钢材的种类详解.ppt

第二章 钢结构材料 §2.7结构钢材种类及其选择 1．钢材的牌号 钢材的品种繁多，钢结构中采用的钢材主要有二类。 ⑴碳素结构钢 根据现行的国家标准《碳素结构钢》(GB700)的规定，碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点的数值（N/mm2）、质量等级符号和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。 碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种，屈服强度越大，其含碳量、强度和硬度越大，塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比较好，是钢结构常用钢材之一。 第二章 钢结构材料 §2.7 结构钢材种类及其选择 质量等级分为A、B、C、D四级，由A到D表示质量由低到高。不同质量等级钢对化学成分和力学性能的要求不同。A级无冲击功规定，对冷弯试验只在需方有要求时才进行，其碳、锰、硅含量也可以不作为交货条件；B级、C级、D级分别要求保证20℃、0℃、－20℃时夏比V形缺口冲击功不小于27J(纵向)，都要求提供冷弯试验的合格保证，以及碳、锰、硅、硫和磷等含量的质保。所有钢材交货时供方应提供屈服点、极限强度和伸长率等力学性能的质保。 沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢分别用汉字拼音字首F、Z、b和TZ表示。对Q235，A、B级钢可以是Z、b或F，C级钢只能是Z，D级钢只能是TZ。Z和TZ可以省略不写。 如Q235－AF表示屈服强度为235N／mm2的A级沸腾钢；Q235-Bb表示屈服强度为235N／mm2的B级半镇静钢；Q235-C表示屈服强度为235N／mm2的C级镇静钢。 第二章 钢结构材料 §2.7 结构钢材种类及其选择 (2) 低合金高强度结构钢 低合金钢是指在炼钢过程中添加一种或几种少量合金元素，其总量低于5％的钢材。低合金钢因含有合金元素而具有较高的强度。根据现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GBT/l591)的规定，其牌号与碳素结构钢牌号的表示方法相同，常用的低合金钢有Q345、Q390、Q420等。 低合金钢交货时供方应提供屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯试验等力学性能质保；还要提供碳、锰、硅、硫、磷、钒、铝和铁等化学成分含量的质保。 低合金钢的质量等级除与碳素结构钢A、B、C、D四个等级相同外，增加E级，其要求提供－40℃时夏比V型缺口冲击功不小于27J(纵向)。不同质量等级对碳、硫、磷、铝的含量的要求也有区别。 第二章 钢结构材料 §2.7 结构钢材种类及其选择 低合金钢的脱氧方法为镇静钢或特殊镇静钢。 Q345-B表示屈服强度为345N／mm2的B级镇静钢；Q390－D表示屈服强度为390N／mm2的D级特殊镇静钢。 碳素结构钢和低合金钢都可以采取适当的热处理(如调质处理)进一步提高其强度。例如用于制造高强度螺栓的45号优质碳素钢以及40硼（40B）、20锰钛硼（20MnTiB）就是通过调质处理提高强度的。 各种牌号的结构钢材强度设计值见附表1。 第二章 钢结构材料 §2.7结构钢材种类及其选择 二、钢材的选用 （一）选用钢材的原则 钢材选用的原则应既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。为保证承重结构的承载力和防止在一定条件下可能出现的脆性破坏，应综合考虑下列因素，选用合适的钢材牌号和材性。 1．结构的重要性 结构和构件按其用途、部位和破坏后果的严重性可以分为重要、一般和次要三类，不同类别的结构或构件应选用不同的钢材。例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等属重要的结构，应选用质量好的钢材；一般屋架、梁和柱等属于一般的结构；楼梯、栏杆、平台等则是次要的结构，可采用质量等级较低的钢材。 2．荷载的性质 结构承受的荷载可分为静力荷载和动力荷载两种。对承受动力荷载的结构应选用塑性、冲击韧性好的质量高的钢材，如Q345-C或Q235-C；对承受静力荷载的结构可选用一般质量的钢材如Q235-BF。 第二章 钢结构材料 §2.7结构钢材种类及其选择 3．连接方法 钢结构的连接有焊接和非焊接之分，焊接结构由于在焊接过程中不可避免地会产生焊接应力、焊接变形和焊接缺陷。因此，应选择碳、硫、磷含量较低，塑性、韧性和可焊性都较好的钢材。对非焊接结构，如高强度螺栓连接的结构，这些要求就可放宽。 4．结构的工作环境 结构所处的环境如温度变化、腐蚀作用等对钢材的影响很大。在低温下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢，结构可能出现的最低温度应高于钢材的冷脆转变温度。当周围有腐蚀性介质时，应对钢材的抗锈蚀性作相应要求。 5．钢材厚度 厚度大的钢材不但强度低，而