[材料科学]建筑钢材.ppt

一、钢材的定义： 钢材是一种以铁为主要元素、含碳量小于2.06%，并含有其他元素（磷P、硫S、氧O、氮N、硅Si和锰Mn)的材料 二、建筑钢材的主要品种 1.型钢 简单截面型钢：圆钢、方钢、六角钢、八角钢等； 复杂截面型钢：工字钢、角钢、槽钢、钢轨等。 2.线材 如钢筋、钢丝等。 3.管材 无缝钢管、焊接钢管等。 4.板材 光面钢板、花纹板、彩色涂层钢板等。 2.1.1 钢材的冶炼 根据炼钢设备的不同，建筑钢材的冶炼方法可分为： 1、氧气转炉炼钢 2、平炉炼钢 3、电炉炼钢 拉伸试验 1.低碳钢的拉伸性能 量出拉断后标距部分的长度Ll，标距的伸长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。即 拉伸过程的参数 强度指标 屈服强度： 抗拉强度： 屈强比： 塑性指标 伸长率： 硬钢（高碳钢）的拉伸性能 硬钢强度高，塑性差，拉伸过程无明显屈服阶段，无法直接测定屈服强度。用条件屈服强度σ0.2来代替屈服强度。 条件屈服点σ0.2 ：使硬钢产生0.2%塑性变形时的应力。见左图。 1、碳 对钢材的强度、塑性、韧性、可焊性、耐大气锈蚀能力等性能都有影响。 土木工程用钢材含碳量不大于0.8％。在此范围内，随着钢中碳含量的提高，强度和硬度相应提高， ３、锰 锰是有益元素，能使强度提高，还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。 一、冷加工及冷加工强化 钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，产生一定的塑性变形，强度明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为钢材的冷加工强化。 钢筋冷拉是在常温下将其拉至应力超过屈服点达到E点，但小于抗拉强度时即卸荷。如立即重新拉伸，则新的屈服点将高于原来的屈服点而达到E点，以后的应力应变关系将与原来的曲线ECD相似。 如果钢筋在卸载后，经过一段时间再拉伸，则新的屈服强度还会进一步提高到A’，这个过程称为时效处理。 工程应用 建筑工程中对大量使用的钢筋，往往需同时 采用冷加工和时效处理。 钢筋采用冷加工具有明显的经济效益：冷拉钢筋的屈服点一般可提高20%－25%，冷拔钢筋的屈服点一般可提高40%－90％。 2.5 钢筋的连接 一、热轧钢筋 1.生产 采用钢锭经加热轧制自然冷却而成。 2.分类 钢筋混凝土用热轧钢筋分为光圆钢筋和带肋钢筋两种。 3.牌号 热轧直条光圆钢筋 ：HPB300 热轧带肋钢筋：HRB335、HRB400、HRB500 4.热轧钢筋的力学性能、工艺性能应符合下表的规定。 2、冷轧带肋钢筋 1.生产 冷轧带肋钢筋由热轧圆盘条经冷轧或冷拔减径后，在表面冷轧成两面或三面有肋的钢筋。 2.牌号 按抗拉强度分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五个牌号。 3.规格 直径范围为4～12mm，推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm 4.力学性能和工艺性能 应符合国标相关规定 。 5.应用 冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30%左右； 用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。 3、钢丝 1.生产 以优质碳素结构钢盘条为原料，经淬火、酸洗、冷拉制成的用作预应力混凝土骨架的钢丝。 2.分类 按交货状态分为冷拉钢丝和消除应力钢丝两种； 按外形分为光面钢丝和刻痕钢丝两种。 3.力学性能 应符合相应标准规定。 钢丝主要用作桥梁、吊车梁、电杆、楼板、大口径管道等预应力混凝土构件中的预应力筋 。 钢绞线 1.生产 由多根圆形断面钢丝捻制而成。钢绞线按左捻制成并经回火处理消除内应力。 2.规格 钢绞线按应力松弛性能分为两级：Ⅰ级松弛（代号Ⅰ）、Ⅱ级松弛（代号Ⅱ）。公称直径有9.0、12.0、15.0mm三种规格。 3.特点及应用 钢绞线与其他配筋材料相比，具有强度高、柔性好、质量稳定、成盘供应不需接头等优点。 适用于作大型建筑、公路或铁路桥梁、吊车梁等大跨度预应力混凝土构件的预应力钢筋，广泛地应用于大跨度、重荷载的结构工程中。 钢筋绑扎连接 钢筋的机械连接 钢筋的焊接 H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词英文首位字母。 推荐公称尺寸： 光圆：8、10、12、16、20 ； 带肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 2.6.4 钢筋混凝土用钢筋 180°d=6a 180°d=7a 12 630 500 6～25 28～50 HRB500 180°d=4a 180°d=5a 14 570 4