建筑材料建筑钢材.ppt

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1、 温温 故故1、烧结普通砖的生产工艺过程？烧结普通砖的生产工艺过程？2 2、烧结普通砖的主要技术性能指标？、烧结普通砖的主要技术性能指标？3 3、烧结普通砖的产品标记：、烧结普通砖的产品标记：烧结普通砖烧结普通砖 N MU15 B GB/T 5101N MU15 B GB/T 5101 工程应用工程应用钢钢结结构构厂厂房房工程应用工程应用国家体育场国家体育场“鸟巢鸟巢”工程应用工程应用巴黎艾菲尔铁塔巴黎艾菲尔铁塔 钢钢 管管 ，项目四项目四 建筑钢材建筑钢材任务一任务一 钢材分类和技术性能钢材分类和技术性能 根据炼钢设备的不同，炼钢方法有根据炼钢设备的不同，炼钢方法有转炉、平炉和电炉转炉、平炉

2、和电炉三种方法：三种方法：三种主要炼钢方法的特点三种主要炼钢方法的特点炉种炉种 原料原料 特特 点点 生产钢种生产钢种氧气转炉氧气转炉 铁水，铁水，废钢废钢 可有效除去磷、硫杂质少可有效除去磷、硫杂质少 效率高效率高 质量好质量好。电炉炉 生铁、废钢生铁、废钢 产量低、耗电大，杂质少产量低、耗电大，杂质少 合金钢合金钢 质量最好质量最好，成本高成本高 优质碳素钢优质碳素钢平炉平炉 生铁、废钢生铁、废钢 时间长，成分稳定时间长，成分稳定 质量较好、成本较高质量较好、成本较高优质碳素优质碳素 合金钢合金钢优质钢优质钢二二.钢的分类钢的分类 按化学成分按化学成分 分类分类 按质量按质量 普通钢、优质

3、钢、高级优质钢普通钢、优质钢、高级优质钢等等 按用途按用途 结构钢、工具钢、特殊钢结构钢、工具钢、特殊钢等等 定义定义脱氧不彻底脱氧不彻底(充分充分)，钢水浇入锭模时，钢水浇入锭模时,会有大量的会有大量的CO气气 沸腾钢沸腾钢 F 体从钢水中溢出体从钢水中溢出,引起钢水呈沸腾状引起钢水呈沸腾状,故名沸腾钢故名沸腾钢.特性特性组织不够致密，成分不太均匀，组织不够致密，成分不太均匀，S、P等杂质偏析较严等杂质偏析较严 重，冲击韧性和可焊性差。但成本低、产量高。重，冲击韧性和可焊性差。但成本低、产量高。镇静钢镇静钢Z 定义定义脱氧彻底脱氧彻底(充分充分)，钢水浇入锭模时，钢水浇入锭模时,平静的冷却凝

4、固平静的冷却凝固 特性特性钢质均匀密实，品质好，可用于冲击荷载的重要钢质均匀密实，品质好，可用于冲击荷载的重要 结构但成本高。结构但成本高。半镇静钢半镇静钢 b 介于二者之间介于二者之间碳素钢碳素钢 低碳钢、中碳钢、高碳钢低碳钢、中碳钢、高碳钢合金钢合金钢 低合金钢、中合金钢、高合金钢低合金钢、中合金钢、高合金钢沸腾钢沸腾钢 F半镇静钢半镇静钢 b镇静钢镇静钢Z特殊镇静钢特殊镇静钢TZ按脱氧程度FeO+C问题：钢材的脱氧程度对钢材质量的影响？答：答：脱氧程度不高的钢材中还保留较多的脱氧程度不高的钢材中还保留较多的FeO，在，在钢材铸锭时，碳与钢材铸锭时，碳与FeO反应生成反应生成CO气泡，并有

5、一部气泡，并有一部分残留在钢中，造成微裂缝和成分偏析，降低分残留在钢中，造成微裂缝和成分偏析，降低致密致密性、强度和可焊性，低温下的韧性变差，冷脆性和性、强度和可焊性，低温下的韧性变差，冷脆性和时效敏感性增大时效敏感性增大等。等。脱氧程度排序：脱氧程度排序：特殊镇静钢镇静钢半镇静钢沸腾钢特殊镇静钢镇静钢半镇静钢沸腾钢 钢材性能与质量排序：钢材性能与质量排序：特殊镇静钢镇静钢半镇静钢沸腾钢特殊镇静钢镇静钢半镇静钢沸腾钢钢丝绳钢丝绳钢材的技术性能钢材的技术性能钢材性能钢材性能 软钢软钢-曲线曲线bs 0b0.2 0 硬钢硬钢-曲线曲线强度强度塑性塑性冲击韧性冲击韧性硬度硬度冷弯性能冷弯性能焊接性能

6、（可焊性）焊接性能（可焊性）冷加工冷加工热处理热处理一一.力学性能力学性能 (机械性能机械性能)二二.工艺性能工艺性能弹弹性性阶阶段段屈服阶段屈服阶段强化阶段强化阶段颈颈缩缩阶阶段段pE)(MPaEpbssbF bssbF%100010 AAA%100001 LLL 提问：提问：钢材的伸长率与钢材中的含碳量有何关系？钢材的伸长率与钢材中的含碳量有何关系？答：答：伸长率反映钢材的塑性，伸长率越大，伸长率反映钢材的塑性，伸长率越大，塑性越好。塑性越好。钢材的塑性随着含碳量增加而变差，钢材的塑性随着含碳量增加而变差，因此，钢材的伸长率随着含碳量增加而减小。因此，钢材的伸长率随着含碳量增加而减小。讨论

7、讨论(1)(1)两种钢材的选用两种钢材的选用 请观察下图请观察下图中中、两种低碳钢的应力应变曲线的差异。两种低碳钢的应力应变曲线的差异。讨论下述问题：讨论下述问题：若对于变形要求严格的构件，若对于变形要求严格的构件，、两种低碳钢选用何种更合适两种低碳钢选用何种更合适？使用使用、两种钢材，哪一个安全性较高两种钢材，哪一个安全性较高？讨论讨论观观察与讨论与讨论(1)(1)两种钢材的选用两种钢材的选用 讨论讨论 从从、两条曲线比较可知，低碳钢两条曲线比较可知，低碳钢的弹性模的弹性模量量E E小于低碳钢小于低碳钢，也就是说，低碳钢，也就是说，低碳钢的抗变形能的抗变形能力不如低碳钢力不如低碳钢。对于变形

8、要求严格的构件选用低。对于变形要求严格的构件选用低碳钢碳钢更为合适。更为合适。(1)(1)两种钢材的选用两种钢材的选用 讨论讨论 、两种低碳钢的屈服强度两种低碳钢的屈服强度s s相近，但低碳钢相近，但低碳钢的抗拉强度的抗拉强度b b高于高于。屈服强度与抗拉强度之比称。屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比，即为屈强比，即s/s/b b。屈强比越小，反映钢材超过。屈强比越小，反映钢材超过屈服点工作时可靠性越大，结构的安全性越高。当然，屈服点工作时可靠性越大，结构的安全性越高。当然，屈强比过小时，表示钢材强度的利用率偏低，也不合屈强比过小时，表示钢材强度的利用率偏低，也不合理。有时也使用强屈比（理。有时

9、也使用强屈比（b b/s s）来评价钢材的可靠）来评价钢材的可靠性。钢材性。钢材的屈强比较低，故其安全性高于钢材的屈强比较低，故其安全性高于钢材。Q2Q23 35 5钢材的屈强比为钢材的屈强比为0.580.580.630.63，普通的合金钢的屈，普通的合金钢的屈强比在强比在0.670.670.750.75之间。之间。AhHPk)(冲击试验：冲击试验：测量摆锤冲击前后的能量差摆锤的高度差摆锤的质量。再测量试件断裂面积。摆锤试件H0H1历史回顾历史回顾广州海珠桥的钢材广州海珠桥的钢材 20042004年，提供建造海珠桥钢年，提供建造海珠桥钢材的英国企业向广州市政部材的英国企业向广州市政部门发来传真

10、，提醒有关部门门发来传真，提醒有关部门注意，这些钢材是从当时英注意，这些钢材是从当时英国的一座旧钢桥上拆卸下来国的一座旧钢桥上拆卸下来的，所以就其寿命计算，海的，所以就其寿命计算，海珠桥使用的钢材预计已有百珠桥使用的钢材预计已有百年历史，已经进入疲劳期，年历史，已经进入疲劳期，继续使用则需进行疲劳强度继续使用则需进行疲劳强度的测试，并根据测试结果进的测试，并根据测试结果进行加固等。行加固等。广州海珠桥已广州海珠桥已“年逾七旬年逾七旬”，但其使用的钢材预计已有百年历史。，但其使用的钢材预计已有百年历史。)(222dDDDPHB 二、钢材工艺性能二、钢材工艺性能(一一).).冷弯性能冷弯性能 1.

11、1.定义定义钢材在常温下承受钢材在常温下承受弯曲变形的能力弯曲变形的能力 2.2.指标指标弯曲角度弯曲角度()，弯心直径弯心直径(d=nad=na)3.3.合格标志合格标志弯曲处无裂纹、断裂及起层现象弯曲处无裂纹、断裂及起层现象 4.4.冷弯性能冷弯性能与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下与伸长率一样，也是反映钢材在静荷载作用下的塑性性能的塑性性能 伸长率伸长率反映钢材在均匀变形下的塑性性能反映钢材在均匀变形下的塑性性能 冷弯性能冷弯性能反映钢材在不均匀荷载作用下的塑性性能反映钢材在不均匀荷载作用下的塑性性能 P钢材的冷弯试验ad外拱面5.5.冷弯试验的作用冷弯试验的作用 揭露钢材内在缺陷

12、（内部组织不均揭露钢材内在缺陷（内部组织不均匀，夹杂物，裂缝）匀，夹杂物，裂缝）评定塑性好坏评定塑性好坏 评定焊接接头质量（未熔合，微裂评定焊接接头质量（未熔合，微裂纹，夹杂物）纹，夹杂物）Pad外拱面(二二).).冷加工处理冷加工处理1.冷加工强化 定义定义钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，使其产生塑性变形，提高屈服强度的过程。作用作用s明显提高，b不变；而塑性、韧性及弹性模量明显降低。2.(2.(冷加工冷加工)时效处理时效处理(强化强化)定义定义 将经过冷加工的钢筋，于常温下存放1520d(自然时效)；或加热到100 200并保持一定时间(人工时效)，此过程称为时效处理(强化)。作用作用s

13、进一步提高,b略有提高；塑性、韧性进一步降低；弹性模量得以恢复应用？应用？钢筋冷拉时效后的应力钢筋冷拉时效后的应力-应变曲线应变曲线 由图可见由图可见，将钢，将钢筋冷拉至强化阶段筋冷拉至强化阶段的的K K点，然后卸荷，点，然后卸荷，则产生塑性变形，则产生塑性变形，若立即受拉，钢筋若立即受拉，钢筋的应力的应力-应变曲线应变曲线将沿将沿OKCDOKCD发展至发展至破坏。破坏。焊焊接接质质量量 钢材是否适应通常的焊接方法与工艺的性能钢材是否适应通常的焊接方法与工艺的性能(三三).).焊接性能焊接性能(可焊性）可焊性）焊接及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，焊接及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬倾向，

14、焊接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。焊接后焊缝处性质应尽可能与母材相同。化学成分合格不合格钢材的可焊性试验焊接点断裂点断裂点三、三、建建 筑筑 钢钢 材材 常常 用用 钢钢 种种一、一、碳素结构钢碳素结构钢 1 1、碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。牌号牌号Q195Q215Q235Q275等级等级A、BA、B、C、DA、B、C、DQ235-AFQ215-B的含义？的含义？Q：屈服点；屈服点；235:屈服强度屈服强度（N/mm2）；A:质量等级。按不同温

15、度下的冲击韧性划分。质量等级。按不同温度下的冲击韧性划分。F：脱氧方法。镇静钢脱氧方法。镇静钢（Z）、沸腾钢、沸腾钢（F）、半镇、半镇静钢静钢（b）、特殊镇静钢、特殊镇静钢（TZ）。Z与与TZ可省略。可省略。2 2、碳素结构钢碳素结构钢的技术要求的技术要求化学成分化学成分力学性能力学性能冷弯性能冷弯性能冶炼方法冶炼方法交货状态交货状态表面质量表面质量表表8-18-1表表8-28-2表表8-38-3氧气转炉法或电炉法氧气转炉法或电炉法三、三、建建 筑筑 钢钢 材材 常常 用用 钢钢 种种 3 3、碳素结构钢碳素结构钢的性能和应用的性能和应用 具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可具有较高的强度，良

16、好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好。能满足一般钢结构和钢筋焊性，综合性能好。能满足一般钢结构和钢筋混凝土用钢要求，成本低。混凝土用钢要求，成本低。牌号牌号Q235-AQ235-BQ235-CQ235-C应用应用承受静荷载承受静荷载作用的结构作用的结构动、静荷动、静荷载载重要焊接重要焊接结构结构重要焊接结构、重要焊接结构、较低温度下使较低温度下使用用Q195Q195，Q215Q215长用于轧制薄板和盘条，长用于轧制薄板和盘条，制造钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等制造钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等Q275Q275用于轧制钢筋、做螺栓配件等用于轧制钢筋、做螺栓配件等三、三、建建 筑筑 钢钢 材材 常常 用用 钢钢 种种翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强。在承受相同截面负荷条件翼缘宽，侧向刚度大，抗弯能力强。在承受相同截面负荷条件下，可使钢结构重量减轻下，可使钢结构重量减轻1530%。翼缘宽且两表面互相平行，便于机械加工和安装，使钢结构的翼缘宽且两表面互相平行，便于机械加工和安装，使钢结构的连接简单易行。连接简单易行。工字钢工字钢H钢的特点：钢的特点：1 1、热、热 轧轧 型型 钢钢 认认 识识槽钢槽钢角钢角钢