建筑材料與檢測(cè) 第2版 課件 7.3常用鋼材

建筑材料與檢測(cè)主編:尚敏BuildingMaterialsandTesting1鋼材的分類

2鋼材的性質(zhì)3常用鋼材5鋼筋、鋼絲、鋼絞線鋼材steelproducts4型鋼與鋼板

鋼材的檢測(cè)與維護(hù)61〖知識(shí)目標(biāo)〗1.掌握鋼材的分類，掌握鋼材的技術(shù)性能。2.掌握鋼材、型鋼、鋼筋的牌號(hào)、特點(diǎn)與應(yīng)用。2〖技能目標(biāo)〗1.會(huì)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行鋼材的檢測(cè)。根據(jù)熱軋鋼筋的性能檢測(cè)報(bào)告，會(huì)進(jìn)行質(zhì)量判斷。2.能根據(jù)工程特點(diǎn)及要求，合理使用建筑鋼材尤其是鋼筋。3.能根據(jù)工程特點(diǎn)及要求，合理采取鋼材防銹蝕和防火的技術(shù)措施。3〖情感目標(biāo)〗1.理解大國(guó)的鋼材情懷。2.樹(shù)立科學(xué)求實(shí)的態(tài)度。鋼材的質(zhì)量對(duì)建筑的質(zhì)量影響重大，在鋼材的檢測(cè)過(guò)程中，本著實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度對(duì)待檢測(cè)結(jié)果，絕對(duì)不允許弄虛作假，擔(dān)負(fù)起建筑從業(yè)人員的責(zé)任。鋼材steelproducts03節(jié)PART常用鋼材Commonsteel元素對(duì)鋼性質(zhì)的影響常用的建筑用鋼鋼材的加工方式

(1)碳是決定鋼材性能的主要元素。

隨著含碳量的增加，鋼的強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性下降（變脆）。

(2)硅、錳

是有益元素，加入硅和碳的影響相似，可提高鋼材彈性。錳可以與鋼中有害成分形成鋼渣排出，起到脫氧、降硫的作用。

7.3.1鋼的化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響

(3)硫、磷

硫不溶于鐵而以FeS的形式存在，F(xiàn)eS和Fe形成低熔點(diǎn)的共晶體。當(dāng)鋼材溫度升至1000℃以上進(jìn)行熱加工時(shí)發(fā)生脆裂。焊接與鍛造熱軋等熱加工無(wú)法進(jìn)行，這種現(xiàn)象叫做熱脆性。磷能使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，但顯著降低鋼材的塑性和韌性，特別是低溫狀態(tài)的沖擊韌性下降更為明顯，使鋼材容易脆裂，這種現(xiàn)象叫做冷脆性。

(4)氧、氮未除盡的氧、氮大部分以化合物的形式存在，如FeO、Fe4N等。這些非金屬化合物、夾雜物降低了鋼材的強(qiáng)度、冷彎性能和焊接性能。氧還使鋼的熱脆性增加，氮使冷脆性及時(shí)效敏感性增加。

(5)合金元素鈦Ti、釩V、鈮Nb

是鋼的強(qiáng)脫氧劑和合金元素。能改善鋼的組織、細(xì)化晶粒、改善韌性，并顯著提高強(qiáng)度。

化學(xué)元素對(duì)性質(zhì)的影響碳強(qiáng)硬脆硅與碳同錳除硫害硫熱脆性磷冷脆性合金綜合性↑7.3.2常用建筑鋼材

主要有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼，也用到優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼。鋼的牌號(hào),技術(shù)特點(diǎn)和應(yīng)用

普通碳素結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱碳素結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵-碳合金。其含碳量小于0.24%，此外尚含有少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素?，F(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》(GB700)具體規(guī)定了它的牌號(hào)表示方法、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則等。

1）普通碳素結(jié)構(gòu)鋼2.鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的品種（1）鋼材的牌號(hào)及其表示方法1）碳素結(jié)構(gòu)鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼，化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵-碳合金。其含碳量小于0.24%。牌號(hào)由字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)代號(hào)、脫氧方法代號(hào)四部分組成。

Q是“屈”字漢語(yǔ)拼音的首位字母；

屈服點(diǎn)數(shù)值分為195、215、235、275；質(zhì)量等級(jí)代號(hào)有A、B、C、D，表示質(zhì)量由低到高；脫氧方法代號(hào)有F、Z、TZ，分別表示沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。

其中代號(hào)Z、TZ可以省略不寫。鋼結(jié)構(gòu)一般常采用Q235鋼，分為A、B、C、D四級(jí)，

A、B兩級(jí)有沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼，C級(jí)全部為鎮(zhèn)靜鋼，D級(jí)全部為特殊鎮(zhèn)靜鋼。如

Q235AF代表屈服強(qiáng)度為235N/mm2，質(zhì)量A級(jí)，沸騰鋼。

Q275—B表示屈服強(qiáng)度為275MPa，質(zhì)量等級(jí)為B級(jí)的鎮(zhèn)靜鋼。

碳素結(jié)構(gòu)鋼隨牌號(hào)的增大，含碳量增加，其強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低，冷彎性能逐漸變差。

Q195、Q215號(hào)鋼強(qiáng)度低，塑性和韌性較好，易于冷加工，常用于軋制薄板和盤條，制造鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等。Q215號(hào)鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235號(hào)鋼使用。碳素結(jié)構(gòu)鋼的選用

Q235號(hào)鋼是建筑工程中應(yīng)用最廣泛的鋼，屬低碳鋼，具有較高的強(qiáng)度，良好的塑性、韌性及可焊性，綜合性能好，能滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土用鋼要求，且成本較低，大量被用作軋制各種型鋼、鋼板及鋼筋。

Q275號(hào)鋼強(qiáng)度較高，但塑性、韌性較差，可焊性也差，不易焊接和冷彎加工，可用于軋制鋼筋、作螺栓配件等，更多用于機(jī)械零件和工具等。在普通碳素鋼的基礎(chǔ)上，添加少量的硅、錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其目的是為了提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能等。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼綜合性能較為理想，與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%~30%，但成本并不很高。2）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼2）低合金高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼添加少量的硅、錳、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其目的是為了提高鋼的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、耐磨性、耐蝕性及耐低溫性能，綜合性能較為理想，可節(jié)約鋼材20%~30%，但價(jià)格并不很高。均為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼。

牌號(hào)有Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)三部分。

Q是“屈”字漢語(yǔ)拼音的首字母；

屈服點(diǎn)數(shù)值分為390、420、460、500、550、620、690

MPa七個(gè)牌號(hào)；質(zhì)量等級(jí)代號(hào)有A、B、C、D、E，表示質(zhì)量由低到高；脫氧方法一般為Z、TZ，代號(hào)省略不寫。Q390E代表屈服強(qiáng)度為390N/mm2的質(zhì)量E級(jí)低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。3、優(yōu)質(zhì)碳素鋼表示方法：含碳量萬(wàn)分之幾另外：Mn表示錳含量較高

如45表示含碳萬(wàn)分之45，即0.45%。

35Mn代表平均含碳量在0.35%，含錳稍高的優(yōu)質(zhì)鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼有28個(gè)牌號(hào)：低碳鋼08、10、15、15Mn、20、20Mn、25、25Mn等；中碳鋼30、30Mn、35、35Mn、40、40Mn、45、45Mn、50、50Mn、55、60、60Mn等；高碳鋼65、65Mn、70、70Mn、75、80、85等。應(yīng)用：高強(qiáng)螺栓、優(yōu)質(zhì)型鋼、預(yù)應(yīng)力砼用鋼絲、鋼絞線、錨具。例如：用于高強(qiáng)度、受強(qiáng)烈沖擊荷載作用的部位。中碳鋼制作高強(qiáng)螺栓、錨具。高碳鋼制作鋼軌、高強(qiáng)鋼絲和鋼絞線。4、優(yōu)質(zhì)合金鋼

表示方法：含碳量萬(wàn)分之幾

另外說(shuō)明合金元素種類及含量

例如20CrNi3表示含碳0.20%

含鉻1%左右

鎳3%左右A表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼E表示特級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼練習(xí)Q235-BFQ345-D5035Mn38Cr3MoWVA屈服強(qiáng)度235兆帕、質(zhì)量B級(jí)沸騰鋼含碳0.38%，含3%鉻，含1%的鉬、鎢、釩高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金鋼屈服強(qiáng)度345兆帕、質(zhì)量D級(jí)、低合金高強(qiáng)鎮(zhèn)靜鋼含碳0.5%的優(yōu)質(zhì)鋼含碳0.35%、含錳稍高的優(yōu)質(zhì)鋼

鋼材的加工方式有熱加工和冷加工。

1）熱加工主要有熱軋、熱處理等。熱軋是在紅熱高溫情況下用軋輥進(jìn)行擠壓，得到鋼板或鋼筋等成品熱處理是指正火、回火、淬火、退火等四種處理，7.3.3鋼材的加工方式圖7-20熱軋

鋼材經(jīng)冷加工產(chǎn)生一定塑性變形后，其屈服強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性及彈性模量降低，