建筑金屬材料課件_10.11.25

1、第七章第七章 金屬材料金屬材料建筑材料建筑材料基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 建筑鋼材建筑鋼材一一鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響2 2 鋼材的基本晶體組織鋼材的基本晶體組織3 3 鋼材的成分對(duì)性能的影響鋼材的成分對(duì)性能的影響 第七章第七章 金屬材料金屬材料基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響1 1 鋼材的晶體結(jié)構(gòu)鋼材的晶體結(jié)構(gòu) 2 2 鋼材的基本晶體組織鋼材的基本晶體組織3 3 鋼材的成分對(duì)性能的影響鋼材的成分對(duì)性能的影響 第七章第七章 金屬材料金屬材料1 1 鋼材的晶體結(jié)構(gòu)鋼材的晶體結(jié)構(gòu) 鋼材和一切金屬材料一樣，也為晶

2、體結(jié)構(gòu)，它是鐵鋼材和一切金屬材料一樣，也為晶體結(jié)構(gòu)，它是鐵- -碳碳合金晶體，鋼的晶格有兩種構(gòu)架，即合金晶體，鋼的晶格有兩種構(gòu)架，即體心立方晶格體心立方晶格和和面心立面心立方晶格方晶格。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響體心立方晶格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)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)成的空間格子；頂點(diǎn)而構(gòu)成的空間格子；面心立方體晶格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)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)成的空間格子。和六個(gè)面的中心而構(gòu)成

3、的空間格子。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響u其晶體結(jié)構(gòu)中，各個(gè)原子以其晶體結(jié)構(gòu)中，各個(gè)原子以金屬鍵金屬鍵相互結(jié)合在一起，這種相互結(jié)合在一起，這種結(jié)合方式就決定了鋼材具有結(jié)合方式就決定了鋼材具有很高的強(qiáng)度和良好的塑性很高的強(qiáng)度和良好的塑性。u鋼材的晶格并不都是完好無(wú)缺地規(guī)則排列，而是存在許多鋼材的晶格并不都是完好無(wú)缺地規(guī)則排列，而是存在許多缺陷缺陷，它們將顯著地影響鋼材的性能，這是，它們將顯著地影響鋼材的性能，這是鋼材的實(shí)際強(qiáng)度鋼材的實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)比理論強(qiáng)度小遠(yuǎn)比理論強(qiáng)度小的根本原因。的根本原因。u其主要

4、的缺陷有三種：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。其主要的缺陷有三種：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷。液態(tài)鐵液態(tài)鐵 Fe Fe Fe Fe FeFe 體心立方體心立方 面心立方面心立方 體心立方體心立方13901390以上以上910910 13901390910910以下以下碳素鋼從碳素鋼從液態(tài)液態(tài)變成變成固態(tài)固態(tài)晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，隨著溫度的降晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，隨著溫度的降低，其晶格要發(fā)生兩次轉(zhuǎn)變。低，其晶格要發(fā)生兩次轉(zhuǎn)變。2.3.2 2.3.2 鋼材的基本晶體組織鋼材的基本晶體組織 鋼是以鐵（鋼是以鐵（FeFe）為主的）為主的Fe-CFe-C合金。合金。Fe-CFe-C合金于一合金于一定條件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體定條

5、件下能形成具有一定形態(tài)的聚合體，稱為，稱為鋼的組鋼的組織織，在顯微鏡下能觀察到它們的微觀形貌圖，在顯微鏡下能觀察到它們的微觀形貌圖像像( (見(jiàn)見(jiàn)下下圖圖) )，故也稱顯微組織。主要有，故也稱顯微組織。主要有鐵素體鐵素體、滲碳體滲碳體、珠珠光體光體和和奧氏體奧氏體。 片狀珠光體（片狀珠光體（10001000倍）倍） 針狀和塊狀鐵素體（針狀和塊狀鐵素體（100100倍）倍）第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鐵素體的晶體組織鋼材的晶體組織鋼材的晶體組織珠光體的晶體組織鐵素體和珠光體珠光體與滲碳體球狀珠光體鋼的

6、基本晶體組鋼的基本晶體組織織第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響名稱名稱含碳量含碳量/%/%結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)特征性能性能鐵素體鐵素體0.020.02碳在碳在 Fe Fe 中的固溶體中的固溶體塑性、韌性好；但塑性、韌性好；但強(qiáng)度、硬度低強(qiáng)度、硬度低奧氏體奧氏體0.80.8碳在碳在 Fe Fe 中的固溶體中的固溶體強(qiáng)度、硬度不高，強(qiáng)度、硬度不高，但塑性好但塑性好滲碳體滲碳體6.676.67鐵和碳的化合物鐵和碳的化合物FeFe3 3C C抗拉強(qiáng)度低，塑性抗拉強(qiáng)度低，塑性差，性硬脆，耐磨差，性硬脆，耐磨珠光體珠光體0

7、.80.8鐵素體和滲碳體的機(jī)械鐵素體和滲碳體的機(jī)械混合物混合物塑性較好，強(qiáng)度和塑性較好，強(qiáng)度和硬度較高硬度較高2.3.3 2.3.3 鋼材的成分對(duì)性能的影響鋼材的成分對(duì)性能的影響 除鐵、碳外，鋼材在冶煉過(guò)程中會(huì)從原料、燃除鐵、碳外，鋼材在冶煉過(guò)程中會(huì)從原料、燃料中引入一些其他元素。鋼材的成分對(duì)性能有重要料中引入一些其他元素。鋼材的成分對(duì)性能有重要影響。這些成分可分為兩類：影響。這些成分可分為兩類：第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響u一類能一類能改善優(yōu)化改善優(yōu)化鋼材的性能稱為鋼材的性能稱為合金元素合金元素

8、，主要，主要有有SiSi、MnMn、TiTi、V V、NbNb等；等；u另一類能另一類能劣化劣化鋼材的性能，屬鋼材的鋼材的性能，屬鋼材的雜質(zhì)雜質(zhì)，主要，主要有氧、硫、氮、磷等。有氧、硫、氮、磷等。 觀察與討論觀察與討論(1) (1) 碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響 (2) (2) 鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響(1) (1) 碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響 下圖是碳素鋼基本組織相對(duì)含量

9、與含碳量的關(guān)系下圖是碳素鋼基本組織相對(duì)含量與含碳量的關(guān)系。請(qǐng)分析。請(qǐng)分析低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼隨著含碳量的增加，其基本組織及性低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼隨著含碳量的增加，其基本組織及性能如何變化。能如何變化。 鐵碳合金的含碳量與晶體組織及性能之間的關(guān)系鐵碳合金的含碳量與晶體組織及性能之間的關(guān)系 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響討論討論(1) (1) 碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響碳素鋼中含碳量對(duì)其組織和性能的影響 建筑鋼材的含碳量不大于建筑鋼材的含碳量不大于0.80.8，即基本組織為即基本組織為鐵素體

10、和珠光體。從圖可見(jiàn)，隨含碳量增加，珠光體鐵素體和珠光體。從圖可見(jiàn)，隨含碳量增加，珠光體含量增加，而鐵素體則相應(yīng)減少。故高碳鋼的強(qiáng)度較含量增加，而鐵素體則相應(yīng)減少。故高碳鋼的強(qiáng)度較高，而塑性、韌性相應(yīng)較低。高，而塑性、韌性相應(yīng)較低。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響(2) (2) 鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能 請(qǐng)觀察請(qǐng)觀察下圖下圖，討論鋼材的實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度的，討論鋼材的實(shí)際強(qiáng)度與理論強(qiáng)度的關(guān)系。關(guān)系。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)

11、性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響討論討論(2) (2) 鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能鋼材的晶體結(jié)構(gòu)與性能 鋼材晶格中，有些平面上的原子較密集，結(jié)合鋼材晶格中，有些平面上的原子較密集，結(jié)合力較強(qiáng)。而面與面之間，則由于原子間距離較大，結(jié)力較強(qiáng)。而面與面之間，則由于原子間距離較大，結(jié)合力較弱。在外力作用下，晶格容易沿原子密集面產(chǎn)合力較弱。在外力作用下，晶格容易沿原子密集面產(chǎn)生相對(duì)滑移，故建筑鋼材塑性變形較大。生相對(duì)滑移，故建筑鋼材塑性變形較大。 從上面的動(dòng)畫(huà)可見(jiàn)，鋼材的晶格存在許多缺陷，從上面的動(dòng)畫(huà)可見(jiàn)，鋼材的晶格存在許多缺陷，如點(diǎn)缺陷、線缺陷及面缺陷，由于這些缺陷的存在，如點(diǎn)缺陷、線缺陷及面缺陷，

12、由于這些缺陷的存在，使晶格受力滑移時(shí)，不是理論上的整個(gè)滑移面上全部使晶格受力滑移時(shí)，不是理論上的整個(gè)滑移面上全部原子一起移動(dòng)，只是缺陷處局部移動(dòng)，故實(shí)際強(qiáng)度低原子一起移動(dòng)，只是缺陷處局部移動(dòng)，故實(shí)際強(qiáng)度低于理論強(qiáng)度。于理論強(qiáng)度。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響工程實(shí)例分析工程實(shí)例分析鋼結(jié)構(gòu)倒塌鋼結(jié)構(gòu)倒塌 現(xiàn)象現(xiàn)象 蘇聯(lián)某鋼鐵廠倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸廊道為鋼結(jié)構(gòu)，于某日倒蘇聯(lián)某鋼鐵廠倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸廊道為鋼結(jié)構(gòu)，于某日倒塌。經(jīng)檢查可知：桿件發(fā)生斷裂的位置在應(yīng)力集中處塌。經(jīng)檢查可知：桿件發(fā)生斷裂的位置在應(yīng)力集中處節(jié)點(diǎn)附近的整

13、塊母材上，桁架腹板和弦桿的焊接接頭節(jié)點(diǎn)附近的整塊母材上，桁架腹板和弦桿的焊接接頭均未破壞；全部斷口和拉斷處都很新鮮均未破壞；全部斷口和拉斷處都很新鮮, ,未發(fā)黑、無(wú)未發(fā)黑、無(wú)銹跡。所用鋼材為蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)銹跡。所用鋼材為蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)CTCT3 3號(hào)沸騰鋼。號(hào)沸騰鋼。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響原因分析原因分析 切取母材作化學(xué)成分分析可知切取母材作化學(xué)成分分析可知：其碳、硫含量均超過(guò)蘇聯(lián)其碳、硫含量均超過(guò)蘇聯(lián)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)焊接結(jié)構(gòu)所用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)焊接結(jié)構(gòu)所用CTCT3 3號(hào)沸騰鋼的碳硫含量規(guī)定。其中號(hào)沸騰鋼的碳

14、硫含量規(guī)定。其中5555的沸騰鋼中碳平均含量超過(guò)的沸騰鋼中碳平均含量超過(guò)0.220.22的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，破壞發(fā)生部的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，破壞發(fā)生部位附近含量達(dá)位附近含量達(dá)0.380.38；3232的試樣硫含量超過(guò)的試樣硫含量超過(guò)0.055 0.055 的標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在折斷部位達(dá)規(guī)定，在折斷部位達(dá)0.10.1。 碳對(duì)鋼的性能有重要的影響。碳含量增加，鋼強(qiáng)度、硬度碳對(duì)鋼的性能有重要的影響。碳含量增加，鋼強(qiáng)度、硬度增高，而塑性和韌性降低，且增大鋼的冷脆性，降低可焊性。增高，而塑性和韌性降低，且增大鋼的冷脆性，降低可焊性。而硫多數(shù)以而硫多數(shù)以FeSFeS形成存在，是強(qiáng)度較低、較脆的夾雜物，受力形成存在，是強(qiáng)度較

15、低、較脆的夾雜物，受力易引起應(yīng)力集中，降低鋼的強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，且對(duì)熱加工和焊易引起應(yīng)力集中，降低鋼的強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，且對(duì)熱加工和焊接不利，偏析亦嚴(yán)重。由于此鋼材不宜焊接，且使用的環(huán)境溫接不利，偏析亦嚴(yán)重。由于此鋼材不宜焊接，且使用的環(huán)境溫度較低度較低，這是導(dǎo)致工程質(zhì)量事故的主要原因。這是導(dǎo)致工程質(zhì)量事故的主要原因。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材一一 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響鋼材的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 1 1 冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化2 2 時(shí)效處理時(shí)效處理3 3 熱處理熱處理第第2 2章章 建筑金屬材料

16、建筑金屬材料1 1 冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化 將鋼材于常溫下進(jìn)行將鋼材于常溫下進(jìn)行冷拉冷拉、冷拔冷拔或或冷軋冷軋使其產(chǎn)使其產(chǎn)生塑性變形，從而提高生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度，降低塑性韌性，降低塑性韌性，這個(gè)過(guò)程稱為冷加工強(qiáng)化處理。這個(gè)過(guò)程稱為冷加工強(qiáng)化處理。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 將熱軋鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長(zhǎng)，使之產(chǎn)生將熱軋鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長(zhǎng)，使之產(chǎn)生一定的塑性變形稱之為冷拉。一定的塑性變形稱之為冷拉。鋼材用拉伸設(shè)備拉伸后能提高強(qiáng)度鋼材用拉伸設(shè)備拉伸后能提高強(qiáng)度, ,屈服點(diǎn)可提屈服點(diǎn)可提高高20%-25

17、%20%-25%。冷拉冷拉第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 將鋼筋通過(guò)硬質(zhì)合金拔絲?？讖?qiáng)行拉拔，使之將鋼筋通過(guò)硬質(zhì)合金拔絲?？讖?qiáng)行拉拔，使之不僅受拉、而且受擠壓以提高強(qiáng)度。每次冷拔不僅受拉、而且受擠壓以提高強(qiáng)度。每次冷拔斷面縮小應(yīng)為斷面縮小應(yīng)為10%10%以下，可多次冷拔以下，可多次冷拔, ,在這個(gè)過(guò)在這個(gè)過(guò)程中，屈服強(qiáng)度可提高程中，屈服強(qiáng)度可提高40-60%40-60%，效果好于冷拉。，效果好于冷拉。冷拔冷拔F冷拉示意圖冷拉示意圖 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加

18、工 將圓鋼在冷軋機(jī)上軋成斷面形狀規(guī)則的鋼筋，將圓鋼在冷軋機(jī)上軋成斷面形狀規(guī)則的鋼筋，可提高其強(qiáng)度與混凝土的粘結(jié)力?？商岣咂鋸?qiáng)度與混凝土的粘結(jié)力。冷軋冷軋冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化在土木工程中的應(yīng)用在土木工程中的應(yīng)用: :土木工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強(qiáng)化具有土木工程中大量使用的鋼筋采用冷加工強(qiáng)化具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。明顯的經(jīng)濟(jì)效益。減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面減小鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)截面減小混凝土中配筋數(shù)量減小混凝土中配筋數(shù)量節(jié)約建筑材料節(jié)約建筑材料2 2 時(shí)效處理時(shí)效處理 將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放將冷加工處理后的鋼筋，在常溫下存放151520 20 d d，或加熱至，或加熱至1001002

19、00200后保持一定時(shí)間（后保持一定時(shí)間（2 23h3h），），其其屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度進(jìn)一步提高，且進(jìn)一步提高，且抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度也提高，同時(shí)也提高，同時(shí)塑性和韌性塑性和韌性也進(jìn)一步降低，也進(jìn)一步降低，彈性模量彈性模量則基本恢復(fù)。則基本恢復(fù)。這個(gè)過(guò)程稱為這個(gè)過(guò)程稱為時(shí)效處理時(shí)效處理。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 時(shí)效處理方法有兩種：時(shí)效處理方法有兩種：1 1、自然時(shí)效自然時(shí)效：在常溫下存放：在常溫下存放151520d20d，適合用于低強(qiáng)度鋼筋；，適合用于低強(qiáng)度鋼筋；2 2、人工時(shí)效人工時(shí)效：加熱至：加熱至10010020020

20、0后保持一定時(shí)間（后保持一定時(shí)間（2 23h3h），適），適合于高強(qiáng)鋼筋。合于高強(qiáng)鋼筋。 觀察與討論觀察與討論冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理的冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理的意義意義 請(qǐng)觀察下圖鋼筋的應(yīng)力請(qǐng)觀察下圖鋼筋的應(yīng)力- - -應(yīng)變曲線，并討論應(yīng)變曲線，并討論冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理的冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理的意義意義。 鋼筋冷拉時(shí)效后應(yīng)力鋼筋冷拉時(shí)效后應(yīng)力- - -應(yīng)變圖的變化應(yīng)變圖的變化 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 討論討論 從上圖可見(jiàn)從上圖可見(jiàn)，將鋼筋冷拉至強(qiáng)化階段的，將鋼筋冷拉至強(qiáng)化階段的K K點(diǎn)，然點(diǎn)，然后卸荷，則產(chǎn)生塑性變形，若立即

21、受拉，鋼筋的應(yīng)力后卸荷，則產(chǎn)生塑性變形，若立即受拉，鋼筋的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線將沿應(yīng)變曲線將沿OKCDOKCD發(fā)展至破壞。這時(shí)，鋼筋在原發(fā)展至破壞。這時(shí)，鋼筋在原來(lái)屈服階段不再出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，屈服點(diǎn)由來(lái)屈服階段不再出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，屈服點(diǎn)由B B點(diǎn)提高到點(diǎn)提高到K K點(diǎn)，但抗拉強(qiáng)度基本不變，塑性和韌性降低，彈性模點(diǎn)，但抗拉強(qiáng)度基本不變，塑性和韌性降低，彈性模量降低。冷加工強(qiáng)化的原因是冷拉至量降低。冷加工強(qiáng)化的原因是冷拉至K K點(diǎn)時(shí)，塑性變點(diǎn)時(shí)，塑性變形造成滑移面內(nèi)晶格歪扭，畸變加劇，阻礙了進(jìn)一步形造成滑移面內(nèi)晶格歪扭，畸變加劇，阻礙了進(jìn)一步滑移，提高了抵抗變形的能力。同時(shí)，滑移，提高了抵抗變形的能力。

22、同時(shí)，由于由于塑性變形塑性變形中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使鋼材彈性模量降低。中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，使鋼材彈性模量降低。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 3 3 熱處理熱處理 熱處理是將鋼材按規(guī)定的溫度，進(jìn)行熱處理是將鋼材按規(guī)定的溫度，進(jìn)行加熱加熱、保保溫溫和和冷卻冷卻處理，處理，以改變其晶格組織以改變其晶格組織，得到所需要的，得到所需要的性能的一種工藝。性能的一種工藝。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 熱處理包括熱處理包括淬火淬火、回火回火、退火退火和和正火正火。 第七章第七章

23、金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 淬火淬火將鋼材加熱至基本組織改變溫度以上，保溫使其基本將鋼材加熱至基本組織改變溫度以上，保溫使其基本組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后投入水或礦物油中急冷，使組織轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，然后投入水或礦物油中急冷，使晶粒細(xì)化，晶粒細(xì)化，強(qiáng)度和硬度增加，塑性和韌性明顯下降強(qiáng)度和硬度增加，塑性和韌性明顯下降?；鼗鸹鼗饘⒈容^硬脆，存在內(nèi)應(yīng)力的鋼，再加熱至基本組織改將比較硬脆，存在內(nèi)應(yīng)力的鋼，再加熱至基本組織改變溫度以下（變溫度以下（150650150650），保溫后按一定制度冷卻），保溫后按一定制度冷卻至室溫的熱處理方法?；鼗鸷蟮匿摬?，至

24、室溫的熱處理方法?；鼗鸷蟮匿摬?，內(nèi)應(yīng)力消除內(nèi)應(yīng)力消除，硬度降低，塑性和韌性得到改善硬度降低，塑性和韌性得到改善。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 退火退火將鋼材加熱至基本組織轉(zhuǎn)變溫度以下（低溫退火）或?qū)摬募訜嶂粱窘M織轉(zhuǎn)變溫度以下（低溫退火）或以上（完全退火），適當(dāng)保溫后緩慢冷卻，以以上（完全退火），適當(dāng)保溫后緩慢冷卻，以消除內(nèi)消除內(nèi)應(yīng)力應(yīng)力，減少缺陷和晶格畸變減少缺陷和晶格畸變，使鋼的，使鋼的塑性和韌性得到塑性和韌性得到改善改善。正火正火將鋼件加熱至基本組織改變溫度以上，然后在空氣中將鋼件加熱至基本組織改變溫度以上，然后在空

25、氣中冷卻，使晶格細(xì)化，鋼的冷卻，使晶格細(xì)化，鋼的強(qiáng)度提高而塑性有所降低強(qiáng)度提高而塑性有所降低。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 退火、正火、淬火和回火有何差別？退火、正火、淬火和回火有何差別？溫度溫度727 C保溫處理保溫處理回火回火淬火淬火正火正火退火退火時(shí)間時(shí)間鋼材的熱處理工藝鋼材的熱處理工藝保溫處理保溫處理工程實(shí)例分析工程實(shí)例分析鋼結(jié)構(gòu)吊車梁發(fā)現(xiàn)裂紋鋼結(jié)構(gòu)吊車梁發(fā)現(xiàn)裂紋 現(xiàn)象現(xiàn)象 某廠氣輪車間吊車梁為鋼結(jié)構(gòu)，建成后質(zhì)量檢某廠氣輪車間吊車梁為鋼結(jié)構(gòu)，建成后質(zhì)量檢查發(fā)現(xiàn)有許多裂紋。分布于上、下翼緣最多，腹板查發(fā)現(xiàn)有許多裂紋。分

26、布于上、下翼緣最多，腹板處較少；裂紋深度經(jīng)鏟后，用深度計(jì)復(fù)測(cè)，大多數(shù)處較少；裂紋深度經(jīng)鏟后，用深度計(jì)復(fù)測(cè)，大多數(shù)的深度為的深度為1 12 mm2 mm，少量紋深達(dá)，少量紋深達(dá)3 mm3 mm。此批構(gòu)件鋼材。此批構(gòu)件鋼材雜質(zhì)含量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；環(huán)境溫度正常；工雜質(zhì)含量遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定；環(huán)境溫度正常；工程尚未使用；構(gòu)件運(yùn)輸安裝過(guò)程未被撞擊；裂紋部程尚未使用；構(gòu)件運(yùn)輸安裝過(guò)程未被撞擊；裂紋部位遠(yuǎn)離焊接影響區(qū)。位遠(yuǎn)離焊接影響區(qū)。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 原因分析原因分析 經(jīng)研究獲悉：在生產(chǎn)鋼材時(shí)，由于片面追求速經(jīng)研究獲悉：

27、在生產(chǎn)鋼材時(shí)，由于片面追求速度，鑄鋼時(shí)剛澆好的鋼錠僅冷卻至度，鑄鋼時(shí)剛澆好的鋼錠僅冷卻至400400500500就就拆模，未檢查與清理即送至升溫軋鋼，軋制時(shí)鋼板拆模，未檢查與清理即送至升溫軋鋼，軋制時(shí)鋼板溫度還在溫度還在300300以上，就送去結(jié)構(gòu)加工廠下料制作，以上，就送去結(jié)構(gòu)加工廠下料制作，鋼板冷卻至鋼板冷卻至5050左右時(shí)，已有裂紋。即鋼錠溫差過(guò)左右時(shí)，已有裂紋。即鋼錠溫差過(guò)大，導(dǎo)致鋼材表面存在大量微裂紋，經(jīng)加熱軋壓，大，導(dǎo)致鋼材表面存在大量微裂紋，經(jīng)加熱軋壓，裂紋不能閉合消失；由于鋼錠是多邊形，裂紋不能閉合消失；由于鋼錠是多邊形，故所軋制故所軋制的鋼板上下兩面有裂紋的鋼板上下兩面有裂紋

28、。而加勁板為另外采購(gòu)的鋼而加勁板為另外采購(gòu)的鋼板，故未發(fā)現(xiàn)裂紋板，故未發(fā)現(xiàn)裂紋。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材二二 鋼材的強(qiáng)化與加工鋼材的強(qiáng)化與加工 基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用 1 1 建筑常用鋼種建筑常用鋼種2 2 鋼結(jié)構(gòu)用鋼鋼結(jié)構(gòu)用鋼 3 3 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼混凝土結(jié)構(gòu)用鋼 4 4 鋁合金鋁合金 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1 1 建筑常用鋼種建筑常用鋼種第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材

29、第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1 1）. . 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼2 2）. . 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 3 3）. . 低合金高強(qiáng)度低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼 1 1）. . 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用u碳素結(jié)構(gòu)鋼按照屈服強(qiáng)度分為碳素結(jié)構(gòu)鋼按照屈服強(qiáng)度分為Q195Q195、Q215Q215、Q235Q235和和Q275Q275四個(gè)四個(gè)牌號(hào)；牌號(hào)；u每個(gè)牌號(hào)又根據(jù)硫、磷等雜質(zhì)含量由多到少分為每個(gè)牌號(hào)又根據(jù)硫、磷等雜

30、質(zhì)含量由多到少分為A A、B B、C C、D D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。（1）牌號(hào)及其表示方法：）牌號(hào)及其表示方法：例如：例如：Q235-AF，表示屈服強(qiáng)度為，表示屈服強(qiáng)度為235MPa，A級(jí)沸級(jí)沸騰（騰（F）碳素結(jié)構(gòu)鋼。）碳素結(jié)構(gòu)鋼。牌號(hào)的順序：牌號(hào)的順序：屈服強(qiáng)度字母屈服強(qiáng)度字母Q 屈服強(qiáng)度數(shù)值屈服強(qiáng)度數(shù)值 質(zhì)量等級(jí)質(zhì)量等級(jí)（A、B、C、D）、）、 脫氧程度符號(hào)脫氧程度符號(hào)（F、b、Z、TZ）。）。碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能見(jiàn)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能見(jiàn)表表2-32-52-32-5。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常

31、用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用（2 2）碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)性能與應(yīng)）碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)性能與應(yīng)用用鋼牌號(hào)與性能的關(guān)系：鋼牌號(hào)與性能的關(guān)系：鋼牌號(hào)越大，鋼的含碳量增加，強(qiáng)度與硬度增高，鋼牌號(hào)越大，鋼的含碳量增加，強(qiáng)度與硬度增高，塑性和韌性降低，可焊性變差。塑性和韌性降低，可焊性變差。 應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的工作條件、荷載類型、連接方式、應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的工作條件、荷載類型、連接方式、環(huán)境溫度與介質(zhì)的腐蝕情況等綜合因素選用。環(huán)境溫度與介質(zhì)的腐蝕情況等綜合因素選用。第第2 2章章 建筑金屬材料建筑金屬材料 2.5 2.5 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用（3 3）

32、選用原）選用原則則l Q195Q195和和Q215Q215號(hào)鋼強(qiáng)度較低，塑性和韌性較大，易號(hào)鋼強(qiáng)度較低，塑性和韌性較大，易彎加工，可用于鋼釘、螺栓等。彎加工，可用于鋼釘、螺栓等。l Q235Q235A A使用于承受靜載作用的鋼結(jié)構(gòu)；使用于承受靜載作用的鋼結(jié)構(gòu)；l Q235Q235B B可用于承受動(dòng)載焊接的普通鋼結(jié)構(gòu)；可用于承受動(dòng)載焊接的普通鋼結(jié)構(gòu)；l Q235Q235C C可用于承受動(dòng)載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)；可用于承受動(dòng)載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)；l Q235Q235D D可用于低溫承受動(dòng)荷載焊接的鋼結(jié)構(gòu)?？捎糜诘蜏爻惺軇?dòng)荷載焊接的鋼結(jié)構(gòu)。l Q275Q275強(qiáng)度較高，塑性和韌性較差，主要用于機(jī)械強(qiáng)度較高

33、，塑性和韌性較差，主要用于機(jī)械零件等零件等2 2）. . 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)錳含量的不同可分為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼根據(jù)錳含量的不同可分為普通錳含普通錳含量鋼量鋼和和較高錳含量鋼較高錳含量鋼兩組。兩組。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用(1)(1)鋼的牌號(hào)鋼的牌號(hào)表示方法：表示方法：以平均含碳量（代表平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)）、脫氧以平均含碳量（代表平均含碳量的萬(wàn)分?jǐn)?shù)）、脫氧程度代號(hào)組合而成。如含錳量較高時(shí)，在牌號(hào)后加注（程度代號(hào)組合而成。如含錳量較高時(shí)，在牌號(hào)后加注（MnMn）。

34、）。如：牌號(hào)為如：牌號(hào)為“10F”10F”的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.10%0.10%的沸騰鋼。的沸騰鋼?！?5Mn”“45Mn”號(hào)鋼：號(hào)鋼：表示平均含碳量為表示平均含碳量為0.45%0.45%，較高含錳量的鎮(zhèn)靜鋼。，較高含錳量的鎮(zhèn)靜鋼。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用建筑工程中：建筑工程中：30453045號(hào)鋼號(hào)鋼，用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件和高強(qiáng)度螺栓；，用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件和高強(qiáng)度螺栓；65806580號(hào)鋼號(hào)鋼，用于制作鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線等。，用于制作鋼

35、絲、刻痕鋼絲和鋼絞線等。(2) (2) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用：的選用：3 3）. . 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是一種在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼是一種在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加總量總量小于小于5 5的合金元素的鋼材。的合金元素的鋼材。特點(diǎn)特點(diǎn)：強(qiáng)度高：強(qiáng)度高，塑性和低溫沖擊韌性好、耐銹蝕。，塑性和低溫沖擊韌性好、耐銹蝕。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用(1)(1)牌號(hào)：牌號(hào)：用用Q+Q+屈服強(qiáng)度值屈服強(qiáng)度值+ +質(zhì)量等級(jí)表示。質(zhì)量等級(jí)表示。屈服點(diǎn)等

36、級(jí)：屈服點(diǎn)等級(jí)：Q295Q295、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420、Q460Q460；質(zhì)量等級(jí)：質(zhì)量等級(jí)： A、B、C、D、E(2)(2)應(yīng)用：應(yīng)用：低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋；板、鋼管及鋼筋；廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中；廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中；特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。構(gòu)及橋梁工程等。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用

37、2 2 鋼結(jié)構(gòu)用鋼鋼結(jié)構(gòu)用鋼 u鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是熱軋成形的鋼結(jié)構(gòu)用鋼主要是熱軋成形的鋼板鋼板和和型鋼型鋼等；等；u薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)中主要采用薄壁型鋼、圓鋼和薄壁輕型鋼結(jié)構(gòu)中主要采用薄壁型鋼、圓鋼和小角鋼；小角鋼；u鋼材所用的母材主要是鋼材所用的母材主要是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼及及低合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。u鋼結(jié)構(gòu)用鋼有鋼結(jié)構(gòu)用鋼有熱軋型鋼熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼、棒材棒材、鋼管鋼管和和板材板材。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材

38、第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1 1）. .熱軋型鋼熱軋型鋼 u鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼常用的型鋼有：工字鋼、有：工字鋼、H H型鋼、型鋼、槽鋼、等邊角鋼、不槽鋼、等邊角鋼、不等邊型鋼等。等邊型鋼等。u型鋼由于截面形型鋼由于截面形式合理，材料在截式合理，材料在截面上分布對(duì)受力最面上分布對(duì)受力最為有利，所以它是為有利，所以它是鋼結(jié)構(gòu)中采用的主鋼結(jié)構(gòu)中采用的主要鋼材。要鋼材。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用t2t1HBt1ht2H H型鋼的規(guī)格標(biāo)記采

39、用：型鋼的規(guī)格標(biāo)記采用：高度高度H H寬度寬度B B腹板寬度腹板寬度t t1 1翼緣厚度翼緣厚度t t2 2例如：例如：H340H340250 9 14T T型鋼的規(guī)格標(biāo)記采型鋼的規(guī)格標(biāo)記采用：用：高度高度H H寬度寬度B B腹板腹板寬度寬度t t1 1翼緣厚度翼緣厚度t t2 2例如：例如：T T248199 9 14第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用2 2）. .冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼 （1 1）結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼）結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼 方形方形空心型鋼（代號(hào)空心型鋼（代號(hào)F) F) 矩形矩形空

40、心型鋼空心型鋼（代號(hào)（代號(hào)J) （2 2）通用冷彎開(kāi)口型鋼）通用冷彎開(kāi)口型鋼 按形狀分為按形狀分為8 8種：種：冷彎等邊角鋼、冷彎不等邊角鋼、冷彎等邊槽鋼、冷彎冷彎等邊角鋼、冷彎不等邊角鋼、冷彎等邊槽鋼、冷彎不等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎外卷邊槽鋼、冷彎不等邊槽鋼、冷彎內(nèi)卷邊槽鋼、冷彎外卷邊槽鋼、冷彎Z Z形鋼、冷彎卷邊形鋼、冷彎卷邊Z Z形鋼。形鋼。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用3 3）. .棒材、鋼管和板材棒材、鋼管和板材 （1 1）棒材）棒材常用的棒材有六角鋼、八角鋼、扁鋼、常用的棒材有

41、六角鋼、八角鋼、扁鋼、圓鋼和方鋼。圓鋼和方鋼。六角鋼、八角鋼：六角鋼、八角鋼：規(guī)格以規(guī)格以“對(duì)邊距離對(duì)邊距離”表示。表示。建筑鋼結(jié)構(gòu)的螺栓用此種鋼作為坯材。建筑鋼結(jié)構(gòu)的螺栓用此種鋼作為坯材。熱軋扁鋼：熱軋扁鋼：規(guī)格以規(guī)格以“厚度厚度寬度寬度”表示。表示。建筑上，扁鋼常用于房架構(gòu)件、扶梯、橋梁、柵欄建筑上，扁鋼常用于房架構(gòu)件、扶梯、橋梁、柵欄第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用3 3）. .棒材、鋼管和板材棒材、鋼管和板材 （2 2）鋼管）鋼管鋼結(jié)構(gòu)中常用熱軋無(wú)縫鋼管和焊接鋼管。鋼結(jié)構(gòu)中常用熱軋無(wú)縫鋼管

42、和焊接鋼管。鋼管在相同截面積下鋼管在相同截面積下剛度較大剛度較大，是中心受壓桿件，是中心受壓桿件的理想截面；的理想截面；流線型的表面使其承受風(fēng)壓小，因此用于高聳結(jié)流線型的表面使其承受風(fēng)壓小，因此用于高聳結(jié)構(gòu)十分有利。構(gòu)十分有利。建筑結(jié)構(gòu)上鋼管多用作桁架、塔桅等構(gòu)件，也可用作建筑結(jié)構(gòu)上鋼管多用作桁架、塔桅等構(gòu)件，也可用作鋼管混凝土。鋼管混凝土。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用3 3）. .棒材、鋼管和板材棒材、鋼管和板材 （3 3）板材）板材鋼板材包括鋼板、花紋鋼板、建筑用壓型鋼板和鋼板材包括鋼板、

43、花紋鋼板、建筑用壓型鋼板和彩色涂層鋼板等。彩色涂層鋼板等。壓型鋼板3 3 混凝土結(jié)構(gòu)用鋼混凝土結(jié)構(gòu)用鋼 混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度很低?；炷辆哂休^高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度很低。用鋼筋增強(qiáng)混凝土，可大大擴(kuò)展混凝土的應(yīng)用范圍，用鋼筋增強(qiáng)混凝土，可大大擴(kuò)展混凝土的應(yīng)用范圍，而混凝土又對(duì)鋼筋起保護(hù)作用而混凝土又對(duì)鋼筋起保護(hù)作用。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼和和優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成碳素鋼制成，包括熱軋鋼筋、冷軋扭鋼筋和

44、冷軋帶，包括熱軋鋼筋、冷軋扭鋼筋和冷軋帶肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線。肋鋼筋、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲和鋼絞線。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用1 1）、熱軋鋼筋）、熱軋鋼筋熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，熱軋鋼筋是建筑工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的的配筋配筋。熱軋鋼筋熱軋鋼筋光圓鋼筋光圓鋼筋帶肋鋼筋帶肋鋼筋月牙肋鋼筋月牙肋鋼筋等高肋鋼筋等高肋鋼筋第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一

45、節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋牌號(hào)用牌號(hào)用HPB235HPB235及及HPB300HPB300表示，是用表示，是用Q2Q23535及及Q300Q300碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成的光圓鋼筋。碳素結(jié)構(gòu)鋼軋制而成的光圓鋼筋。特點(diǎn)特點(diǎn)：強(qiáng)度較低，塑性好，伸長(zhǎng)率高，便于彎折成：強(qiáng)度較低，塑性好，伸長(zhǎng)率高，便于彎折成型，容易焊接。型，容易焊接。普通熱軋帶肋鋼筋普通熱軋帶肋鋼筋牌號(hào)用牌號(hào)用HRBHRB牌號(hào)的屈服強(qiáng)度特征牌號(hào)的屈服強(qiáng)度特征值構(gòu)成，有值構(gòu)成，有HRB335HRB335、HRB400HRB400、HRB500HRB500三個(gè)牌號(hào)。三

46、個(gè)牌號(hào)。特點(diǎn)特點(diǎn)：帶肋鋼筋加強(qiáng)了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，：帶肋鋼筋加強(qiáng)了鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力，可有效防止混凝土與配筋之間發(fā)生相對(duì)位移。可有效防止混凝土與配筋之間發(fā)生相對(duì)位移。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用HRB335HRB335、HRB400HRB400鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和可焊性較好。鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和可焊性較好。廣泛應(yīng)用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主筋，經(jīng)冷拉廣泛應(yīng)用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的主筋，經(jīng)冷拉處理后也可作為預(yù)應(yīng)力筋。處理后也可作為預(yù)應(yīng)力筋。HRB500HRB500鋼筋由于加入了釩

47、、鈦等合金元素，在保證鋼筋由于加入了釩、鈦等合金元素，在保證塑性韌性的同時(shí)，強(qiáng)度大大提高。塑性韌性的同時(shí)，強(qiáng)度大大提高。主要用做工程中的預(yù)應(yīng)力鋼筋。主要用做工程中的預(yù)應(yīng)力鋼筋。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用2 2）、冷軋扭鋼筋）、冷軋扭鋼筋螺旋狀外型大大提高了與混凝土的握裹力，無(wú)需螺旋狀外型大大提高了與混凝土的握裹力，無(wú)需加工（預(yù)應(yīng)力或彎鉤）可直接用于混凝土工程。加工（預(yù)應(yīng)力或彎鉤）可直接用于混凝土工程。改善了構(gòu)件受力性能，使混凝土構(gòu)件具有承載力改善了構(gòu)件受力性能，使混凝土構(gòu)件具有承載力高、剛度

48、好、破壞前有明顯預(yù)兆等特點(diǎn)。高、剛度好、破壞前有明顯預(yù)兆等特點(diǎn)。 冷軋扭鋼筋冷軋扭鋼筋第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用3 3）、冷軋帶肋鋼筋）、冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋分為冷軋帶肋鋼筋分為CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970、CRB1170CRB1170五個(gè)牌號(hào)。五個(gè)牌號(hào)。牌號(hào)牌號(hào)由由CRBCRB和和鋼筋的抗拉強(qiáng)度最小值鋼筋的抗拉強(qiáng)度最小值構(gòu)成。構(gòu)成。應(yīng)用：應(yīng)用：CRB550CRB550為普通鋼筋混凝土用鋼筋，其他牌為普通鋼筋混凝土

49、用鋼筋，其他牌號(hào)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鋼筋。號(hào)為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土鋼筋。直徑：直徑：CRB550CRB550的公稱直徑范圍為的公稱直徑范圍為412mm412mm。CRB650CRB650及以上牌號(hào)鋼筋的公稱直徑為及以上牌號(hào)鋼筋的公稱直徑為4mm4mm、5mm5mm、6mm6mm。冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用4 4）、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲）、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲鋼絲的抗拉強(qiáng)度比鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋、鋼絲的抗拉強(qiáng)度比鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋、熱軋帶肋鋼筋高許多，在構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力

50、鋼絲熱軋帶肋鋼筋高許多，在構(gòu)件中采用預(yù)應(yīng)力鋼絲可收到節(jié)省鋼材、減少構(gòu)件截面和節(jié)省混凝土的可收到節(jié)省鋼材、減少構(gòu)件截面和節(jié)省混凝土的效果。效果。應(yīng)用：應(yīng)用：主要用作橋梁、吊車梁、大跨度屋架等預(yù)主要用作橋梁、吊車梁、大跨度屋架等預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件中。應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件中。鋼絲按照鋼絲按照外形外形分為：分為：光圓鋼絲（光圓鋼絲（P P）、螺旋肋鋼絲（）、螺旋肋鋼絲（H H）、刻痕鋼絲（）、刻痕鋼絲（I I）第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用5 5）、鋼絞線）、鋼絞線根據(jù)鋼絲的股數(shù)可分為根據(jù)鋼絲的股數(shù)可分

51、為1 12 2、1 13 3、1 17 7三種類三種類型。其中型。其中1 1表示以一根鋼絲為芯，表示以一根鋼絲為芯，2 2、3 3、7 7分別表分別表示其周圍圍繞的鋼絲數(shù)量為示其周圍圍繞的鋼絲數(shù)量為2 2、3 3、7 7根。根。應(yīng)用：應(yīng)用：預(yù)應(yīng)力鋼絞線主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土配筋。預(yù)應(yīng)力鋼絞線主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土配筋。觀察與討論觀察與討論鋼支架的鋼材選用鋼支架的鋼材選用 華北某廠需焊接一座露天且需承受動(dòng)荷載的鋼支華北某廠需焊接一座露天且需承受動(dòng)荷載的鋼支架架，該廠已有三種碳素結(jié)構(gòu)鋼，厚度均為，該廠已有三種碳素結(jié)構(gòu)鋼，厚度均為80 mm80 mm，Q23Q235 5抗拉強(qiáng)度已可滿足設(shè)計(jì)要求。三種鋼材

52、的價(jià)格是抗拉強(qiáng)度已可滿足設(shè)計(jì)要求。三種鋼材的價(jià)格是 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用 Q235A Q235AF F鋼支架的鋼材選用鋼支架的鋼材選用 選選不當(dāng)。不當(dāng)。Q235AFQ235AF為沸騰鋼，其內(nèi)部雜質(zhì)和為沸騰鋼，其內(nèi)部雜質(zhì)和夾雜物較多，夾雜物較多，化學(xué)成分和力學(xué)性能不均勻，抗沖擊化學(xué)成分和力學(xué)性能不均勻，抗沖擊韌性特別是低溫抗沖擊韌性差韌性特別是低溫抗沖擊韌性差，可焊性差，不宜用可焊性差，不宜用于承受動(dòng)荷載的焊接鋼結(jié)構(gòu)于承受動(dòng)荷載的焊接鋼結(jié)構(gòu)。請(qǐng)?jiān)龠x。請(qǐng)?jiān)龠x。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材

53、三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用鋼支架的鋼材選用鋼支架的鋼材選用 Q235Ab Q235Ab為半沸騰鋼，性能雖優(yōu)于為半沸騰鋼，性能雖優(yōu)于Q235AFQ235AF，但焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)保證碳的極限含量，而但焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)保證碳的極限含量，而Q235AQ235A鋼的含碳鋼的含碳量是不作為交貨條件的，一般不用于焊接結(jié)構(gòu)。量是不作為交貨條件的，一般不用于焊接結(jié)構(gòu)。另另外厚度較大的鋼材，塑性、沖擊韌性及焊接性能一外厚度較大的鋼材，塑性、沖擊韌性及焊接性能一般較差般較差，選用厚度較大的焊接鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選用材質(zhì)較，選用厚度較大的焊接鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選用材質(zhì)較好的鋼。好的鋼。第七章第七章 金屬材

54、料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用鋼支架的鋼材選用鋼支架的鋼材選用 選擇正確選擇正確。結(jié)構(gòu)鋼材的選用至少應(yīng)具有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、。結(jié)構(gòu)鋼材的選用至少應(yīng)具有屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率三項(xiàng)機(jī)械性能和硫磷含量?jī)身?xiàng)化學(xué)成分的合格保證，對(duì)伸長(zhǎng)率三項(xiàng)機(jī)械性能和硫磷含量?jī)身?xiàng)化學(xué)成分的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)還應(yīng)有含碳量的合格保證。對(duì)于較大型構(gòu)件、直接承焊接結(jié)構(gòu)還應(yīng)有含碳量的合格保證。對(duì)于較大型構(gòu)件、直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。對(duì)于大、受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，鋼材應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。對(duì)于大、重型結(jié)構(gòu)和直接承受動(dòng)力荷

55、載的結(jié)構(gòu)，還需根據(jù)冬季工作濕度重型結(jié)構(gòu)和直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，還需根據(jù)冬季工作濕度情況，選用的鋼材需具有常溫情況，選用的鋼材需具有常溫，低溫沖擊韌性的合格保證。低溫沖擊韌性的合格保證。 還需說(shuō)明的是，低含量高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼由于合金元素的強(qiáng)化還需說(shuō)明的是，低含量高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼由于合金元素的強(qiáng)化作用，不但有較多的強(qiáng)度，而且具有較好的塑性、韌性和可焊作用，不但有較多的強(qiáng)度，而且具有較好的塑性、韌性和可焊性。性。Q345Q345鋼及鋼及Q390Q390鋼的綜合性能較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用的鋼的綜合性能較好，是鋼結(jié)構(gòu)常用的鋼鋼。其。其價(jià)格雖稍高，但有更好的承受動(dòng)荷載和耐疲勞性能，可節(jié)省鋼價(jià)格雖稍高，但有更好的承受

56、動(dòng)荷載和耐疲勞性能，可節(jié)省鋼材、減輕結(jié)構(gòu)自重。大跨度、材、減輕結(jié)構(gòu)自重。大跨度、大型結(jié)構(gòu)及承受動(dòng)力荷載和沖擊大型結(jié)構(gòu)及承受動(dòng)力荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)廣泛采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼荷載的結(jié)構(gòu)廣泛采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用工程實(shí)例分析工程實(shí)例分析韓國(guó)漢城大橋倒塌韓國(guó)漢城大橋倒塌 現(xiàn)象現(xiàn)象 1994 1994年年1010月月2121日，韓國(guó)漢城漢江圣水大橋中段日，韓國(guó)漢城漢江圣水大橋中段50m50m長(zhǎng)的橋體長(zhǎng)的橋體像像刀切一樣墜入江中，造成多人死亡。刀切一樣墜入江中，造成多人死

57、亡。該橋由韓國(guó)最大的建筑公司之一的東亞建設(shè)產(chǎn)業(yè)公該橋由韓國(guó)最大的建筑公司之一的東亞建設(shè)產(chǎn)業(yè)公司于司于19791979建成。建成。 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用原因分析原因分析韓國(guó)漢城大橋倒塌韓國(guó)漢城大橋倒塌 事故原因調(diào)查團(tuán)經(jīng)五個(gè)多月的各種試驗(yàn)和研究，事故原因調(diào)查團(tuán)經(jīng)五個(gè)多月的各種試驗(yàn)和研究，于次年于次年4 4月月2 2日提交了事故報(bào)告。事故原因主要有以日提交了事故報(bào)告。事故原因主要有以下兩方面：下兩方面： a.a.東亞建筑公司沒(méi)有按圖紙施工，在施工中偷東亞建筑公司沒(méi)有按圖紙施工，在施工中偷工減

58、料，利用疲勞性能很差的劣質(zhì)鋼材，這是事故工減料，利用疲勞性能很差的劣質(zhì)鋼材，這是事故的直接原因。的直接原因。 b.b.當(dāng)時(shí)韓國(guó)縮短工期及漢城市政當(dāng)局在交通管當(dāng)時(shí)韓國(guó)縮短工期及漢城市政當(dāng)局在交通管理上的疏漏也是大橋倒塌的主要原因理上的疏漏也是大橋倒塌的主要原因。設(shè)計(jì)負(fù)載限。設(shè)計(jì)負(fù)載限制為制為32 t32 t，建成后交通流量逐年增加，超常負(fù)荷，建成后交通流量逐年增加，超常負(fù)荷，倒塌時(shí)負(fù)載為倒塌時(shí)負(fù)載為43.2 t43.2 t。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材三三 土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用土木工程常用金屬材料的性質(zhì)及應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)四四 鋼材的腐蝕與防護(hù)鋼材的

59、腐蝕與防護(hù) 1 1 鋼材的腐蝕鋼材的腐蝕 2 2 鋼材的防護(hù)鋼材的防護(hù) 第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材四四 鋼材的腐蝕與防護(hù)鋼材的腐蝕與防護(hù)1 1 鋼材的腐蝕鋼材的腐蝕 鋼材表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象鋼材表面與周圍介質(zhì)發(fā)生作用而引起破壞的現(xiàn)象稱作腐蝕（銹蝕）。鋼材腐蝕的現(xiàn)象普遍存在，如在稱作腐蝕（銹蝕）。鋼材腐蝕的現(xiàn)象普遍存在，如在大氣中生銹，特別是當(dāng)環(huán)境中有各種侵蝕性介質(zhì)或濕大氣中生銹，特別是當(dāng)環(huán)境中有各種侵蝕性介質(zhì)或濕度較大時(shí)，情況就更為嚴(yán)重。腐蝕不僅使鋼材有效截度較大時(shí)，情況就更為嚴(yán)重。腐蝕不僅使鋼材有效截面積均勻減小，還會(huì)產(chǎn)生局部銹坑，引起應(yīng)力

60、集中；面積均勻減小，還會(huì)產(chǎn)生局部銹坑，引起應(yīng)力集中；腐蝕會(huì)顯著降低鋼的強(qiáng)度、塑性韌性等力學(xué)性能。根腐蝕會(huì)顯著降低鋼的強(qiáng)度、塑性韌性等力學(xué)性能。根據(jù)鋼材與環(huán)境介質(zhì)的作用原理，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕據(jù)鋼材與環(huán)境介質(zhì)的作用原理，腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。和電化學(xué)腐蝕。第七章第七章 金屬材料金屬材料 第一節(jié)建筑鋼材第一節(jié)建筑鋼材四四 鋼材的腐蝕與防護(hù)鋼材的腐蝕與防護(hù)2 2 鋼材的防護(hù)鋼材的防護(hù) 1 1）. .鋼材的防腐鋼材的防腐 具體措施有采用耐候鋼、金屬覆蓋、非金屬覆蓋具體措施有采用耐候鋼、金屬覆蓋、非金屬覆蓋和混凝土用鋼筋的防銹。和混凝土用鋼筋的防銹。2 2）. .鋼材的防火鋼材的防火 鋼結(jié)構(gòu)防