复件 第八章 建筑钢材.pptx

第八章;分类;第一节概述;钢筋;工字钢;圆钢、角钢;钢丝绳;指用于工程建设的各种钢材，包括：

型钢

钢板

钢丝

钢筋;优点

比强度高

塑性好、韧性好

能承受冲击和振动荷载

加工性好;建筑钢材可用于:

大跨度结构

多层及高层结构

受动荷载作用的工业厂房;建筑钢材是建筑中常用的材料

钢材的品种多，性质差别大，为了掌握钢材的合理使用，应对钢材的生产、组成、性质和用途等知识有一定的了解。

本章的重点是钢材的技术性质（主要是抗拉性能）、技术标准和选用。;钢材的冶炼过程及其对钢材质量的影响

冶炼原理

炉种的影响

分类

按化学成份分

按质量分

按结构用途分;将熔融的生铁水或焦炭及铁矿石加入炼钢炉中精炼，使炭及其它杂质氧化而挥发或变成氧化物进入渣内，降低炭及其它杂质的含量。;过程;炉种的影响及氧化程度;冶炼中为除去杂质而进行的氧化

部分铁不可避免???被氧化

使钢锭内生成许多气泡

降低了钢的质量

为了使FeO和Fe2O3还原为Fe,在炼钢的后阶段必须脱氧。;表2脱氧程度及钢材质量;碳素钢

低碳钢C0.25%√

中碳钢C=0.3～0.55%

高碳钢C0.6%

合金钢

低合金钢5%√

中合金钢=5～10%

钢合金钢10%;按质量分;工程中的钢结构和钢筋混凝土结构中的钢材的基本性能有：;拉伸性能录像;低碳钢的应力应变图;定义

屈服强度是指钢材开始丧失随变形的抵抗能力,并开始产生大量变形的能力。

意义

是弹性变形转变为塑性的转折点

当外力超过屈服点时，产生不可恢复的变形，钢材内部的应力自动分配至低应力部位

所以说，屈服点是确定钢结构容许应力值的依据;公式;定义

σb是指钢材能承受的最大拉应力.

意义

当外力大于抗拉强度时，钢材完全丧失对变形的抵抗能力而断裂

因此，在结构设计中不能应用;定义

σs/σb反映了钢材的可利用率和安全性的大小

意义

屈强比对钢材的可利用率和安全性来说是重要的。合理屈强比：

碳素钢0.58—0.63

低碳合金结构钢0.65—0.75;;指钢材在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。;断面收缩率;指标和公式;冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力;Ak—试件破坏时的冲击功

A—试件槽口处截面积;αk与温度有关

温度较低时，发生脆性断裂的现象

发生脆性断裂时的温度为脆性断裂温度

温度较低时，冷脆性好;指钢材在常温下承受弯曲变形的能力

如果钢材承受弯曲变形的程度大，那么钢材的冷弯性好;试验;冷弯是通过弯曲处的塑性变形来实现的，因此它也是反映钢材在静荷载下塑性的一个指标。

在拉伸试验中，钢材试件的塑性变形则是局部不均匀变形.冷弯试验常常能反映钢材内部组织的均匀程度，存在内应力和夹杂物等缺陷

因此可以用冷弯性来检查钢材的质量，如焊接质量;焊接性能(可焊性）

钢材在一定焊接工艺条件下，在焊接及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，焊接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。

影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。如硫产生热脆性，使焊缝处产生硬脆及热裂纹。又如，含碳量超过0.3％，可焊性显著下降等。;合格;§8.3钢的组织与化学成分;钢材的化学成分及对性能的影响

钢材的化学成分主要是指碳、硅、锰、硫、磷等，在不同情况下往往还需考虑氧、氮及各种合金元素。

（1）碳：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，而塑性和韧性则相应降低，碳还可显著降低钢材的可焊性，增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性。

（2）硅：当硅在钢中的含量较低（小于1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显。

（３）锰：锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在1%～２％范围内，它的作用主要是使强度提高，锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。

（４）硫：硫是很有害元素。呈非金属硫化物夹杂物存在于钢中，具有强烈的偏析作用，降低各种机械性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性。;（５）磷：为有害元素，含量提高，钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，特别是温度愈低，对韧性和塑性的影响愈大，磷在钢中的偏析作用强烈，使钢材冷脆性增大，并显著降低钢材的可焊性。

磷可提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。

（６）氧：为有害元素。主要存在于非金属夹杂物内，可降低钢的机械性能，特别是韧性，氧有促进时效倾向的作用，氧化物造成的低熔点亦使钢的可焊形变差。

（７）氮：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢材的强度提高，塑性特别是韧性显著下降。氮可加剧钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。