朔州师范大学土木工程系、土木工程系、白山师范大学2.12.1钢种分类钢种2.22.2建筑钢材专业技术性能 建筑钢材主要技术性能2.32.3 钢成分及其对性能的影响 钢成分及其对性能的影响2.42.@ >4钢筋与加工 钢筋与加工2.52.5 土木工程常用金属材料的性能及应用2.62.6 钢筋的腐蚀与防护钢材的保护 学习目的：学习目的：了解建筑钢材的显微组织及其与性能的关系 了解建筑钢材的显微组织及其与性能的关系 熟练掌握钢材的热工性能 热工性能的意义和测量技巧精通钢材性能的意义、测量方法及影响因素和影响因素。熟悉建筑钢材的加固机理和加固技巧。选择掌握土木工程常用建筑钢材的分类及其选用原则2.12.12.1.12.1.@ > 1. 钢材按物理成分分类。钢按物理成分分类。钢以铁为主元素，含碳量以铁为主元素，含碳量0.02%0.02%- -2.06%2.06 % 和富含其他元素的合金材料。 ，以及富含其他元素的合金材料。
1.碳钢 碳钢 低碳钢：低碳钢：CC<<0.25%0.25% 中不锈钢：中不锈钢：C=0.25%~0.6%C=0.25%~0.6%高不锈钢：高不锈钢：CC＞>0.6%0.6%2.合金钢合金钢低合金钢：合金元素<低合金钢：合金元素<5% 5%中合金钢：合金元素中合金钢：合金元素5%~10%5% ~10 % 高合金钢：合金元素> 高合金钢：合金元素> 10%2.1.22.1.2按质量分类（杂质浓度）按质量（杂质浓度）分类普通钢：普通钢：S0.050%S0.050%； P0.045%P0.045% 优质钢：优质钢：S0.035%S0.035%;;P0. 035%P0.035% 中质钢：中质钢：S0.025 %S0.025%;;P0.025%P0. 025% 优质钢：优质优质钢：S0.015%S0.015 %;;P0.025%P0.025%2.< @1.32.1.3 根据炼钢时的脱氧程度钢的脱氧程度分为沸钢；稳定钢；半稳定钢；特殊稳定钢。沸腾的钢；稳定钢；半稳定钢；特殊稳定钢。 2.22.2钢的主要性能包括热性能和工艺性能。钢的主要性能包括热性能和工艺性能。
2.2.12.2.1伸长性能 伸长性能 伸长性能是建筑钢最重要的性能。钢材的延伸性能是建筑钢材最重要的性能。当钢被拉伸时，在形成应变的同时形成应变。拉拔时，在形成应变的同时形成应变。挠度和应变之间的关系反映了钢的主要热性能。挠度和应变之间的关系反映了钢的主要热性能。超低碳钢从拉伸到扭转断裂经历了四个阶段：低碳钢从拉伸到扭转断裂，经历了四个阶段：弹性阶段（弹性阶段（OAOA）、屈服阶段（）、屈服阶段（ABAB）、强化）、强化阶段（BCBC）和颈缩阶段（）和颈缩阶段（CDCD） 弹性挠度：在弹性阶段，挠度与应变之比为常数，称为弹性挠度：在弹性阶段，挠度与应变之比为常数，称为弹性泊松比。即弹性泊松比。E=σ/ε..AA 该点对应的挠度称为弹性极限 该点对应的挠度为称为弹性极限屈服硬度：在屈服阶段，外力不减小，变形继续增大。屈服硬度：在屈服阶段，外力不减小，但变形继续增大，即 W则相应的挠度称为屈服极限或屈服硬度（加上，此时对应的挠度称为屈服极限或屈服硬度（σs 伸长硬度：在挠度时伸长硬度：在挠度-应变图上，对应于在最低点上）应变图中，最低点CC处的挠度对应的挠度称为伸长硬度（称为伸长硬度（σb模量，面积缩减模量，面积缩减2.2.22.2.2 冲击硬度 冲击硬度 钢的冲击硬度越大，抵抗冲击载荷的能力越强。
钢材的冲击硬度越大，抵抗冲击载荷的能力越强。 ααKK 值与测试空气温度有关。一些材料在室温下的冲击硬度值与试验温度有关。一些材料在室温下具有很高的冲击硬度，但在损坏时表现出延展性破坏。它不低，但在损坏时表现出延性破坏。 2.2.32.2.3抗疲劳性 当疲劳抗力反复承受交变载荷时，当钢材的挠度高于屈服强度和交变载荷时反复作用于 ，当挠度高于屈服强度时钢材突然发生塑性破坏的现象称为疲劳破坏。破坏。钢材疲劳破坏的挠度值随着挠度循环次数的减少而减小，而钢材疲劳破坏的挠度值随着挠度循环次数的减少而增大。实际检测长度减少。实际检测长度基于 个偏转周期。第二个偏转周期是基准。 2.2.42.2.4工艺性能工艺性能1.冷弯性能冷弯性能冷弯性能指钢材在室温下的弯曲变形量冷弯性能指钢在室温下承受弯曲变形的能力，用试验时的弯曲角能力、弯曲角αα和试验时的弯曲中心半径和弯曲中心半径dd来表示。钢材冷弯时的弯曲角度指标。钢材冷弯时的弯曲角αα越大，d/αα越小，冷弯性能越好。该值越小，冷弯性能越好。 2.点焊性能 点焊性能 钢材的点焊性能是指钢材在一定的点焊工艺条件下的点焊性能。形成裂纹和变硬，在焊道及其附近过热区不形成裂纹和硬脆倾向，点焊后钢材的热性能非常强而脆，点焊后钢材的热性能非常强壮。原钢的硬度。
度数不高于原钢硬度。 2.32.3钢的成分和组织及其对性能的影响（略） 钢的成分和组织及其对性能的影响（略）2.42. 4 钢的强化与加工 钢的强化与加工2.4.12.4.1冷加工强化1.冷加工强化机理 冷加工机理强化将冷拔、冷拔或冷轧钢在室温下形成塑性，冷拔、冷拔或冷轧钢在室温下形成塑性变形，从而提高屈服硬度，提高塑性硬度，此过程变形，则屈服硬度增加，塑性硬度增加。这个过程称为冷加工强化。称为冷加工强化处理。在冷加工过程中，通过塑性变形增加位错密度和降低变形抗力。两方面的相互促进，很快就会使金属的硬度和硬度增加，同时也会导致其塑性增加。程度的增加，但也会导致它的可塑性增加。 2.冷加工强化方式 冷加工强化方式((11）cold-drawn()cold-drawn(22）hot-()hot- (33）冷轧2.4.22.4.2时效处理的钢筋经过时效处理和冷加工后，在室温下储存冷加工钢筋，常温保存1515--，或加热至--或加热至--并保持一定时间（一定时间（22--3h3h）后，屈服硬度进一步提高，伸长硬度也有所提高，屈服硬度进一步提高，伸长率进一步提高，塑性和硬度进一步提高，弹性挠度基本同时，塑性和硬度进一步提高，弹性挠度为基本恢复了。这个过程叫做老化处理。
恢复，这个过程称为老化。时效处理方式有两种： 时效处理方式有两种： ((11）自然时效：常温保存) 自然时效：常温保存1515--。适合低。适合低硬度钢筋。硬度钢筋。((22）人工时效：加热至) 人工时效：加热至--并保持一定时间(22--3h3h)。适用于高硬度钢筋。）。适用于高硬度钢筋。2.4.32.4.3热处理（略）热处理（略）2.5< @2.5土木工程常用金属材料性能及应用土木工程常用金属材料性能及应用2.5.12.5.1常用建筑中的碳化物1. @>碳素结构钢 碳素结构钢 ((11）钢号和表示) 钢号和表示 示例 ""--A.FA.F"" ((2< @k87@ > 技术性能碳素结构钢及应用） 碳素结构钢技术性能及应用 表22--33 物理成分 物理成分表22--44 热性能 热性能表22--55 工艺性能 工艺性能--硬度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接硬度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能良好，主要用于轧制棒材和盘。
连接性能好，主要用于棒材和线圈。 --与基本基本相同，硬度略高，大量使用相同，硬度略高，大量用于管坯和螺栓。管坯和螺栓。 -- 硬度适中，承载能力好，硬度适中，承载能力好，塑性和硬度好，焊接性和加工性好，塑性和硬度好钢材的冷弯性能是指，可焊性和切削性也好，广泛用于制造钢筋、型材和厚板。广泛用于制造钢筋、型材和厚板。 --硬度高，塑性和硬度稍差，不易冷弯，硬度高，塑性和硬度稍差，不易冷成型，焊接性差，主要用于点焊或螺栓结构，焊接性差，主要用于点焊或螺栓连接结构，以及钢筋混凝土的弯矩。以及钢筋混凝土的弯矩。 2.优质碳素结构钢 优质碳素结构钢大部分为稳定化钢，严格控制有害杂质浓度，其中大部分为稳定化钢。但成本较高。质量稳定，综合性能好，但成本较高。 3131钢号，如钢号，如“"""""""3030""。 性能主要取决于碳含量。碳含量越高，硬度性能主要取决于碳含量。含碳量越高，硬度越高，但塑性和硬度增加。
高，但增加了可塑性和硬度。 30~4530~45主要用于重要结构的钢坯和高硬度螺钉，4545主要用于重要结构的钢坯和高硬度螺栓。用作简支混凝土锚。 65~8065~80用于生产简支混凝土用钢丝和钢绞线。用于生产简支混凝土用钢丝和钢绞线。 3.低合金高硬度结构钢 低合金高硬度结构钢（（11）钢级）钢级例“””（（22）技术性能及应用) 技术性能及应用表 表22--66 物理成分 物理成分表 表22--77 热性能 热性能 与碳素结构钢相比，低合金高硬度结构钢有低合金高硬度结构钢和碳结构钢相对来说硬度更高，综合性能好，可以节省硬度更高、综合性能好的钢材，可以节省钢材20%~30%和20%~30%，有利于减轻死角结构自重 结构自重有利 主要用于制作各种工字钢、钢板、钢管和钢筋 主要用于制作各种工字钢、钢板, 钢管和钢l 酒吧。广泛应用于钢结构和混凝土结构，非常适用于各种重要结构、高层结构、大跨度结构以及桥梁、高层结构、大跨度结构和桥梁工程的各种重要结构。
工程等2.5.22.5.2钢结构用钢1.热轧工字钢 热轧工字钢钢结构常用工字钢：型钢、钢结构常用工字钢：型钢、HH工字钢、型钢、TT工字钢、型钢、槽钢、等边型钢、不等型钢。型钢、等边型钢、不等边型钢。工字钢尺寸标记，如工字钢尺寸标记，如““H340*250*9**250*9*14”“”“T248*199*9**199*9*14”“” "L40 *5L40*5""2.冷弯薄壁工字钢冷弯薄壁工字钢（（11）结构用冷弯空心工字钢（方形） )结构用冷弯空心工字钢)工字钢(方形FF,长方形,长方形JJ))((22）一般冷弯开口工字钢(型钢、槽钢等) ) 通用冷弯开口工字钢（型钢、槽钢等）)3.薄板、钢管和刨花板、钢管和刨花板2.5.32.5.3 混凝土结构用钢 钢筋混凝土结构用钢 钢筋，主要采用碳素结构钢和钢筋混凝土结构，主要采用碳素结构钢和优质碳素钢。以及优质碳素钢。1.热轧钢筋 热轧钢筋 建筑工程化学品 是用量最大的钢材品种之一，主要用于钢筋混凝土结构的弯矩和简支混凝土结构。主要用于钢筋混凝土结构和简支混凝土结构的弯矩。热轧圆钢 H(Hot), P(Plain), B(Bars) H(Hot), P(Plain), B(Bars)。
。热扎带肋钢筋 热扎带肋钢筋,,,,,H(Hot),R(),B(Bars)H(Hot),R(),B(Bars)。 它由制成。硬度较低，但它是由塑料制成的。硬度低，但塑性好，可以弯曲成型，易于钎焊。广泛用于中小型产品，以方便弯曲和钎焊。广泛用于中小型钢筋混凝土结构的主应力钢筋、箍筋，钢木型钢筋混凝土结构的主应力钢筋、箍筋、钢木系杆等；低碳钢结构拉杆等；可冷轧带肋钢筋、冷拉低碳钢丝原料。丝绸原料。 ，，用低合金稳定钢和半稳定钢制成的低合金稳定钢和半稳定钢钢材的冷弯性能是指，以硅和锰为主要退火强化元素。硬度为轧制，以硅、锰为主要退火强化元素。硬度高，塑性和焊接性好。广泛用于高尺寸、良好的塑性和焊接性。广泛用于大小钢筋混凝土结构的主筋，冷拔后可作为简支钢筋使用。钢筋混凝土结构的主筋经冷拔后可作为简支钢筋使用。由中碳低合金稳定钢制成。
由中碳低合金稳定钢制成，用于去除硅和锰。除硅和锰外，还添加钒或钛作为退火强化元素以提高硬度，还添加钒或钛作为退火强化元素，在保证塑性和硬度的同时增加硬度。主要用于简支肌腱。同时保证高塑性和硬度。主要用于简支肌腱。 2.冷轧加捻钢筋 冷轧加捻钢筋 冷轧加捻钢筋采用低碳钢制成，无受控冷热轧卷。具有连续螺旋形状的扁平和冷捻钢筋。连续螺旋形状的粉碎和冷捻钢筋。挠度大，不易变形，与混凝土抓地力强，无大挠度，不易变形，与混凝土抓地力强，直接用于混凝土工程无需加工，可节省钢材混凝土工程需要直接加工，可节省钢材30% 30%。 冷轧带肋钢筋由热轧盘条冷轧，表面冷轧带肋钢筋由热轧盘条冷轧，三面或二面均匀沿其表面的宽度方向分布。沿宽度均匀分布的具有三个或两个横肋的横肋。钢。对于普通混凝土钢筋，d=4~12mm d=4~12mm 对于普通混凝土钢筋。 对于简支钢筋，d=4、，55、，简支钢筋。
。 4.简支混凝土钢丝简支混凝土钢丝采用优质碳素结构钢圆盘制成。简支混凝土钢丝采用优质碳素结构钢圆盘制成。 ，冷拔。碧普为原料，经渗碳、酸洗、冷拔而成。与普通热轧钢筋相比，硬度要高得多，可以节省钢材，减少热轧钢筋。主要用于桥梁、吊车梁、型材、节约混凝土。主要用于桥梁、吊车梁、大跨山墙、管桩等简支钢筋混凝土预制构件 大跨山墙、管桩等钢筋混凝土简支预制构件5.钢绞线 钢绞线 钢绞线是由多根优质碳素结构钢丝和钢绞线绞合几根优质碳素结构钢丝并消除挠度而制成。经热处理制成，具有高硬度和软间隙。具有硬度高、柔韧性好、质量稳定、圆盘供应无需接头等优点。具有性能好、质量稳定、无需圆盘供应接头等优点。适用于小价、薄腹梁、大跨度桥梁等。适用于大荷载、大跨度的简支混凝土结构，如小价、薄腹梁、大跨度桥梁。大荷载、大跨度的简支混凝土结构。 2.5.42.5.4铝合金及其制品铝合金及其制品1.铝及铝合金 铝及铝合金呈银蓝色 轻金属，好可塑性，但硬度低。铝是一种银蓝色的轻金属，塑性好，但硬度低。
纯铝很少用于建筑。铝合金不仅增加了硬度，而且在纯铝建筑中很少使用。铝合金不仅增强了硬度，而且大大增强了装饰性和大气稳定性，被广泛使用。装饰性、大气稳定性也大大增强，应用广泛。 2.铝合金制品铝合金制品可加工成各类木门、龙骨、压型板、花纹板，加工成各类木门、龙骨、压型板、花纹板、管材、型材、和酒吧。型材，型材，酒吧。 2.62.6 钢的腐蚀与防护 钢的腐蚀与防护2.6.12.6.1 钢的腐蚀 钢的腐蚀1. @>物理腐蚀（氧化反应）物理腐蚀（氧化反应）2.电物理腐蚀（原电池反应）电物理腐蚀（原电池反应）2.6.22.< @6.2 钢保护钢保护1. 钢腐蚀腐蚀钢((11）耐候钢() 耐候钢(22）金属覆盖层() 金属覆盖层(33）愤怒的金属覆盖物）愤怒的金属覆盖物（41.3@>混凝土预制构件防锈（保护层、防锈剂、）混凝土预制构件防锈（保护层、防锈剂）涂层剂、镀锌、环氧树脂涂层）热轧、环氧树脂涂层）2.钢材的防火主要以熔覆法为主，防火油墨等薄板以c为主装货方式。 、防火油墨、其他板材或混凝土和砂浆包裹物等或混凝土和砂浆包裹物等。
