能均得以度下降愈多，塑性和韌性等性能均得以改善。若鋼材淬火后隨即進(jìn)行高溫回火改善。若鋼材

34、淬火后隨即進(jìn)行高溫回火處理，則稱調(diào)質(zhì)處理，則稱調(diào)質(zhì)(dio zh)(dio zh)處理，其目處理，其目的是使鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性等性能的是使鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性等性能均得以改善。均得以改善。第32頁(yè)/共58頁(yè)第三十二頁(yè)，共59頁(yè)。（）退火。退火是指將鋼材加熱至（）退火。退火是指將鋼材加熱至723723以上某一溫度，保持相當(dāng)時(shí)間后，以上某一溫度，保持相當(dāng)時(shí)間后，在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材中的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，材中的內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高(t (t go)go)。（）正火。是將鋼

35、材加熱到（）正火。是將鋼材加熱到723723以以上某一溫度，并保持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，然上某一溫度，并保持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，然后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細(xì)小的顯微組織。鋼材正火后強(qiáng)度和細(xì)小的顯微組織。鋼材正火后強(qiáng)度和硬度提高硬度提高(t go)(t go)，塑性較退火為小，塑性較退火為小第33頁(yè)/共58頁(yè)第三十三頁(yè)，共59頁(yè)。第五節(jié)第五節(jié) 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1. 1. 建筑鋼材的主要鋼種建筑鋼材的主要鋼種(gngzhng)(gngzhng)（1 1）碳素結(jié)構(gòu)鋼）碳素結(jié)構(gòu)鋼按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB700-88GB700-88規(guī)定，我國(guó)碳素規(guī)定，我國(guó)碳素結(jié)

36、構(gòu)鋼分五個(gè)牌號(hào)，即結(jié)構(gòu)鋼分五個(gè)牌號(hào)，即195195、Q215Q215、Q235Q235、Q255Q255和和Q275Q275。各牌號(hào)鋼又按其。各牌號(hào)鋼又按其硫、磷含量由多至少分為、硫、磷含量由多至少分為、四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。第34頁(yè)/共58頁(yè)第三十四頁(yè)，共59頁(yè)。碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示按順序由代表屈碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)表示按順序由代表屈服點(diǎn)的字母（服點(diǎn)的字母（Q Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（）、屈服點(diǎn)數(shù)值（/mm2/mm2）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)(A(A、B B、C C、D)D)、脫氧程度符號(hào)脫氧程度符號(hào)(F(F、B B、Z Z、TZ)TZ)等四部分等四部分組成。例如組成。例如Q235-A.F

37、.Q235-A.F.，它表示：屈服，它表示：屈服點(diǎn)為點(diǎn)為235N235N2 2的平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶的平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉煉(ylin)(ylin)的級(jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)?shù)募?jí)沸騰碳素結(jié)構(gòu)鋼。當(dāng)為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，則牌號(hào)表示為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼時(shí)，則牌號(hào)表示“”與與“Z”Z”符號(hào)可予以省略。符號(hào)可予以省略。 碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能指標(biāo)規(guī)定見(jiàn)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能指標(biāo)規(guī)定見(jiàn)表表2-1(“2-1(“土木工程材料土木工程材料”P36”P36表表2-2)2-2)所所示。示。第35頁(yè)/共58頁(yè)第三十五頁(yè)，共59頁(yè)。表表2 1 碳碳 素素 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 鋼鋼 的的 力力 學(xué)學(xué) 性性 能能 拉拉 伸伸 試試 驗(yàn)驗(yàn) 沖

38、沖 擊擊 試試 驗(yàn)驗(yàn) 屈屈 服服 點(diǎn)點(diǎn) 伸伸 長(zhǎng)長(zhǎng) 率率 鋼鋼 材材 厚厚 度度 （ 直直 徑徑 ） 鋼鋼 材材 厚厚 度度 （ 直直 徑徑 ） 1 1 6 6 1 1 6 6 4 4 0 0 4 4 0 0 6 6 0 0 6 6 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 6 6 1 1 6 6 4 4 0 0 4 4 0 0 6 6 0 0 6 6 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 5 5 0 0 1 1 5 5 0 0 溫溫 度度 C 型型 沖沖 擊擊 功功 (縱縱 向向 ) /J 牌牌

39、號(hào)號(hào) 等等 級(jí)級(jí) 不不 小小 于于 抗抗 拉拉 強(qiáng)強(qiáng) 度度 b N / m m2 不不 小小 于于 不不 小小 于于 Q 1 9 5 1 9 5 1 8 5 3 1 5 4 3 0 3 3 3 2 A Q 2 1 5 B 2 1 5 2 0 5 1 9 5 1 8 5 1 7 5 1 6 5 3 3 5 4 5 0 3 1 3 0 2 9 2 8 2 7 2 6 2 0 2 7 A B 2 0 C 0 Q 2 3 5 D 2 3 5 2 2 5 2 1 5 2 0 5 1 9 5 1 8 5 3 7 5 5 0 0 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 2 7 A Q 2 5

40、 5 B 2 2 5 2 4 5 2 3 5 2 2 5 2 1 5 2 0 5 4 1 0 5 5 0 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 2 0 2 7 Q 2 7 5 2 7 5 2 6 5 2 5 5 2 4 5 2 3 5 2 2 5 4 9 0 6 3 0 2 0 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 第36頁(yè)/共58頁(yè)第三十六頁(yè)，共59頁(yè)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分，包國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分，包括括C C、SiSi、MnMn、S S、P P五大元素，按質(zhì)量五大元素，按質(zhì)量等級(jí)及脫氧方法也分別提出了要求。等級(jí)及脫氧方法也分別提出了要求。（2 2）低合金結(jié)構(gòu)

41、鋼）低合金結(jié)構(gòu)鋼 在碳素鋼的基礎(chǔ)在碳素鋼的基礎(chǔ)(jch)(jch)上，加入上，加入總量小于的合金元素?zé)挸傻匿?，稱總量小于的合金元素?zé)挸傻匿摚Q為低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，簡(jiǎn)稱低合金結(jié)為低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼，簡(jiǎn)稱低合金結(jié)構(gòu)鋼。常用的合金元素有硅、錳、鈦、構(gòu)鋼。常用的合金元素有硅、錳、鈦、釩、鉻、鎳、銅等。釩、鉻、鎳、銅等。 第37頁(yè)/共58頁(yè)第三十七頁(yè)，共59頁(yè)。按照低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（按照低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（GBGBT15911994T15911994）規(guī)定共分）規(guī)定共分2020個(gè)鋼號(hào)。牌個(gè)鋼號(hào)。牌號(hào)由代表鋼材屈服強(qiáng)度的字母號(hào)由代表鋼材屈服強(qiáng)度的字母“”、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（、屈服強(qiáng)度數(shù)值、質(zhì)

42、量等級(jí)符號(hào)（、）三個(gè)部分按順序組成。、）三個(gè)部分按順序組成。 例如例如(lr)(lr)：Q295AQ295A，表示屈服強(qiáng)，表示屈服強(qiáng)度為不小于度為不小于295MPa295MPa，質(zhì)量等級(jí)為級(jí)，質(zhì)量等級(jí)為級(jí)的低合金結(jié)構(gòu)鋼。的低合金結(jié)構(gòu)鋼。第38頁(yè)/共58頁(yè)第三十八頁(yè)，共59頁(yè)。 2. 2. 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼 (1) (1) 熱軋鋼筋熱軋鋼筋 根據(jù)表面特征不同，熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和根據(jù)表面特征不同，熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。根據(jù)強(qiáng)度帶肋鋼筋。根據(jù)強(qiáng)度(qingd)(qingd)的高低，熱軋鋼筋又的高低，熱軋鋼筋又分為不同的強(qiáng)度分為不同的強(qiáng)度(qingd)(qingd)等

43、級(jí)，各強(qiáng)度等級(jí)，各強(qiáng)度(qingd)(qingd)等級(jí)熱軋鋼筋的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表等級(jí)熱軋鋼筋的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2-2 (“2-2 (“土木工程材土木工程材料料”P39”P39表表2-6) 2-6) 。我國(guó)熱軋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，按屈服強(qiáng)度。我國(guó)熱軋鋼筋標(biāo)準(zhǔn)，按屈服強(qiáng)度(qingd)(qingd)、抗拉強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度(qingd)(qingd)等力學(xué)性能分為等力學(xué)性能分為I IIVIV級(jí)，四個(gè)強(qiáng)度級(jí)，四個(gè)強(qiáng)度(qingd)(qingd)等級(jí)的鋼筋中，除等級(jí)的鋼筋中，除I I級(jí)鋼筋為低碳鋼外，其余三級(jí)熱軋帶肋鋼筋均為低級(jí)鋼筋為低碳鋼外，其余三級(jí)熱軋帶肋鋼筋均為低合金鋼。其牌號(hào)由合金鋼。其牌號(hào)由HRBHRB和規(guī)定屈服

44、強(qiáng)度和規(guī)定屈服強(qiáng)度(qingd)(qingd)最最小值構(gòu)成。、分別為熱軋、肋、鋼筋的英小值構(gòu)成。、分別為熱軋、肋、鋼筋的英文名稱的第一個(gè)字母。文名稱的第一個(gè)字母。 第39頁(yè)/共58頁(yè)第三十九頁(yè)，共59頁(yè)。表 22 鋼筋混凝土用熱軋鋼筋的力學(xué)性能與冷彎性能 （GB/T7011997、GB14991998） 屈服點(diǎn) s MPa 抗拉強(qiáng)度 b MPa 伸長(zhǎng)率 5 % 表面 形狀 鋼筋 級(jí)別 強(qiáng)度 等級(jí) 代號(hào) 牌號(hào) 公稱直徑 (mm) 不小于 冷彎 d彎心直徑 a鋼筋公稱直徑 光圓 I R235 Q235 820 235 370 25 180d=a 625 180d=3a II RL335 HRB33

45、5 2850 335 490 16 d=4a 625 180d=4a III RL400 HRB400 2850 400 570 14 d=4a 625 180d=6a 帶 助 鋼 筋 IV RL540 HRB500 2850 500 630 12 d=7a 第40頁(yè)/共58頁(yè)第四十頁(yè)，共59頁(yè)。（2 2）鋼筋混凝土用冷拉鋼筋）鋼筋混凝土用冷拉鋼筋 為了提高鋼筋的強(qiáng)度及節(jié)約鋼筋，為了提高鋼筋的強(qiáng)度及節(jié)約鋼筋，工地上常按施工規(guī)程，控制一定的冷拉工地上常按施工規(guī)程，控制一定的冷拉應(yīng) 力 或 冷 拉 率 ， 對(duì) 熱 軋 鋼 筋 進(jìn) 行應(yīng) 力 或 冷 拉 率 ， 對(duì) 熱 軋 鋼 筋 進(jìn) 行(jnxng

46、)(jnxng)冷拉。冷拉鋼筋的力學(xué)性能應(yīng)冷拉。冷拉鋼筋的力學(xué)性能應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定的要求。冷拉后不得有裂符合規(guī)范規(guī)定的要求。冷拉后不得有裂紋、起層等現(xiàn)象。紋、起層等現(xiàn)象。 （3 3）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋 預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋是用預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋是用88、1010（）的熱軋帶肋鋼筋經(jīng)淬火和回（）的熱軋帶肋鋼筋經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理而成，代號(hào)為?；鸬日{(diào)質(zhì)處理而成，代號(hào)為。 第41頁(yè)/共58頁(yè)第四十一頁(yè)，共59頁(yè)。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)是：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的優(yōu)點(diǎn)是：強(qiáng)度高，可代替高強(qiáng)鋼絲使用；配筋強(qiáng)度高，可代替高強(qiáng)鋼絲使用；配筋根數(shù)少，節(jié)約鋼材

47、；錨固性好，不易根數(shù)少，節(jié)約鋼材；錨固性好，不易(b y)(b y)打滑，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定；施工打滑，預(yù)應(yīng)力值穩(wěn)定；施工簡(jiǎn)便，開(kāi)盤后鋼筋自然伸直，不需調(diào)簡(jiǎn)便，開(kāi)盤后鋼筋自然伸直，不需調(diào)直及焊接。主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝直及焊接。主要用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕，也用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及土軌枕，也用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。吊車梁等。第42頁(yè)/共58頁(yè)第四十二頁(yè)，共59頁(yè)。 （4 4）冷軋帶肋鋼筋）冷軋帶肋鋼筋 冷軋帶肋鋼筋是采用由普通低碳鋼或低合金鋼熱軋的圓盤條為母材，經(jīng)冷軋減徑冷軋帶肋鋼筋是采用由普通低碳鋼或低合金鋼熱軋的圓盤條為母材，經(jīng)冷軋減徑后在其表面冷軋成二面或三面有肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋是

48、熱軋圓盤鋼筋的深加后在其表面冷軋成二面或三面有肋的鋼筋。冷軋帶肋鋼筋是熱軋圓盤鋼筋的深加工產(chǎn)品，是一種新型工產(chǎn)品，是一種新型(xnxng)(xnxng)高效建筑鋼材。高效建筑鋼材。 冷軋帶肋鋼筋按抗拉強(qiáng)度分為冷軋帶肋鋼筋按抗拉強(qiáng)度分為5 5級(jí)，其代號(hào)為級(jí)，其代號(hào)為CRB550CRB550、CRB650 CRB650 、CRB800 CRB800 、CRB970 CRB970 、和、和CRB1170CRB1170，（，（CRBCRB為為Cold rolling ribbed steel bar)Cold rolling ribbed steel bar)，后面的數(shù)，后面的數(shù)字表示鋼筋抗拉強(qiáng)度等級(jí)

49、數(shù)值。字表示鋼筋抗拉強(qiáng)度等級(jí)數(shù)值。第43頁(yè)/共58頁(yè)第四十三頁(yè)，共59頁(yè)。冷軋帶肋鋼筋的公稱直徑范圍為冷軋帶肋鋼筋的公稱直徑范圍為- -1212。冷軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝。冷軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合表性能應(yīng)符合表2-72-7（P40)P40)的要求。的要求。（5 5）冷拔低碳鋼絲）冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲是將直徑為冷拔低碳鋼絲是將直徑為6.56.58 8的的Q235Q235熱軋盤條鋼筋經(jīng)冷拔加工而成。冷熱軋盤條鋼筋經(jīng)冷拔加工而成。冷拔低碳鋼絲分為甲、乙兩級(jí)，甲級(jí)絲適拔低碳鋼絲分為甲、乙兩級(jí)，甲級(jí)絲適用于作預(yù)應(yīng)力筋，乙級(jí)絲適用于作焊接用于作預(yù)應(yīng)力筋，乙級(jí)絲適用于作焊接網(wǎng)、焊接骨架

50、、箍筋和構(gòu)造鋼筋。其力網(wǎng)、焊接骨架、箍筋和構(gòu)造鋼筋。其力學(xué)性能應(yīng)符合有關(guān)學(xué)性能應(yīng)符合有關(guān)(yugun)(yugun)規(guī)定。規(guī)定。第44頁(yè)/共58頁(yè)第四十四頁(yè)，共59頁(yè)。 （6）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲及鋼絞線 大型預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，由于受力很大，常采用高強(qiáng)度鋼絲或鋼絞線作為主要受力鋼筋。預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)酸洗、冷拉或再經(jīng)回火(hu hu)處理等工藝制成，鋼鉸線是由根直徑為2.55.0的高強(qiáng)度鋼絲，鉸捻后經(jīng)一定熱處理清除內(nèi)應(yīng)力而制成。鉸捻方向一般為左捻。第45頁(yè)/共58頁(yè)第四十五頁(yè)，共59頁(yè)。| 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲分為冷拉鋼絲（代號(hào)）、矯直回火鋼絲（代號(hào)）和矯直回火刻痕鋼絲（代

51、號(hào)JK）三種。前二種其公稱直徑(zhjng)有 、三種，它們的抗拉強(qiáng)度b達(dá)1500MPa以上，屈服強(qiáng)度0.2可達(dá)1100MPa以上。| 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線直徑(zhjng)有9.0、12.0和15.0三種，整根破壞負(fù)荷可達(dá)220kN，屈服負(fù)荷可達(dá)187kN。鋼絞線主要用于大跨度、大負(fù)荷的后張法預(yù)應(yīng)力屋架、橋梁和薄腹梁等結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力筋。第46頁(yè)/共58頁(yè)第四十六頁(yè)，共59頁(yè)。 第六節(jié) 建筑鋼材的銹蝕與防止1 鋼材的銹蝕 鋼材的銹蝕是指其表面與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而遭到的破壞。 根據(jù)銹蝕作用的機(jī)理(j l)，鋼材的銹蝕可分為化學(xué)銹蝕和電化學(xué)銹蝕兩種： （）化學(xué)銹蝕 化學(xué)銹蝕是指鋼材直接與周圍介質(zhì)

52、發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的銹蝕。這種銹蝕多數(shù)是氧化作用，使鋼材表面形成疏松的氧化物。第47頁(yè)/共58頁(yè)第四十七頁(yè)，共59頁(yè)。（）電化學(xué)銹蝕（）電化學(xué)銹蝕 電化學(xué)銹蝕是指鋼材與電解質(zhì)溶液接電化學(xué)銹蝕是指鋼材與電解質(zhì)溶液接觸而產(chǎn)生電流，形成微電池而引起的銹觸而產(chǎn)生電流，形成微電池而引起的銹蝕。潮濕環(huán)境中的鋼材表面會(huì)被一層電蝕。潮濕環(huán)境中的鋼材表面會(huì)被一層電解質(zhì)水膜所覆蓋，而鋼材是由鐵素體、解質(zhì)水膜所覆蓋，而鋼材是由鐵素體、滲碳體及游離石墨等多種成分組成，由滲碳體及游離石墨等多種成分組成，由于這些成分的電極電位不同于這些成分的電極電位不同(b tn)(b tn)，首先，鋼的表面層在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成首先，鋼

53、的表面層在電解質(zhì)溶液中構(gòu)成以鐵素體為陽(yáng)極，以滲碳體為陰極的微以鐵素體為陽(yáng)極，以滲碳體為陰極的微電池。在陽(yáng)極，鐵失去電子成為電池。在陽(yáng)極，鐵失去電子成為Fe2+Fe2+進(jìn)進(jìn)入水膜；在陰極，溶于水膜中的氧被還入水膜；在陰極，溶于水膜中的氧被還原生成。原生成。第48頁(yè)/共58頁(yè)第四十八頁(yè)，共59頁(yè)。隨后兩者結(jié)合生成不溶于水的隨后兩者結(jié)合生成不溶于水的FeFe（OHOH）2 2，并進(jìn)一步氧化成為疏松，并進(jìn)一步氧化成為疏松易剝落的紅棕色鐵銹易剝落的紅棕色鐵銹FeFe（OHOH）3 3。由。由于鐵素體基體的逐漸銹蝕，鋼組織中于鐵素體基體的逐漸銹蝕，鋼組織中的滲碳體等暴露出來(lái)的越來(lái)越多，形的滲碳體等暴露出來(lái)

54、的越來(lái)越多，形成的微電池?cái)?shù)目也越來(lái)越多，鋼材的成的微電池?cái)?shù)目也越來(lái)越多，鋼材的銹蝕速度銹蝕速度(sd)(sd)愈益加速。愈益加速。第49頁(yè)/共58頁(yè)第四十九頁(yè)，共59頁(yè)。|2 2 防止鋼材銹蝕的措施防止鋼材銹蝕的措施| 鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等。鋼結(jié)構(gòu)防止銹蝕的方法通常是采用表面刷漆。常用底漆有紅丹、環(huán)氧富鋅漆、鐵紅環(huán)氧底漆等。面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅等措施。面漆有調(diào)和漆、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁鋼材可采用熱浸鍍鋅等措施。| 混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和所處混凝土配筋的防銹措施，根據(jù)結(jié)構(gòu)的性

55、質(zhì)和所處(su ch)(su ch)環(huán)境條件等，主要是保證混凝土的環(huán)境條件等，主要是保證混凝土的密實(shí)、保證足夠的保護(hù)層厚度、限制氯鹽外加劑的摻加量和保證混凝土一定的堿度等，還可摻用阻密實(shí)、保證足夠的保護(hù)層厚度、限制氯鹽外加劑的摻加量和保證混凝土一定的堿度等，還可摻用阻銹劑。銹劑。| 鋼材的組織及化學(xué)成分是引起鋼材銹蝕的內(nèi)因。通過(guò)調(diào)整鋼的基本組織或加入某些合金元素，鋼材的組織及化學(xué)成分是引起鋼材銹蝕的內(nèi)因。通過(guò)調(diào)整鋼的基本組織或加入某些合金元素，可有效地提高鋼材的抗腐蝕能力。例如，煉鋼時(shí)在鋼中加入鉻、鎳等合金元素，可制得不銹鋼?？捎行У靥岣咪摬牡目垢g能力。例如，煉鋼時(shí)在鋼中加入鉻、鎳等合金元素

56、，可制得不銹鋼。第50頁(yè)/共58頁(yè)第五十頁(yè)，共59頁(yè)。|例2-1 從一批鋼筋中抽樣，并截取兩根鋼筋做拉伸試驗(yàn)，測(cè)得如下結(jié)果：屈服下限荷載分別為42.4、42.8kN; 抗拉極限荷載分別為62.0kN、63.4kN，鋼筋公稱直徑為12，標(biāo)距為60，拉斷時(shí)長(zhǎng)度(chngd)分別為70.6和71.4mm,評(píng)定其級(jí)別？說(shuō)明其利用率及使用中安全可靠程度如何？|解： 1. 鋼筋試樣屈服點(diǎn)為：|鋼筋試樣抗拉強(qiáng)度為：|b =(548+561)2 = 555 N/mm2MPaMPaAPMPaAPsss38523753943946108.423756104.42232231第51頁(yè)/共58頁(yè)第五十一頁(yè)，共59頁(yè)。

57、|鋼筋試樣伸長(zhǎng)率為：|=(17.7+19.0)2=18.4%|查表2-2知s1、s2均大于335N/mm2,|b1、b2均大于490N/mm2,|鋼筋試樣伸長(zhǎng)率均大于16%|故該鋼筋為II級(jí)鋼。|2.該鋼筋的屈強(qiáng)比為：|s/b=385/555=0.69|該II級(jí)鋼筋的屈強(qiáng)比在0.650.75范圍內(nèi)，表明(biomng)其利用率較高，使用中安全可靠度較好。第52頁(yè)/共58頁(yè)第五十二頁(yè)，共59頁(yè)。|例例2-2 2-2 為什么說(shuō)屈服點(diǎn)（為什么說(shuō)屈服點(diǎn)（ss）、抗拉強(qiáng)度（）、抗拉強(qiáng)度（bb）和伸長(zhǎng)率（）和伸長(zhǎng)率（）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性能指標(biāo)？能指標(biāo)？|解解|屈服點(diǎn)（屈服點(diǎn)（ss）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示鋼材在正常工作時(shí)承受應(yīng)力不超過(guò)）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示鋼材在正常工作時(shí)承受應(yīng)力不超過(guò)ss值；屈服點(diǎn)值；屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（與抗拉強(qiáng)度的比值（ssbb）稱為屈強(qiáng)比。它反映鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；伸長(zhǎng)率）稱為屈強(qiáng)比。它反映鋼材的利用率和使用中安全可靠程度；伸長(zhǎng)率（）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用