建筑钢是建筑项目中重要的工程原料。它的表现,资格和适当的选择对于项目的承载性能和结构安全至关重要。钢质量检查和测试是工程质量控制的重要手段和保证措施。如何在钢测试中正确检查和准确测试需要了解钢的基本特性,了解各种材料的采样,测试和数据处理,并针对常用的建筑钢材材料。在检查测试中需要掌握的知识和预防措施已编译为“对建筑钢的属性和检查”,以提供摘要。由于本文的长度,该计划将以五个部分的串联启动。以下是本系列的第一部分,即建筑钢的基本知识。
第一部分建筑钢的基本知识
1。金属材料
金属材料是指金属元素或具有主要由金属元素组成的金属特性的一般术语。金属材料包括两个主要类别:亚铁金属和非有产金属。亚铁金属指的是用铁作为主要成分的金属和合金。通常使用的亚铁材料包括钢和生铁。
2。钢
钢是铁作为主要元素的材料,碳含量通常低于2%,并包含其他元素(例如磷,硫,氧,氧,氮,硅和锰)。它的优势是其拉伸,压缩和抗冲击力。良好的加工性能可以剪切,焊接和铆接,并且易于组装;缺点是生锈很容易。

iii。钢的分类
1。按炉类型
(1)转换器钢制:通过使用熔融铁作为原材料而获得的钢,并将高压热空气(或氧气)从转换器的底部或侧面吹入转换器到冶炼。吹时,诸如氮和氢之类的杂质很容易将其混合到空气中,因此氧气转换器钢通常用于建筑中。转换器钢的融化时间很短,并且杂质含量不容易控制,因此质量很差。

(2)用于开放式炉子的炼钢:使用固体或液体生铁,铁矿石或废料作为原材料以及气体或重油作为燃料,用固体或液体的铁矿石或废料作为钢而获得的钢。冶炼时间很长,质量易于控制,因此质量很好,但成本高于转换器钢的成本。

(3)电炉制造:通过使用电加热在高温下冶炼获得的钢;通常,高压电孤立性用作热源,因此冶炼温度很高,可以自由调节温度,清除杂质要容易得多。因此,电炉钢的质量是最好的,但最昂贵的是最好的。

2。根据脱氧程度
(1)沸腾钢:具有不完全脱氧的钢的结构不足,许多气泡,许多硫和磷杂质,化学成分和机械性能不足,强度低,影响韧性差和焊缝。质量差,成本低。广泛用于一般建筑项目。
(2)平静钢:足够的脱氧,密集的组织,均匀的化学成分,良好的机械性能,良好的质量和高成本。适用于重要的结构项目,例如预应力的混凝土结构和承受影响负载的结构。
(3)半染色的钢:脱氧的程度和钢的质量在上述两个之间。
另外,与平静的钢相比,有些钢的脱氧化更大和彻底。它们的质量是最好的,称为特殊平静的钢,用于特别重要的结构工程。
3。压力处理方法
(1)热处理的钢:将钢锭加热到一定温度(1150℃〜1300℃),以便钢铁铸层由塑料状态制成用于压力加工的塑料(例如热滚动,热锻造)。
通常,热滚动主要用于建筑钢。焊接钢管由钢板制成。无缝的钢管是通过穿孔固体钢坯料制成的,并通过热滚动,挤压,冷滚动,冷绘图和其他工艺制成。
钢热卷具有良好的可塑性,易于形成。形成后,钢没有内部压力,这对于过程处理很方便。例如,用于建筑板和用于冲压的钢板的钢条应进行机械处理和热处理。
(2)冷处理钢:钢在重结晶温度以下的重结晶温度下以塑料变形制成的钢。通常,采用了处理方法,在室温下,通过机械加工(例如冷滚动,冷绘图,冷锻造,踩踏,冷挤压,冷挤压等),可以通过机械处理进行变形,拉直和去除钢的处理方法。高且在形成金属的同时,可以使用工作硬化来改善工件的硬度和强度。
钢的冷滚动具有冷工作硬化的特征。由于冷滚动具有良好的机械性能,因此许多直接使用的钢质使用冷滚动钢。例如冷钢丝,冷钢板,冷钢杆。冷绘图后,钢筋的屈服强度可以提高20%-30%,冷图后的屈服强度可以提高40%-60%。
4。根据化学成分
(1)碳钢(碳含量)
①低碳钢:碳含量小于0.25%;
②中碳钢:0.25•碳含量<0.6ie;
③高碳钢:0.6%<碳含量<2%。
(2)合金钢(包括合金元素含量)
①低合金钢:合金元素含量小于5%;
②中型合金钢:5ie <拟合元素含量<10ie;
③高钢:10%<合金元素含量。
建筑钢主要包括两类:普通碳钢和普通低合金钢。
5。质量
(1)普通碳钢:硫含量≤0.055%〜0.065%,磷含量0.045〜0.085%;
(2)高质量的碳钢:硫含量≤0.030%〜0.045%,磷含量0.035〜0.040%;
(3)高质量的高质量钢:硫含量≤0.020%〜0.030%,磷含量0.027〜0.035%。
钢中的化学元素对钢性质有重大影响。钢中共同元素的影响如下:

碳:碳含量不超过0.8%。随着碳含量的增加,钢的强度和硬度相应提高,而可塑性,韧性和冷弯曲性能则相应降低。当碳含量超过0.8%时,强度会降低。碳还可以显着降低钢的可焊性,提高钢的冷脆性和衰老敏感性,并降低对大气腐蚀的耐药性。
磷:磷是钢铁中的有害元素。含量增加,钢的强度增加,可塑性和韧性显着下降。特别是,钢的寒冷增加会增加,从而导致焊接性能恶化,降低可塑性和冷弯曲性能的恶化。
硫:在正常情况下,硫也是有害因素。降低各种机械性能。它导致钢产生热脆性,降低钢的延展性和韧性,并在锻造和滚动过程中引起裂缝。硫对焊接性能不利,也可以降低钢的耐腐蚀性。
氧气和氮:降低钢的强度,冷弯曲和焊接特性。氧气还增加了钢的热脆性,氮可以提高冷脆性和衰老的敏感性。
6。使用
(1)结构钢:建筑工程的结构钢(建筑钢),机械制造的结构钢;
(2)工具钢:用于制作刀具,测量工具,模具等;
(3)特殊钢:不锈钢,耐酸钢,耐热钢,耐磨钢,磁性钢等。
例如,就其使用分类而言,钢筋混凝土的钢条属于结构钢。就其质量分类而言,它们属于普通钢。就其碳含量而言,它们属于低碳钢。
4。建筑钢
电线用于钢筋混凝土结构(例如各种钢条,钢丝,钢丝绳等)以及用于钢结构(例如方形钢,圆形钢,扁钢,角钢,角度钢,通道钢,I形)的各种轮廓钢,轨道钢等),板(例如中厚的钢板,薄钢板),管道(例如用于钢桁架的钢管以及供水和天然气供应(蒸气))。
5。建筑钢的性能
1。拉伸特性
拉伸性能是建筑钢的最重要特性。通过钢的拉伸测试测量的弹性模量,屈服强度,拉伸强度和伸长率是钢的四个重要技术指标。

从低碳钢的应力应变关系来看,可以看出,低碳钢从伸展到破碎的四个阶段:弹性阶段,产量阶段,增强阶段和颈部阶段。
(1)弹性相

在此阶段,OA部分是一个直线段,应力和应变与应力与应变之间的关系成正比。材料符合钩子的定律。直线段的斜率是材料的弹性模量。对应于直线最高点的应力值记录为σp,称为材料的比例极限。直线段的一部分不再是一条直线,这意味着材料不符合胡克的定律。但是,在本节中卸载,变形也消失了,表明本节还经历了弹性变形。与点A相对应的应力值表示为σE,称为材料的弹性极限。
弹性极限非常接近比例极限。在实际工程中,两者通常并不严格区分,但是比例极限大约被弹性极限所取代。
(2)投降的阶段

这个阶段是一条曲折曲线。在此阶段,压力不会增加,但是应变仍在增加。该材料似乎失去了抵抗变形的能力。这种现象的菌株增加而没有压力增加,称为产量,腹部部分称为投降阶段。对应于屈服阶段曲线最低点的应力称为较低的屈服点(或屈服极限)。在产量阶段卸载不会消失塑料变形。在工程中,组件通常不允许塑性变形,并且塑料变形被用作损坏塑料材料的迹象,因此产量点是测量材料强度的重要指标。
对于没有明显产量点和产量步骤的钢(例如中碳钢和高碳钢),当残余变形为0.2%时,应力值称为条件屈服强度,并表示为σ0.2 。

(3)加强阶段

在产量阶段之后,曲线逐渐从点B逐渐上升,表明为了增加应变,必须增加应力,并且材料恢复了其抵抗变形的能力。这种现象称为加强,而卑诗省则称为加强阶段。与曲线最高点相对应的应力值称为材料的拉伸强度(或强度极限),这是测量材料强度的另一个重要指标。
(4)颈部阶段

在曲线到达点C之前,样品的变形均匀地发生。当曲线到达点C时,在样品的某个部分(不均匀的材料或有缺陷)中,变形显着增加,有效的横截面急剧减少。有一种颈部现象,测试件很快就被取下,因此CD段称为颈部阶段。
总结拉伸属性:

钢的σp和σs越高,钢对少量塑性变形的电阻越大。因此,没有塑性变形的应力可以承受的应力越大。 σs和σb之间的差异越大,超过产量点后强度储备的容量就越大,结构的安全性越高。
钢的屈服点(屈服强度)与拉伸强度的比率称为屈服强度比。它还代表了钢强度储备的大小。产量比越大,结构部分的可靠性越高,产量比越小,强度储备越大。但是,如果Que的比率太小,则钢条强度的有效利用率较低。碳钢的产量强度比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75,合金结构钢为0.84-0.86。
在使用中,为了避免在正常压力下的压力浓度和易碎缺陷中破裂,需要具有良好的可塑性,即具有一定的伸长率,以便当缺陷的压力超过σs时,在发生塑性变形时会引起应力。重新分配,避免损坏结构。
2。影响韧性
钢的冲击韧性是指钢抵抗撞击负荷而不会受到损坏的能力。
当测试机的沉重摆从一定高度自由下降时,撞击韧性实验,样品中间打开V形间隙,样品吸收的能量等于重物的工作W 。距离韧性的大小由Natch的每单位区域消耗的工作表达。

AK值与测试温度有关。一些材料在室温下具有低冲击韧性。但是,当测试温度低于一定值时,AK突然急剧下降,材料没有明显的塑性变形,并且会发生脆性骨折。该特性称为钢的冷脆性。
3。疲劳强度
当应力低于其屈服强度时,交替载荷重复作用和突然脆性断裂失败的现象称为疲劳失败。

钢对钢的疲劳损害通常是由于拉伸应力引起的。首先,小裂缝开始在局部形成,然后由于微裂纹尖端的应力浓度而逐渐扩展,直到突然发生瞬时疲劳性骨折为止。
在低应力条件下突然发生疲劳损伤,因此极度有害钢材的形状分类 标准,常常造成灾难性的事故。
4。硬度
硬度是指钢能够抵抗将硬物体压入钢表面的能力。测试方法包括,和,常用方法是和。
材料的硬度通常与材料的其他特性有关,例如:钢的HB值与拉伸强度之间存在良好的相关性。
5。弯曲性能
它是指钢在室温下承受弯曲变形的能力,并且在测试期间由弯曲角α和弯曲中心直径D表示。该测试是根据指定的弯曲角和中心直径进行的。如果在测试片的弯曲点上没有裂缝,断裂或剥离,则意味着冷弯曲性能被认为是合格的。

弯曲角度越大,弯曲中心直径与样品厚度的比率越小,则表明冷弯曲性能越好。
钢的冷弯曲性能和伸长均反映了塑性变形能力,但是在样品的轴向均匀变形条件下测量伸长率,而冷弯曲性能是钢在更严格条件下部分变形的能力。它可以揭示钢的内部结构是否均匀,是否存在内部应力和夹杂物等缺陷,并且通常用于检查焊接接头。
6。焊接性能
焊接:局部加热两块金属,并使关节迅速融化或半融化,并牢固地连接它们。它是钢结构钢与混凝土结构钢筋之间的主要连接形式。
焊接性能:指的是,在某些焊接过程条件下,焊缝及其附近的过热区域中没有裂缝或硬磨碎的趋势。焊接后钢的机械性能,尤其是强度,不得低于原始钢的强度。
影响因素:钢的化学组成对钢的焊接有很大影响。 ,是可焊接钢筋,并具有成熟的焊接工艺,因此可以保证质量。 HRBF钢筋对焊接过程有很高的要求。该标准特别强调,“应专门测试钢筋的焊接性能”,而新的包含法规是只允许机械连接。
选择:使用钢进行焊接结构,选择具有较低碳含量的氧气转换器或开放式炉平静的钢。对于高碳钢和合金钢,需要预热和焊接后的热处理。
机械连接:机械连接易于操作,质量稳定,没有污染,这对于大直径钢杆连接具有明显的优势。
为了确保机械连接的性能,应尽可能控制钢筋的外观(阶段,非圆度)和尺寸偏差。应尽可能消除带肋的钢筋。
大直径RRB和HRBF钢筋,如果钢筋内部和内部的硬度太大,它也会影响机械连接的处理和性能。
7。锚性能
钢筋的锚定性能与它们的外观有关。
圆形钢杆的锚定性能很差,并且使用时需要钩子,从而增加了钢筋的数量和建筑成本,因此很少用作主要压力钢棒。
非光学圆形钢筋的锚定性能主要与参数有关,例如相对肋骨高度(或凹槽深度),肋骨面积比和相对肋骨面积。钢棒的外观被分类为螺旋肋骨,轮廓肋骨,新月形肋骨,标记(钢丝)混凝土构件的裂纹形式也与粘结锚定性能有关。具有良好锚固性能的钢筋混凝土成员的裂缝薄又密集,反之亦然,且宽阔而薄的裂缝。
8。冷处理和及时性
(1)冷处理
钢的冷处理,也称为工作硬化或加强冷工作,是指在室温下的冷绘图,冷滚动和其他加工,其应力超过其产量,但不超过拉伸强度。冷处理可以使钢冷处理。加强意味着,在钢进行冷处理后,发生塑性变形,晶格缺陷增加,失真会发生,这阻碍了进一步的变形,钢的产量增加,拉伸强度保持不变,可塑性,韧性和弹性模量下降。
冷处理的钢可以适当地减少钢筋混凝土结构的设计横截面或减少混凝土中的钢筋数量,从而实现节省钢并降低成本的目的。钢杆的冷拉力也有助于去除生锈,拉直并简化钢筋的施工过程。但是,冷钢丝具有相对较大的强度,相应的安全储备较小。
冷拉意味着热滚动的钢杆张紧带冷拉设备以拉伸它们。钢棒冷涂后,产量点通常可以增加20%至30%,这可以节省10%至20%的钢。冷绘图后,钢的产量阶段缩短,伸长延伸,材料变得坚硬。
请注意,预应力的肌腱张力和钢杆冷拉之间存在差异。区别是:
①钢棒的冷拉力是提高钢筋的屈服强度并节省钢。冷拉力是将钢筋拉到应力 - 应变曲线加强阶段的任何点,然后慢慢卸载负载,因此,当再次加载时,其产量极限将增加。
②预应力肋的张紧使用钢棒的弹性力在张力区域的混凝土上建立预应力,以提高结构的裂纹电阻,刚度和耐用性。
冷图是由圆形钢棒制成的冷图模具的强制图,该钢筋在钢丝绘图机中的直径比钢筋小0.5至1.0mm。拉力部分的减少每次应低于10%。在一个或多个冷图后获得的冷吸低碳钢的产量可以增加40%至60%。
冷滚动是一个钢棒,在钢滚动厂上具有常规的横截面形状,可以改善其强度和与混凝土的粘结力。当钢杆被冷滚动时钢材的形状分类 标准,它与纵向和横向方向同时变形,因此它可以更好地保持其可塑性和内部结构的均匀性。
(2)寒冷的工作时间
冷工作衰老(称为衰老)是指在长期钢制搁架过程中,尤其是在将冷工作的钢置于一段时间内,其强度和硬度会自发增加,并且其可塑性会产生这种现象。韧性将逐渐减少。衰老可以通过自然衰老或人工衰老进行。
自然老化:在室温下储存15-20天,适用于强度较低的钢棒。
人工衰老:加热至100℃-200℃,并保持2-3小时,适用于强度更高的钢棒。
当对钢的机械性能存在争议时,老化后应在样品上进行仲裁。
6。建造钢检验的基本程序
钢检验的基本过程如下图所示。

特别强调采样的预防措施:
1。钢应有工厂证书或测试报告表,以及钢铁的类型,规格,材料,材料,熔炉批号和实施标准,应从认证材料中确认。
2。钢包装应具有合格的标志,并检查传入材料是否与标志中的材料清单内容匹配。
3。根据采样任务的测试项目,批处理和项目采样应根据执行标准进行。
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