8.1 建筑钢材（课件）-高一《建筑材料》同步精品课堂（高教版·第4版）

8.1 建筑钢材 《建筑材料》 同步精品课堂（中职专业课） 高等教育出版社 2021年1月 第四版 单元8 建筑钢材 1 思维导图 建筑钢材 分类与性能 类别与特性 选用与腐蚀 原则与方法 上节课我们学习了混凝土的知识，联系对比什么是砌筑砂浆呢？其有何作用？ 一、导入 思考生活中的钢材是如何生产的，有何用？(观察图片) 上节课我们学习了混凝土的知识，联系对比什么是砌筑砂浆呢？其有何作用？ 一、导入 二、新授课 (一)、钢的分类 1.按化学成分 （1）碳素钢 主要化学成分铁，其次是碳，此外还有少量的硅、锰、硫、磷、氧、氮等微量元素。 根据含碳量的高低可分为: 低碳钢 含碳量＜0.25% 中碳钢 含碳量= 0.25%～0.6% 高碳钢 含碳量＞0.6% （2）合金钢 在碳素钢的基础上加入一种或多种改善钢材性能的合金元素，如锰、硅、钒、钛等。 根据合金元素的总含量可分为: 低合金钢 合金元素含量＜5% 中合金钢 合金元素含量= 5%～10% 高合金钢 合金元素含量＞10% 3.凝结与硬化 凝结：水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，随着时间的增长，失去可塑性（但尚无强度），这一过程称为初凝，开始具有强度时称为终凝。由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。 硬化：此后，产生明显的强度并逐渐发展而成为坚硬的石状物--水泥石，这一过程称为水泥的硬化。 水化产物：水化硅酸钙、水化铁酸钙凝胶体、氢氧化钙、水化铝酸钙和水化硫铝酸钙晶体。在完全水化的水泥石中，水化硅酸钙约占70%，氢氧化钙约占25%。【注：硬化水泥石是由凝胶、晶体、毛细孔和未水化的水泥熟料颗粒所组成】 二、新授课 2.按脱氧程度 （1）沸腾钢（F） 一般用锰、铁脱氧，脱氧不完全，钢液冷却凝固时有大量的CO外溢，引起钢液沸腾，故此称作沸腾钢。 沸腾钢内部气泡和杂质较多，化学成分和力学性能不均匀，因此质量较差，但成本低，可用于一般的建筑结构。 （2）镇静钢（Z） 一般用硅脱氧，脱氧完全，钢液冷却时，基本无CO气泡产生。 镇静钢均匀密实，机械性能好，但成本高，可用于承受冲击荷载的结构。 （3）特殊镇静钢（TZ） 比镇静钢脱氧程度更充分、更彻底的钢材，质量最好，适用于特别重要的结构工程。 （4）半镇静钢（b） 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。 二、新授课 3. 按品质（杂质含量）分类 根据钢材中硫、磷等有害杂质含量的不同，可分为 普通质量钢 含硫量<0.050% 含磷量<0.045% 优质质量钢 含硫量<0.035% 含磷量<0.035% 特殊优质钢 含硫量<0.030% 含磷量<0.030% 4. 按用途分类 结构钢：主要用于工程构件及机械零件； 工具钢：主要用于各种刀具、量具及磨具； 特殊钢：具有特殊物理、化学或机械性能，如不腐钢、耐热钢、耐磨钢等，一般为合金钢。 建筑上常用的是普通碳素钢中的低碳钢和普通合金钢中的低合金钢。 式中 Wv——材料的体积吸水率(%)；  V0——干燥材料在自然状态下的体积(m3)； ρw——水的密度（kg/m3），在常温下取ρw=1000kg/m3。（或=1g/cm3） 质量吸水率与体积吸水率存在下列关系：    Wv=Wm·ρ0（ρ0：此时指材料的干表观密度）----教法：同学们自行推算并提问。 影响因素：首先取决于材料本身的性质（亲水性或憎水性材料）；还与材料的孔隙率和孔隙特征有关。 特点：吸水率增大对材料的基本性质有不良影响，如：强度下降、体积膨胀、保温性能降低、抗冻性变差等。 二、新授课 (二)、钢的化学成分对钢材性能的影响 1.碳(C) 碳是决定钢材性质的主要因素。当碳含量提高，钢中的珠光体随之增多，故强度和硬度相应提高，而塑性和韧性则相应降低。碳是显著降低钢材可焊性元素之一，含碳量超过0.3%时钢的可焊性显著降低。碳还增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗大气锈蚀性和可焊性。 2.硅(Si)  硅是我国钢筋用钢材中的主加合金元素。主要作用是可提高钢材的强度，对塑性和韧性影响不明显。 3.锰 (Mn) 锰是我国低合金结构钢的主加合金元素，含量一般在1%～2%范围内。 锰能消减硫和氧所引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。当锰含量较高时，将显著降低钢的可焊性。 二、新授课 4.磷 (P) 磷是碳钢中的有害杂质。能使钢的屈服点和抗拉强度提高，塑性和韧性下降，显著增加钢的冷脆性。磷在钢中的偏析倾向强烈，焊接时焊缝容易产生冷裂纹，是降低钢材可焊性的元素之一，但磷可使钢的耐磨性和耐腐蚀性提高。 5.硫(S) 硫是很有害的元素。硫化物所造成的低熔点使钢在焊接时易于产生热裂纹称为热脆性，热脆性显著降低钢的热加工性和可焊性。硫亦有强烈的偏析作用，会降低冲击韧性、疲劳强度和抗