钢结构工程施工钢结构材料.ppt

建筑结构用钢 建筑结构用钢： ＊建筑钢材的性能 ＊建筑钢材的材质 ＊建筑钢材的品种、规格 ＊钢材的材质检验和验收 1、建筑钢材的性能 （1）钢和铁的区别 生铁和钢的主要成分都是铁，二者的主要区别是含碳量不同，生铁一般含碳2-4.3%，钢含碳0.03-2% 。 生铁 ：含碳量高，杂质多，硬而脆 ，可铸不可锻 钢：含碳量低，杂质少，硬而韧、有弹性 ，可铸可锻 炼钢是在高温下，通过氧化剂(如氧气)把铁中所含过多的碳和其它有害杂质(如硫、磷等)氧化除去，使它们达到钢含量的规定范围。 1、建筑钢材的性能 （2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度 1）、强度 钢材的应力——应变曲线 理想弹塑性材料的应力——应变曲线 1、建筑钢材的性能 （2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度 2）、塑性：在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性 便于内力重分布，吸收能量，重要指标 伸长（或缩短）的长度与其原长度的比值作为衡量标准 A、延伸率delta B、断面收缩率psi 1、建筑钢材的性能 （2）力学性能：强度、塑性、韧性、硬度 3）、韧性:材料的断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力 4）、硬度:材料表面局部抵抗变形的能力 钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力，用于表征钢材承受动力荷载的能力（动力指标），按常温（20o）、零温（0o） 、负温（-20o、-40o）区分 。 注意硬度与强度的区别，举例：布制品强度较高，但硬度很低 1、建筑钢材的性能 （2）工艺性能：冷弯性能、焊接性能 建筑结构钢材在制造加工过程中，经常要弯曲、切断、焊接，保证钢材在加工过程中，其力学性能基本不受影响尤为重要。 1）、冷弯性能 在常温下承受弯曲而不破裂的能力。在冷加工过程中产生塑性变形时，对产生裂纹的敏感性，是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。 2）、焊接性能 适应焊接方法和焊接工艺的能力 含碳和其他杂质越多，可焊性越差 1、建筑钢材的性能 （3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理 1）、微观结构 碳原子、铁原子的结合方式直接影响钢材的力学性能 1、建筑钢材的性能 （3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理 2）、化学成分 基本成份为Fe，炭钢中含量占99％，C、Si、Mn为杂质元素，S、P、N、O为冶炼过程中不易除尽的有害元素。 C：含C↑使强度↑塑性、韧性、可焊性↓，应控制在≤0.22%，焊接 结构应控制在≤0.20%。 Si：含Si适量使强度↑ 其它影响不大，有益，应控制≤0.1~0.3% Mn：含Mn适量使强度↑ 降低S、O的热脆影响，改善热加工性能， 对其它性能影响不大，有益。 S：含量↑使强度↑塑性、韧性、性能冷弯、可焊性↓； 高温时使钢材变脆－热脆现象。 P：低温时使钢材变脆－冷脆现象；其它同S O、N：O同S；N同P，控制含量≤0.008% 1、建筑钢材的性能 （3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、热处理 3）、冶金与轧制的影响 冶金：冶金的影响主要为脱氧方法：沸腾钢用Mn为脱氧剂，时间快，价格低，质量差；镇静钢用Si为脱氧剂，时间慢，价格高，质量好。 轧制：反复的轧制可以改善钢材的塑性，同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合，使金属晶体组织密实，晶粒细化，消除纤维组织缺陷，使钢材的力学性能提高。 1、建筑钢材的性能 （3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他 4）、热处理 热处理：将钢材在固态范围内进行加热、保温、冷却等手段，改变其内部组织结构 5）、残余应力 残余应力：钢材在轧制、焊接、切割等过程中会产生在构件内部自相平衡的内力,残余应力虽对构件的强度无影响，但对构件的变形（刚度）、疲劳以及稳定承载力产生不利影响。 1、建筑钢材的性能 （3）影响钢材性能的因素：微观结构、化学成分、冶炼、其他 6）、温度的影响 正温影响：总体影响规律为温度上升，钢材的强度降低，塑性、韧性提高，这一现象称之为热塑现象，温度达600°左右时，钢材的强度几乎降至为零，而塑性、韧性极大，易于进行热加工，此温度称之为热煅温度 。 需要说明：钢材在300°左右时，强度提高，塑性、韧性下降，钢材表面呈蓝色，这一反覆现象称之为蓝脆现象。钢材在300°以上时应采取隔热措施。 负温影响：随着温度的降低钢材的强度提高，塑性、韧性降低，脆性增大，称之为低温冷脆，当温度降至某一特定温度时钢材的脆性急剧增大，称此温度点为转脆温度。 1）、普通碳素结构钢 牌号：Q195, Q215, Q235, Q255, Q275 质量等级：Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ