《建筑材料（第4版）》教学课件-第7章 建筑钢材.pptVIP

第7章 建筑钢材 * §7.1 钢材概述 一、定义 1.铁——铁矿石在高温炉中熔化，再用碳还原其中的氧化铁， 冶炼而成的金属称为铁。 2.钢——将生铁在炼钢炉内熔炼，除去其中大部分碳和杂质， 使含碳量控制在2.06%以下的铁碳合金。 铁矿石 冶炼 生铁 + 矿渣 生铁 冶炼 钢 + 钢渣 3. 钢材——将钢锭加工制成的各种形状的材料。 4.建筑钢材——指建筑工程中所使用的各种钢材的总称。 如：钢筋、钢丝、钢绞线、钢管、钢板、角钢、槽钢等等。 三、分类 1.按化学成分分类：碳素钢(低、中、高)、合金钢(低、中、高) 4.按冶炼时的脱氧程度分类：沸腾钢、镇静钢、特殊镇静钢 2.按有害杂质含量分类：普通钢、优质钢、高级优质钢 5.按产品形状分类：线材、型材、板材、管材 3.按用途分类：结构钢、工具钢、特殊钢 §7.1 钢材概述 二、特点 1.优点： 2.缺点： 材质均匀，性能可靠，强度高，塑性、韧性好，加工性好 易锈蚀、维护费用高，耐火性差 6.按塑性分类：软钢、硬钢 三、用途 建筑钢材 (建筑结构用钢) 钢结构用：工业厂房、大型场馆等的承重构件 钢筋混凝土结构用：承重构件(基础、柱、梁、板、梯)。 §7.1 钢材概述 §7.2 钢材的技术性能 钢材主要技术性能 力学性能 工艺性能 拉伸性能 疲劳强度 冲击韧性 硬度 冷弯性能 焊接性能 一、拉伸性能： 1.钢材受拉至断裂，经历了四个变形阶段： 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段 钢筋受拉时的应力—应变图 2.钢材的几个性能指标： 强度指标：屈服强度ReL 抗拉强度Rm 塑性指标：伸长率A 在拉力作用下，产生伸长变形的性质。 刚性指标：弹性模量 E §7.2 钢材的性能 安全性和利用率指标： 强屈比 荷载 变形 例： 直径为20mm的钢筋，原始标距为100mm，断后标距为125mm， 其伸长率为多少？屈服荷载为118kN，极限荷载为150kN，求其 屈服强度和抗拉强度分别是多少？ 解： 伸长率= 断后标距-原始标距 原始标距 ×100% = 125-100 100 ×100% = 25% 屈服强度= 横截面积 屈服荷载 = 314 mm2 118000 N =376 MPa 抗拉强度= 极限荷载 横截面积 = 150000 N 314 mm2 =478 MPa 二、冷弯性能 在常温下，承受弯曲的能力。 1.定义： 2.意义： 弯曲角度、弯芯直径 弯曲角度越大，弯芯直径越小，冷弯性能越好。 3.评价指标： 更能严格地反映钢材的内部组织情况及杂质等缺陷。 §7.2 钢材的性能 4. 判定方法： 钢材按标准规定的 弯芯直径，弯曲到规定 的弯曲角度后，若弯曲 处无断裂、无裂纹、无 起层、无鳞落，则评定 为冷弯性能合格。 §7.2 钢材的性能 二、冷弯性能 三、冲击韧性 在冲击荷载作用下，抵抗破坏的能力。 1.定义： 2.评价指标： 冲击功αk αk越大，冲击韧性越好。 §7.2 钢材的性能 3.影响因素： 化学组成与组织状态、 轧制焊接等加工质量、环境温度、时效 冷脆性？ 热脆性？ 四、可焊性 1.定义： 是否适应焊接工艺（即焊接后的强度是否与母材相近）的性能。 2.检测方法： 焊接接头的抗拉强度试验 3.判定方法： 若焊接接头断于母材， 且其抗拉强度不低于 母材的极限抗拉强度， 则焊接性能为合格。 §7.2 钢材的性能 冷加工强化： 经冷加工后的钢材，其屈服强度提高，塑性、韧性 降低的现象。 冷加工时效： 将冷加工后的钢材，在常温下存放或加热保持一定时间， 以显著提高钢材强度而采取的处理措施。 时效处理的方法：自然时效、人工时效两种。 冷加工意义： 提高钢材的屈服强度，节约钢材。 §7.3 钢材的冷加工 一、定义： 在常温下对钢材进行拉、拔、轧等方式的加工。 冷加工： 冷拉、冷拔、冷轧、冷冲、冷压、刻痕等。 §7.3 钢材的冷加工 二、加工方式： §7.3 钢材的冷加工 二、加工方式： 1. 冷拉： 采用一定的拉力将钢材拉伸到一定程度后， 缓缓卸去荷载。 §7.3 钢材的冷加工 二、加工方式： 2. 冷拔： 将直径较大的钢筋通过直径较小的拔丝模孔， 拔出成比原直径小的钢丝。 冷拔低碳钢丝 冷拔示意 §7.3 钢材的冷加工 二、加工方式： 3. 冷轧： 将圆钢在轧钢机上轧成断面形状规则的钢筋。 一、热轧钢筋： 1.分类 用加热钢坯轧成的条形成品钢筋。 (1)按供货形式分： 直条钢筋、盘卷钢筋 (2)按表面形状分： 光圆钢筋、带肋钢筋 (3)按强度分： 30