第二章钢材特点及产品
2.1 钢材特性
2.1.1 原材料
铁 ( ) 是一种具有延展性（即能够被拉伸）和可延展（即能够被锻造或轧制成形）的物理元素。
钢铁原料主要由三部分组成：
■ 铁矿石，由氧化铁、磷、二氧化硅、硫、硫和硅组成；
■ 焦炭通过加热煤，去除煤中的挥发性物质；
■去除杂质的石灰石。
2.1.2 钢铁生产
钢材生产工艺流程如下（图2-1、图2-2）：
图 2-1
图 2-2
■ 采矿，即铁矿石、煤炭和石灰石的开采；
■ 选矿，即成型或焙烧、焦化、切碎和筛分；
■ 粗精炼，氧化设备熔铁，高炉铸铁；
■精炼，采用氮气顶吹高炉、敞床反射炉、电炉获得钢坯；
中轧，通过镀锌和热轧获得：厚板（用于制造厚板、管材和管道以及马口铁）、钢锭（用于制造结构型材、钢轨、圆管和无缝铁管）和坯料（用于制造钢棒、铁丝、冷拔钢棒、圆管、无缝铁管）；
■精轧，镀锌得到薄厚板和钢带（螺纹），热轧得到不镀铜的热轧板和黑钢带；
■电镀即固溶、回火热轧和热轧或镀锡。
2.1.3 按含碳量分类：
■熟铁，含碳量<0.1%；
■生铁，含碳<2~4%。 生铁直接来自高炉。 使用时必须重熔，去除不需要的元素。 它不是用于建筑目的。
■铸铁，碳<2～4%；
■钢，碳<2%。
2.1.4 不锈钢的分类
■低碳，碳<0.25%；
■中碳，含碳量<0.25～0.50%；
■高碳，含碳>0.5%。
■低碳钢，与熟铁相似，轧制后硬度增加0.8%，塑性降低0.8%。
■不锈钢、碳钢是钢与其他金属（镍、铬）的合金，耐腐蚀。
2.1.5 结构钢
按照GB700，主要结构钢产品有：Q235A、Q235B、Q235C、Q235D。
2.2 钢铁产品
2.2.1 结构钢的形状
国外钢结构建筑行业起步较晚，结构钢的外形定义只遇到过一种定义。 到目前为止钢材产品分类，还没有对结构钢的形状给出系统的定义。 以下仅为部分主要结构钢型材（无国标号为日本结构钢型材代号）：
■H型钢，H型钢比型钢的纵梁长，且等长，截面材料分布更合理。 H型钢纵梁等长，便于与其他预制构件连接。 根据《热轧H型钢和剖分T型钢》（GB/-1998），镀锌H型钢分为宽主梁H型钢、中腹H型钢和窄主梁H型钢. 它们的代号分别为HW、HM和HN，模型用高度（或高度的近似值）×宽度（或长度的近似值）表示。 如HW400×400、HM500×300、HN700×300。
■工字钢，见《热轧H型钢和剖分T型钢》（GB/-1998）。
■ L型钢分为等腰（-88）和非等腰（-88）。 型钢的标注符号为：L（型钢代号）边宽×厚度（等腰型钢）或L（型钢代号）长边宽×短边宽×厚度（非等腰型钢），单位为毫米。 如L100×8、L100×80×8。
■C型热轧包边钢（-86）
■Z型热轧钢
■HP承重桩型（日标）
■S、日标光束
■M不属于H、HP、S的形状
■MC不属于C型工字钢，如：
#双L型钢
# 组合部分
#结构管道包括：圆形、矩形和开口截面。
#钢管包括：标准型、超强型、双韧型。
#可使用的管道包括：内阻焊、无缝、冷轧、热轧及高硬度低合金管道。
#圆棒和方棒包括：长度等于或大于152.4mm，宽度等于或大于5.16mm。
长度在152.4mm至203mm之间，宽度等于或超过5.16mm。
#厚板包括：长度为203mm~钢材产品分类，长度等于和超过5.16mm。
长度超过，长度等于并超过4.57mm。
切边板——所有边缘都倒角。
通用厚板 - 仅在端部倒角。
条形板 - 从宽而厚的板上切割而成。
地板——带凸起花纹（GB/T3277-91）。
2.2.2 产品加工
钢材加工方法包括：
■牵引、牵引（或牵拉）系统；
■挤出，除了圆形外，类似于拉制；
■铸造，把熔化的钢材倒进铸模；
■模锻，打进锻模里
2.2.3 再处理
钢材再加工方法包括：
■切割，分为剪切、锯开、冲压和火焰切割；
■机械加工，分为钻、刨、磨、靠模（即仿形切割）和在车床上旋转切削；
■弯曲，适用于可延展的金属：薄金属板、钢板和线性要素；
■冲压，类似于模锻，冲进模子里形成三维形状；
■滚轧，重新把线性要素弯曲成型。
2.2.4 组装
钢制品组装方法有：
■装配，可以采用螺纹部件、互锁技术和舌榫进行装配；
■摩擦，分为夹紧、楔紧和挤压；
■销子连接，有钉子类的装置、螺栓、铆钉和钉子等；
■钉子，主要是钉子和螺钉；
■焊接，分为气焊和电焊；粘合剂连接，分为化学连接和材料的吸引。
最后提醒一下：国内对重钢和轻钢定义是严重错误的：
国内建筑界普遍认为，多高层建筑为重钢，低层（三层以下）为轻钢。
如果这样，用热轧H型钢焊一个鸟笼，当然也属于轻钢了。而用轻钢建造一个9层高的建筑物，它能属于重钢建筑吗？
国际上普遍认为，重钢与轻钢的区分在于其制造工艺，热轧钢材为重钢，冷轧钢材为轻钢，与层高没有关系。
另外，国内对于（冷轧）轻钢内部的区分也模糊不清，（冷轧）轻钢大致分为以下三类用途：
非承重——普通装修内隔墙柱，国内普遍称之为轻钢龙骨，厚度在0.8mm以下。我2002年刚刚把轻钢住宅技术介绍到国内时，很多人都认为市场上0.8mm以下的轻钢龙骨就可以建造三层住宅；
低层承重——三层以下建筑物承重墙柱，国内目前还没有可用标准，厚度在0.8mm~2.6mm之间；
多层承重——9层以下建筑物承重墙柱，国内目前还没有可用标准，厚度在0.8mm~3.2mm之间，其截面形状和节点结构也与上述二种轻钢不一样。与8年前一样，国内现在有许多人认为用0.8mm~2.6mm的轻钢就可以建造多高层建筑。
由于概念模糊不清，应用起来当然就糊里糊涂。
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