6钢材1（课件）- 《建筑材料》同步教学（西南交大版·2020）

第七章 建筑钢材 * 一、概述 建筑钢材是指用于钢结构的各种型钢（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢板和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。 * 一、概述 * 一、概述 * 优点 一、概述 均匀密实，强度高，塑性和冲击韧性好，可焊接、铆接和直螺纹连接，便于装配。 缺点 容易锈蚀，耐火性较差。 * 二、钢材的分类 钢是由生铁或废钢冶炼而成的。 铁和钢的区别：铁分为生铁和熟铁（纯铁）。熟铁、钢和生铁都是铁碳合金，以碳的含量多少来区别。熟铁软，塑性好，容易变形，强度和硬度均较低，用途不广；生铁含碳很多，硬而脆，几乎没有塑性；钢具有生铁和熟铁两种材料的优点，为人类广泛利用。 * 1.按冶炼方法分类 二、钢材的分类 （1）氧气转炉钢； （2）平炉钢； （3）电炉钢。 * 2.按脱氧程度分类 二、钢材的分类 （1）沸腾钢（F） ； （2）镇静钢（Z） ； （3）半镇静钢（b） ； （4）特殊镇静钢（TZ） 。 * 3.按化学成分分类 二、钢材的分类 钢与铁的区分在于含碳量多少。 钢：含碳量小于2.06%的铁碳合金； 铁：含碳量大于2.06%的铁碳合金。 * 3.按化学成分分类 二、钢材的分类 （1）碳素钢 化学成分主要是铁，其次是碳。 低碳钢 中碳钢 高碳钢 * 3.按化学成分分类 二、钢材的分类 （2）合金钢 在炼钢过程中加入硅、锰、钛、钒、铌、铬等合金元素而制成的钢种。合金元素总含量小于5%。 * 4.按质量等级分类 二、钢材的分类 按钢中有害杂质磷（P）和硫（S）含量的多少分： （1）普通钢； （2）优质钢； （3）高级优质钢； （4）特级优质钢。 （1）结构钢； （2）工具钢：含碳量一般较高，以便于进行热处理。主要用于刀具，模具等各种工具； （3）特殊性能钢； （4）专门用途钢 ：桥梁钢，铁道用钢，船舶用钢，压力容器用钢及低温压力容器用钢。 5.按其主要性能及使用特性分类 二、钢材的分类 * （1）压钢：指用热轧、冷轧、冷拔等工艺加工所得的各种钢材； （2）锻钢：指经锤打或锻压成型的钢材； （3）铸钢： 钢液直接浇铸成型的钢。 二、钢材的分类 6.按加工工艺分类 * 低碳钢受拉的应力——应变图 （1）弹性阶段 （2）屈服阶段 （3）强化阶段 （4）颈缩阶段 三、钢材的主要技术性能 1.钢材的力学性能 1.1 拉伸性能 * * * 三、钢材的主要技术性能 * 三、钢材的主要技术性能 弹性阶段为OA 弹性：卸去拉力，试件能完全恢复原状。 与A点对应的应力称为弹性极限，用σp表示。 此阶段应力与应变的比值为常数，称为弹性模量，用E表示。弹性模量反映钢材的刚度。 土木工程中常用的碳素结构钢Q235的弹性模量为(2.0-2.1)×105MPa。 * 三、钢材的主要技术性能 屈服阶段为AB 应力超过A点后，应变的速度大于应力的速度 卸去拉力，试件上已有不能消失的塑性变形。 B上点是屈服阶段的应力最高点，为屈服上限，B下点为屈服下限。 B下点比较稳定，容易测定，所以一般以B下点对应的应力，作为屈服强度σs。 Q235钢的屈服点应在235MPa以上。 * 三、钢材的主要技术性能 强化阶段为BC 内部组织发生晶格畸变、错位等，使其抵抗塑性变形的能力又重新提高，故称为强化阶段。 对应C点的应力称为抗拉强度，用σb表示。 Q235的抗拉强度在375MPa以上。 常用碳素钢的屈强比为0.85～0.63，合金钢的屈强比为0.65～0.75。 * 三、钢材的主要技术性能 颈缩阶段为CD 在试件薄弱处截面明显缩小，产生“颈缩现象”。塑性变形迅速增加，拉力下降，直到断裂。 * 土木工程中常用伸长率表示钢材的塑性 δ5和δ10：分别表示l0=5d0和l0=10d0时的伸长率。 δ越大，说明钢材塑性越好。 三、钢材的主要技术性能 * 三、钢材的主要技术性能 指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。 1.2 冲击韧性 Ak越大，冲断试件消耗的能量，或者说钢材断裂前吸收的能量越多，钢材的韧性越好。 * 三、钢材的主要技术性能 1.2 冲击韧性 * 三、钢材的主要技术性能 1.2 冲击韧性 * 三、钢材的主要技术性能 1.3 硬度 钢材的硬度指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。 测定钢材硬度较常用的为布氏法和洛氏法（根据压头压入试件的深度大小表示材料的硬度值）。 * 三、钢材的主要技术性能 1.3 硬度 测定原理：利用直径为D(mm)的钢球，以P(N)的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得直径为d(mm)的压痕。 以荷载P除以压痕表面积A(mm2) ，所得的应力值即为试件的布氏硬度值