《建筑材料与检测》单元9 建筑钢材 教学课件.pptxVIP

;;;单元九;;;;;炼钢主要是以高炉炼成的生铁和直接还原炼铁法炼成的海绵铁以及废钢为原料，用不同的方法炼成钢。主要的炼钢方法有氧气转炉法、平炉法和电炉法3种。

氧气转炉法炼钢以熔融铁水为原料，由转炉顶部吹入高压纯氧去除杂质。这种炼钢方法冶炼时间短，约30min，钢质较好且成本低。

平炉法炼钢以铁矿石、废钢、液态或固态生铁为原料，煤气或重油为燃料，靠吹入的空气或氧气及铁矿石或废钢中的氧使碳及杂质被氧化清除出去。这种方法冶炼时间长，为4～12h，成本较高，但钢质好。

电炉法炼钢是以生铁和废钢为原料，利用电能转变为热能来冶炼钢的一种方法。电炉熔炼温度高，而且温度可以自由调节，因此该法去除杂质干净，钢的质量好，但能耗大，成本高。;;1.非合金钢

非合金钢按主要质量等级可分为普通质量非合金钢、优质非合金钢和特殊质量非合金钢。

非合金钢按其主要性能或使用特性分类如下：

（1）以规定最高强度（或硬度）为主要特性的非合金钢，例如冷成型用薄钢板。

（2）以规定最低强度为主要特性的非合金钢，例如造船、压力容器、管道等用的结构钢。

（3）以限制碳含量为主要特性的非合金钢（但下述（4）、（5）项包括的钢除外），例如线材、调质用钢等。

（4）非合金易切削钢，钢中硫含量最低值、熔炼分析值不小于0.070%，并（或）加入Pb、Bi、Tc、Sc、Sn、Ca或P等元素。

（5）非合金工具钢。

（6）具有专门规定磁性或电性能的非合金钢，例如电磁纯铁。

（7）其他非合金钢，例如原料纯铁等。;;;;建筑钢材属晶体材料，晶体结构中各原子以金属键方式结合，形成晶粒，晶粒中的原子按照一定的规则排列。如纯铁在910℃以下为体心立方晶格，称为α铁；在910～1390℃为面心立方晶格，称为γ铁。每个晶粒表现出的特点是各向异性，但由于许多晶粒是不规则聚集在一起的，因而宏观上表现出的性质为各向同性。

钢材的力学性能如强度、塑性、韧度等与晶格中的原子密集面、晶格中存在的各种缺陷、晶粒粗细、晶粒中溶入其他元素所形成的固溶体密切相关。

建筑钢材中的铁元素和碳元素在常温下有3种结合形式，即固溶体、??合物、机械混合物。工程上常用的碳素结构钢在常温下形成的基本组织为铁素体、渗碳体和珠光体。;;钢中的主要成分为铁元素，此外还含有少量的碳、硅、锰、硫、磷、氧、氮等元素，这些元素对钢材性质的影响各不相同。

碳（C）：含碳量小于1%时，随着含碳量增加，钢材的强度和硬度提高，塑性、韧度和焊接性能降低，同时，钢材的冷脆性和时效敏感性提高，抗大气锈蚀性降低。

硅（Si）：可提高钢材强度，对塑性和韧度的影响不明显。

锰（Mn）：可提高钢材强度，细化晶粒，改善热加工性质。

钒（V）：增加钢材红硬性。

铬（Cr）：细化晶粒，提高钢材强度。

氮（N）：表面富氮时，可提高钢材的耐磨性。

硫（S）：为钢中的有害元素，易偏析，使钢材产生热脆性。

磷（P）：可提高钢材强度，降低塑性、韧性，易偏析，使钢材产生冷脆性。

氧（O）、氢（H）：为钢中的有害元素，偏析严重，使钢材的塑性、韧性降低，甚至产生微裂纹进而导致钢材断裂，且随着钢材强度提高，危害性增大。;;（一）碳素结构钢

1.碳素结构钢的牌号及其表示方法

《碳素结构钢》（GB/T700—2006）中规定，碳素结构钢按其屈服点分为Q195、Q215、Q235和Q275共4个牌号。各牌号钢又按其硫、磷含量由多至少分为A，B，C，D共4个质量等级。碳素结构钢的牌号由代表屈服强度的字母“Q”、屈服强度数值

（单位为MPa）、质量等级符号（A，B，C，D）、脱氧方法符号（F，Z，TZ）4个部分按顺序组成。例如，Q235AF，表示屈服强度为235MPa、质量等级为A级的沸腾碳素结构钢。

碳素结构钢的牌号组成中，表示镇静钢的符号“Z”和表示特殊镇静钢的符号“TZ”可以省略，例如，质量等级分别为C级和D级的Q235镇静钢和Q235特殊镇静钢，其牌号分别为Q235CZ和Q235DTZ，可以省略为Q235C和Q235D。;2.碳素结构钢的技术要求

;为了改善碳素结构钢的力学性能和工艺性能，或得到某种特殊的理化性能，在炼钢时有意识地加入一定量的一种或几种合金元素，所得的钢称为合金钢。低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加总量小于5%的一种或几种合金元素的一种结构钢，所加元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素，目的是提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及耐低温性能等。因此，低合金高强度合金钢是综合性能较为理想的钢材。另外，与使用碳素钢相比，可节约钢材20%～30%，而成本并不很高。;1.低合金高强度结构钢的牌号表示方法

根据《低合金高强度结构钢》（GB/T1591—2008）及《钢铁产品牌号表示方法》（GB/