单元8：8.2 建筑钢材的主要技术性能（课件）-《建筑材料》同步教学（高教版.第4版）

8.2 建筑钢材的主要技术性能 CATALOGUE 目录 建筑钢材的基本概念与分类 建筑钢材的力学性能 建筑钢材的耐腐蚀性能 建筑钢材的焊接性能 建筑钢材的耐火性能与防火措施 01 建筑钢材的基本概念与分类 01 02 建筑钢材的定义与特点 建筑钢材主要由碳素结构钢、低合金结构钢和不锈钢等组成，其中碳素结构钢是最常用的建筑钢材。 建筑钢材是指用于建筑行业的各种钢材，具有高强度、高韧性、可焊性好、耐腐蚀等特点。 按冶炼方法分类 01 分为沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢，不同冶炼方法对钢材的性能有一定影响。 按化学成分分类 02 分为碳素结构钢、低合金结构钢和不锈钢等，不同化学成分的钢材具有不同的力学性能和耐腐蚀性能。 按用途分类 03 分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等，结构钢主要用于建筑结构、桥梁等，工具钢主要用于刀具、模具等，特殊性能钢具有特殊物理性能，如耐腐蚀、耐高温等。 建筑钢材的分类与用途 建筑钢材的生产工艺 通过转炉、电炉等设备将铁矿石炼成钢水。 将钢水倒入连铸机进行凝固，形成一定形状的钢坯。 将钢坯通过轧机进行多次轧制，形成各种规格的钢材。 对钢材进行加热、冷却等处理，改变其力学性能和耐腐蚀性能。 炼钢 连铸 轧制 热处理 02 建筑钢材的力学性能 建筑钢材在拉伸过程中所能承受的最大拉力，是衡量钢材强度的重要指标。 拉伸强度 伸长率 弹性模量 钢材在拉伸断裂后，原始标距的伸长量与原始标距之比的百分率，是衡量钢材塑性的重要指标。 钢材在弹性变形阶段，正应力和对应的正应变之比，反映了钢材的刚度。 03 02 01 拉伸性能 钢材在冲击载荷作用下吸收的能量，是衡量钢材抵抗冲击破坏能力的重要指标。 冲击吸收功 冲击吸收功与试样缺口处截面积的比值，反映了钢材抵抗冲击破坏的能力。 冲击韧性值 冲击韧性 钢材在交变载荷作用下，不断裂的最大应力值，是衡量钢材抵抗疲劳破坏能力的重要指标。 疲劳裂纹在交变载荷作用下的扩展速度，反映了钢材的疲劳裂纹扩展特性。 疲劳强度 疲劳裂纹扩展速率 疲劳极限 硬度 钢材抵抗局部变形的能力，通常用硬度试验来测定。 耐磨性 钢材抵抗磨损的能力，通常用磨损试验来测定。 硬度与耐磨性 03 建筑钢材的耐腐蚀性能 化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀 钢材与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀 钢材与电解质溶液接触，形成原电池而引起的腐蚀。 通过模拟不同环境条件下的腐蚀情况，评估钢材的耐腐蚀性能。 室内加速腐蚀试验 将钢材暴露在室外大气环境中，观察其腐蚀情况，评估耐腐蚀性能。 室外大气暴露试验 将钢材埋入土壤中，观察其腐蚀情况，评估耐腐蚀性能。 土壤腐蚀试验 耐腐蚀性能的评定方法 A B C D 提高耐腐蚀性能的措施 选择优质钢材 采用高强度、低合金的钢材，提高其耐腐蚀性能。 阴极保护 通过外加电流或牺牲阳极等方法，使钢材成为阴极，减缓电化学腐蚀速率。 表面处理 对钢材表面进行涂层、镀层等处理，隔绝周围介质与钢材的接触，提高耐腐蚀性能。 控制环境因素 降低环境湿度、控制温度变化等措施，减少钢材与周围介质的接触，降低腐蚀速率。 04 建筑钢材的焊接性能 焊接工艺与操作要点 焊接工艺选择 根据钢材的种类、规格和焊接要求，选择合适的焊接工艺，如电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等。 焊接参数调整 根据钢材的化学成分、物理性能和焊接要求，调整焊接电流、电压、焊接速度等参数，以保证焊接质量和效率。 操作要点 严格遵守焊接操作规程，注意安全防护，保持焊接设备的清洁和完好，避免因操作不当导致的焊接缺陷。 对焊接完成的构件进行外观检查，包括焊缝的平整度、饱满度、无夹渣、无气孔等。 外观检验 对焊接完成的构件进行拉伸、弯曲、冲击等力学性能试验，以检验其是否满足设计要求。 力学性能检验 采用超声波、射线等无损检测方法对焊缝内部质量进行检测，以发现潜在的焊接缺陷。 无损检测 根据相关标准和规范，对焊接质量进行评定，如焊缝等级、质量等级等，以确保构件的安全性和可靠性。 评定标准 焊接质量检验与评定标准 常见的焊接缺陷包括未熔合、未焊透、夹渣、气孔等。 焊接缺陷 针对不同的焊接缺陷，采取相应的防止措施，如调整焊接参数、清理焊缝、控制气体保护等。同时，加强焊接过程的监控和管理，及时发现并处理潜在的焊接问题。 防止措施 焊接缺陷及其防止措施 05 建筑钢材的耐火性能与防火措施 耐火性能的评定方法 建筑钢材的耐火性能通常通过在高温下保持其力学性能的能力来评估。具体的测试方法包括在高温下进行拉伸、压缩、弯曲等试验，以了解其在高温下的强度、塑性和韧性等指标。 耐火性能标准 各国都针对建筑钢材的耐火性能制定了相应的标准。这些标准通常会规定测试方法、测试温度、判定准则等，以确保建筑钢材在火灾情况下能够保持足够的结构安全性。 耐火性能