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土木工程材料钢材第1页/共62页 22.1.1 建筑钢材概述定义：建筑钢材主要是指用于钢结构中各种型材（如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等）、钢板、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝、钢绞线等。性能及应用：建筑钢材有较高的强度，有良好的塑性和韧性，能承受冲击和振动荷载，易于加工和装配，可以焊接或者铆接，便于装配广泛应用于建筑工程中。缺点：易锈蚀，耐火性差。2.1 建筑钢材基本知识第2页/共62页 3前言1996年以来，我国钢产量一直居世界第一位。2006年中国粗钢产量突破4亿吨,占世界钢产量的34.4%，相当于前六大钢铁生产国日本、美国、俄罗斯、韩国、德国、印度的总和。钢筋混凝土用热轧带肋钢筋是重要的钢铁产品，它应用范围广，生产量大。据粗略的统计：2006年我国钢筋实际产量已达8792万吨左右，约占我国钢产量的20.8%。 第3页/共62页 4近年来，伴随我国经济持续高速增长，建筑业作为我国国民经济支柱产业之一也得到了快速的发展。由于目前我国建筑主要为钢筋混凝土结构形式，钢筋的生产与消费量增长很快 。我国建筑用钢占钢材的消费比例约为53.3%，其中长材的消费占76%以上。钢筋占建筑用长材的61% 。第4页/共62页 5第5页/共62页 6第6页/共62页 7第7页/共62页 8第8页/共62页 9第9页/共62页 10第10页/共62页 11第11页/共62页 12第12页/共62页 13第13页/共62页 14第14页/共62页 15第15页/共62页 16第16页/共62页 172.1.2 钢的冶炼加工及其对钢材质量的影响冶炼原理：将生铁在1700℃左右熔融，进行氧化，使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质含量降低到允许范围内。碳素钢——含碳量在0.02%～2.06%，含有害杂质较少的铁碳合金。 生铁硬而脆，无塑性和韧性，不能进行焊接、锻造、轧制等加工，在建筑中很少应用。炼钢方法：大规模的炼钢方法主要有转炉法、平炉炼钢法和电弧炼钢法三种。钢材交货时，必须对所用炉种以规定的代号做出标志，脱氧状态也是钢质标志的内容之一。第17页/共62页 18第18页/共62页 19第19页/共62页 20顶吹氧气转炉第20页/共62页 21第21页/共62页 222.1.3 钢的分类按化学成分分类?碳素钢：低碳钢：含碳量 0.25％ 中碳钢：含碳量为0.25％～0.60％　 高碳钢：含碳量 0.60％?合金钢：低合金钢：合金元素总含量 5.0％　 中合金钢：合金元素总含量为5.0％～10％　 高合金钢：合金元素总含量 10％按质量（杂质含量）分类 ?普通钢：含硫量≤0.055％～0.065％；含磷量≤0.045％ ?优质钢：含硫量≤0.03％ ～0.045％；含磷量≤0.035％ ?高级优质钢：含硫量≤0.02％ ～0.03％；含磷量≤0.027％按用途分类 ?结构钢：建筑工程用结构钢、机械制造用结构钢 ?工具钢：用于制作道具、量具、模具等 ?特殊钢：不锈钢、耐酸钢、耐热钢、耐磨钢、磁钢等建筑工程中常用的钢种是普通碳素结构钢和普通低合金结构钢。第22页/共62页 23根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为:沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。名称脱氧程度质量沸腾钢（F）不完全组织不够致密，气泡多，化学偏析大，成分不均匀，硫、磷杂质较多质量较差，成本较低。广泛用于一般建筑工程。镇静钢（Z）充分组织致密，成分均匀，机械性能好，质量较好，成本较高。适用于预应力混凝土等重要结构工程。半镇静钢（b）均介于上二者之间脱氧程度不同的三种钢锭的比较第23页/共62页 24 建筑钢材的产品一般分为型材、板材、线材和管材等几类。型材包括钢结构用的角钢、工字钢、槽钢、方钢、轨道钢等。线材包括钢筋混凝土和预应力混凝土用的钢筋、钢丝和钢铰线等。板材包括用于水利水电工程金属结构、房屋、桥梁及建筑机械的中厚钢板；用于屋面、墙面、楼板等的薄钢板。管材主要用于钢桁架和供水、供气（汽）管线等。第24页/共62页 25第25页/共62页 26第26页/共62页 27第27页/共62页 28第28页/共62页 29第29页/共62页 30第30页/共62页 31伸长率指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比，伸长率按试棒长度的不同分为：试棒的标距等于5倍直径，短试棒求得的伸长率，代号为δ5；试棒的标距等于10倍直径，长试棒求得的伸长率，代号为δ10，。伸长率是钢材发生断裂时所能承受的永久变形的能力式中 δ——试件的伸长率，%； ——拉伸前的标距长度，mm； ——拉断后的标距长度，mm。式中