第八章.建筑钢材（教案）-《建筑材料》同步教学（高教版第三版）

第八章 建筑钢材 8.1 钢的分类 8.2 钢材的主要性能 8.3 建筑钢材的技术标准及选用 课 时 8学时 教学方法 讲授、启发式 进 程 第17、18、19、20次课 教学目的 掌握建筑钢材的主要性能、钢材的标准与选用、钢筋的试验 重 点 掌握钢的化学成分对钢材性能的影响、钢的冷加工、时效及应用 难 点 掌握建筑结构用钢、钢筋砼用钢的种类、特点、应用 复习提问 如何鉴别过火砖和欠火砖？ 实施步骤： 一、组织教学、课前提问（5ˊ） 二、教学引导（5ˊ） 三、进入本次课讲授内容（包括课堂练习）（85ˊ） 四、小结巩固（重申教学目的、重点、难点）（5ˊ） 讲授内容： 第八章 建筑钢材 本知识点为本章的入门，是从分类的角度对钢材特性有总体了解。着重了解碳素钢按碳含量分为3种类型，以及其主要特性；并了解冶炼时脱氧程度对钢材质量的影响。 【基本知识】 1.按化学成分分类 2.按品质（杂质含量）分类 3.按冶炼时脱氧程度分类 　　指出多种分类方式，着重点明其中代表性的分类。 【观察与讨论】 　　观察沸腾钢与镇静钢锭剖面图，从而指出脱氧程度对钢材结构性能的影响。引导学生作组成--结构--性能线索的思考。 【工程实例分析】 　　钢结构屋架坍塌 　　从工程实例初步理解钢材选用的重要性。 第一节 钢的冶炼和分类 一、钢的冶炼 钢是由生铁冶炼而成的。钢和铁都是铁碳合金，钢的含碳量在2%以下，而生铁的含碳量大于2%。另外钢中的杂质含量也少于生铁。 　　生铁有炼钢生铁和铸造生铁之分。 　　钢的冶炼就是将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到规定范围，其他杂质含量也降低到允许范围之内。 　　 根据炼钢设备所用炉种不同，炼钢方法主要可分为平炉炼钢、氧气转炉炼钢、电炉炼钢三种。 (1)平炉炼钢 　　它以熔融状或固体状生铁、铁矿石或废钢铁为原料，以煤气或重油为燃料。利用铁矿石中的氧或鼓入空气中的氧使杂质氧化。可用于炼制优质碳素钢和合金钢等。 (2)氧气转炉炼钢 　　以熔融的铁水为原料，由转炉顶部吹入高纯度氧气，能有效地去除有害杂质，并且冶炼时间短(20～40min)，生产效率高，所以氧气转炉钢质量好，成本低，应用广泛。 (3)电炉炼钢 　　以电为能源迅速将废钢、生铁等原料熔化，并精炼成钢。电炉又分为电弧炉、感应炉和电渣炉等。 冶炼后的钢水中含有以FeO形式存在的氧，FeO与碳作用生成CO气泡，并使某些元素产生偏析(分布不均匀)，影响钢的质量。所以必须进行脱氧处理，方法是在钢水中加入锰铁、硅铁或铝等脱氧剂。 　 根据脱氧程度的不同，钢可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢三种。 (1)沸腾钢是脱氧不完全的钢。 (2)镇静钢是脱氧充分的钢。 (3)半镇静钢其脱氧程度和质量介于上述两者之间。 　　建筑钢材是将钢坯加热后经轧制而成的。 二、钢的分类 第二节 钢材的主要性能 1.强度和硬度 　　本小点是本章的重点。理解弹性模量、弹性极限、屈服强度和极限强度几个概念，注意观察低碳钢单轴拉伸应力－应变曲线示意图，以利于理解。并了解钢材的硬度与抗拉强度较固定的关系。 【基本知识】 （1）强度：动画演示讲解低碳钢受拉到拉断的四个阶段。 　　突出弹性模量、屈服强度、抗拉强度和伸长率四个重要的技术指标。 （2）硬度：结合动画演示。 【观察与讨论】 　　两种钢材的选用 　　观察两低碳钢应力-应变曲线差异，讨论其性能差异，着重为抗变形能力与安全性。 【工程实例分析】 　　广东某展览厅网架倒塌 分析强度不足、安全度不足的危害。 2.塑性和韧性 　　本小点讨论了钢材的几个力学性能。注意通过理解掌握伸长率越大，塑性越好；掌握塑性断裂与韧性断裂的区别；对冲击韧性不仅需理解概念，还需掌握温度对韧性的重要影响。 【基本知识】 　　（1）塑性、 伸长率、断面收缩率图文说明。 　　（2）冲击韧性 结合视频演示 【观察与讨论】 　　观察两种钢材冲击值-温度曲线，讨论低温冲击韧性的差异。 【工程实例分析】 　　钢贮罐脆性断裂的原因分析，讨论脆性断裂的特点。 3.耐疲劳性 　　钢材的耐疲劳性亦是一个重要的力学性能。本小点需掌握钢材疲劳强度极限的概念，建议学习中结合工程实例分析；理解引起钢材疲劳破坏的原因。 【基本知识】 　　疲劳破坏定义、特点。 【观察与讨论】 　　观察钢材疲劳断裂的宏观断口特征，分析讨论疲劳破坏。 【工程实例分析】 　　（1） 北海油田平台倾覆 　　（2） 钢吊车梁裂缝 　　讨论疲劳破坏。 4.工艺性能 　　钢材的工艺性能表示其在加工过程中的行为。注意应把冷弯性能与伸长率作对比。而对焊接性能应注意比较不同钢材，如低碳钢与高碳钢的差异。 【基本知识】 (1)