建筑材料 建筑钢材.ppt

7. 建筑钢材 学习知识点： 1、 钢材的分类；钢材牌号的表示方法； 2、钢材的化学组成与金相结构； 3、钢材的物理力学性能；钢材的加工； 4、建筑钢材的标准；常用钢材的质量要求； 5、钢材的腐蚀与防护。 教学要求： 1、了解钢材的分类方法；掌握钢材牌号的表示方法。 2、理解钢材的化学成分对钢材性能的影响，了解钢材的金相结构。 3、掌握钢材物理力学性能的测定方法。 4、了解钢材的热处理和冷加工对钢材性能的影响。 5、掌握常用建筑钢材的性能指标及其应用。 6、掌握钢材产生腐蚀的原因及其防止方法。 7.1 钢材的分类及冶炼 7.1 钢材的分类及冶炼 一、钢材的冶炼 炼铁：把铁矿石、焦炭、石灰石（助溶剂）按比例装入高炉中，在高温条件下，将铁矿石中的铁还原出来，得到的铁中含有较多的碳和其他杂质，性能脆且硬，称为生铁。 炼钢：把生铁在炼钢炉中进一步冶炼，降低碳及其他杂质含量，得到钢坯。 轧制：将钢坯在轧机中轧制成钢材。 7.1 钢材的分类及冶炼 7.1 钢材的分类及冶炼 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 7.2 钢材的技术性质 三、冲击韧性 钢材抵抗冲击荷载的能力。 冲击韧性值 M---摆锤质量，kg; g---重力加速度，9.81m/s2; H、h---摆锤冲击前后高度差，m； A---试件槽口处截面积，cm2。 四、硬度 钢材抵抗其他物体压入的能力。 常用布氏硬度（HB）表示。 7.2 钢材的技术性质 三、疲劳强度 1、疲劳破坏：受交变荷载的反复作用下。钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象称为疲劳破坏。 2、疲劳强度：钢材在无数次交变荷载作用下（通常以2×106次应力循环为基准）不致引起脆性断裂的最大循环应力值称为疲劳强度极限，简称疲劳强度。 3、钢材产生疲劳破坏的原因：由于钢材内部存在局部缺陷，在应力作用下形成细小的裂纹，裂纹尖端处应力集中，加速了裂纹的扩展，最终导致钢材的疲劳断裂。 4、影响钢材疲劳强度的因素： 钢材品种、钢材质量、 组织结构、表面状态、 受力状态等。 7.3 钢铁的组织与化学成分对钢材性能的影响 7.3 钢铁的组织与化学成分对钢材性能的影响 7.3 钢铁的组织与化学成分对钢材性能的影响 2、硅（Si） 钢筋钢中加入的主要合金元素，含量在2％以内时，大部分溶于铁素体中，能提高钢材的强度，对钢材的塑性、韧性影响不大。 3、锰 （Mn） 低合金钢中加入的主要合金元素，含量在2％以内时，大部分溶于铁素体中，能提高钢材的强度，对钢材的塑性、韧性影响不大。还可以起到脱硫脱氧作用，改善钢材的热加工性能。锰含量较高时，将显著降低钢的可焊性。当锰含量为11％－14％时，称为高锰钢，高锰钢具有较高的耐磨性。 4、磷（P） 磷是非常有害元素之一。磷使钢材的强度、硬度提高，塑性、韧性降低可焊性降低，耐磨性和耐腐蚀性提高。 5、硫（S） 硫在钢材中以FeS形式存在，是低熔点化合物，高温下在钢材内部产生裂纹，大大降低了可焊性和热加工性。 6、氧（O）、氮（N） 氧和氮能部分溶于铁素体中，以化合物形式存在，降低钢材的韧性和可焊性。 7.4 钢材的加工与焊接 一、冷加工 钢材在常温下进行加工，使之产生塑性变形，从而提高钢材的强度的过程。冷加工处理的钢材屈服强度增加，塑性、韧性、可焊性降低。常用冷加工方法有：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。 钢材受力超过屈服应力时产生塑性变形，晶体沿晶格界面发生滑移，滑移后的晶体破碎成细小晶粒，不易再滑移变形，要使晶粒继续发生塑性变形，产生新的滑移，需要更大的外力。 7.4 钢材的加工与焊接 冷拉：钢筋经过冷拉，屈服强度可提高20％－25％，并可起到调直除锈作用。 冷拔：将钢筋强行通过小于钢筋截面的拔丝孔，钢筋同时受到纵向拉伸和横向压缩。经过多次拔制的钢筋，强度提高40％以上，但塑性大大降低。 冷轧：在常温下对钢材进行轧制。一般在钢厂进行。 7.4 钢材的加工与焊接 二、时效 钢材随时间的延长，强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象称为时效。 1、自然时效：钢材在常温下搁置而产生的时效称为自然时效。一般强度较低的钢筋采用自然时效，冷拉钢筋自然时效需15－2