建筑钢材分类详解：碳素钢、合金钢、脱氧程度及用途全解析

第12章土木工程材料

第7节建筑钢1。建筑钢的分类

建筑主要使用碳结构钢和低合金钢。钢的分类：

（1）根据化学成分，将其分为碳钢和合金钢，并细分：

碳钢分为：

①低碳钢，碳含量小于0.25％；

②中碳钢，碳含量为0.25〜0.60％；

③高碳钢，碳含量大于0.6％。

合金钢分为：

①低合金钢，合金元件的总量小于5％

②中合金钢，总合金元件5〜10％

③高合金钢，合金元件的总量大于10％

（2）根据脱氧程度

boy钢（F）

②Semi-Calm Steel（B）

③级钢（Z）

④特殊平静钢（TZ）

（3）根据危险物质的含量（P，S）：普通钢，高质量钢，高质量钢，高质量钢

（4）使用：结构钢，工具钢，特殊性能钢

2。建筑钢的机械性能1。屈服点和拉伸强度

低碳钢故障：弹性阶段→产量阶段→增强阶段→收缩失败。

低碳钢屈服强度：在设计中，屈服点通常用作强度值的基础。

屈服强度/稳定强度称为屈服强度比。屈服强度比越小，结构更安全。

中碳钢和高碳钢中没有明显的产量现象，伸长率很小。通常，当用作0.2％残留变形时应力值用作屈服点，也称为条件屈服点，由σ0.2表示。

[请在书中检查低碳钢和高碳钢的损坏曲线]

2。伸长率，横截面收缩和原始仪表距离的百分比称为伸长率：

。

裂缝处的横截面减少百分比为原始横截面区域称为横截面收缩率：

。

伸长和横截面收缩越大，可塑性越好。

3。弯曲性能

冷弯曲性能是指钢在室温下承受弯曲变形的能力，并表征了严格的变形条件下钢的可塑性。

4。影响韧性

冲击韧性代表钢抵抗撞击负荷的能力。测试方法：Shabi Pendulum撞击测试，用V形缺口撞击测试片，而在破裂时吸收的工作称为撞击吸收工作。当温度下降时，冲击吸收功率下降。温度降至一定温度以下后，冲击吸收功率急剧下降。这种现象称为冷脆性。

5。硬度

常用的Brinell硬度/roycester硬度/Vickres硬度。

6。抗疲劳

疲劳极限：标本在交替应力作用下起作用的最大应力，并且在指定的周期基础内不发生。

3。影响建筑钢的机械特性的主要因素1。建筑钢的晶体结构

钢中的铁和碳可以形成一种称为钢结构的聚合物，包括：

（1）铁氧体：C在α-FE中的固体溶液，C含量低（良好的可塑性，良好的韧性，低强度和低硬度）。

（2）珠光体：它是铁氧体和胶石的机械混合物，低碳含量约为0.8％，具有分层结构，良好的可塑性，高强度和高硬度。

（3）奥氏体：β-FE中C的固定溶液，C含量为0.8〜2.26％，强度不高，硬度不高，可塑性良好。

（4）水泥岩：Fe3c，复杂的结构，硬和脆性，强度低，可塑性差。

建筑钢的C含量基本小于0.8％，基本结构由珠光体和铁氧体组成，具有高强度，良好的韧性和可塑性。如果C含量增加（在0.8％的范围内），则珠光石增加，铁氧体减少。当C含量为0.8％时，它们都是珠宝。当C含量超过0.8％时，钢的晶体结构含有珍珠岩和胶石。

钢缺陷对钢的特性有很大的影响，主要缺陷是：

（1）点缺陷：空缺削弱了原子之间的粘结力，而间隙原子会增加强度并降低可塑性。

（2）线缺陷：刀片形状脱位会导致晶格滑动时从缺陷中滑落，从而大大降低了强度。

（3）表面缺陷：晶体界面上的原子排列为无序，这会增加强度并降低可塑性。

2。化学成分

（1）C：通常不超过0.8％。 C含量增加将增加钢的拉伸强度和硬度，降低韧性和可塑性，并降低焊接性能和耐腐蚀性。 C含量超过1％后，钢的强度降低，因为珍珠岩界面上的净分布水泥岩会使钢脆性。

（2）SI：当内容少于1％时，SI的增加可以显着提高钢的强度和硬度，并且对可塑性和韧性没有显着影响。 SI是钢的主要添加元素之一。

（3）MN：可以脱氧和去除硫，有效地降低由S引起的热脆性，并显着改善耐腐蚀性。戴上阻力，提高力量和硬度。

（4）s：有害元素，导致热脆性，容易在热加工过程中破裂，并降低了钢的各种指标，尤其是可焊性。硫含量应小于0.045％。

（5）P：有害元素会导致寒冷，可塑性和韧性显着降低，可焊性和冷弯曲性能会变得更糟，但是拉伸强度得到了改善。

（6）o：有害元素。

（7）N：有害元素。

摘要：C，SI，MN是有益的元素（但内容不高），而S，P，O和N是有害元素。

3。冶炼过程

它主要反映在脱氧过程和其他元素内容中。

4。处理

使用变形的原理，通过冷图，冷绘图，冷滚动和其他手段来提高钢的屈服强度。原理：增加晶格缺陷并增加晶格之间的滑动阻力。

冷处理可以改善钢的产量并降低可塑性和韧性。

冷拉：材料在两端都张紧并且不压缩，这会增加产量点和拉伸强度，并且不会增加抗压强度。

冷图：材料在两端都受到张力和径向压缩的影响，这可以提高产量点，拉伸强度和抗压强度。

衰老治疗：冷处理钢在室温下置于15天或在一定时间内加热，这可以进一步增加产量点，增加拉伸强度，继续下降，可塑性和韧性下降并消除内部冷处理产生的压力。原理：钢中的C和N原子移动并丰富了缺陷，增加了缺陷并增加了脱位抗性。老化治疗后，弹性模量基本上保持不变。

4。钢结构的标准和钢的选择1。普通碳结构钢

包括热滚动钢板，钢带，钢轮廓，钢棒等。

有5年级的碳结构钢，代表方法是Q +产量点值 +质量等级符号 +脱氧法符号。例如：Q235-AF代表A级沸腾钢的产量为235MPa。等级字母越大，质量越好。

选择钢时，应考虑结构和结构，负载类型，连接方法，环境温度和其他条件的重要性。以下条件限制了沸腾钢的使用：

①直接承担动态载荷的焊接组件；

②非焊接结构，但计算的温度低于或等于-20℃；

③受静态载荷和间接动态载荷影响但温度低于-30℃的焊接结构。

2。低合金高强度结构钢

低合金高强度结构钢可以通过在低碳结构钢的基础上添加总量低于5％的合金元素来获得。它具有高强度，良好的可塑性，韧性和可焊性，但成本不高，并且特别适合具有较大跨度，动态载荷和冲击负载的结构。

低合金高强度结构钢的等级和等级：

Q345，Q390，Q420：有五个级别：A，B，C，D和E； Q460，Q500，Q550，Q620，Q690：有三个级别：C，D和E。等级字母越大，质量越好。

3。钢

钢板上有热滚动和冷滚动。

（1）热滚动钢：常用的角钢。 I形钢，通道钢，T形钢，H形钢，Z形钢等主要由Q235A制成。

（2）冷弯曲的薄壁钢：由冷弯或模制2〜6mm钢板制成。它主要包括开放的薄壁钢，例如角钢和通道钢，以及空心的薄壁钢，例如正方形和矩形，可用于轻型钢结构。

（3）钢板和压制钢板：有两种类型：热滚动和冷滚动，主要使用碳结构钢按压。

（4）轻钢龙骨。

5。混凝土结构的标准和钢的选择1。热滚动钢筋

根据强度（屈服极限，拉伸强度）和变形（冷弯曲性能，伸长率）性能，热卷的钢筋分为四个级别：

表面

形状

钢筋

年级

力量

代号

名义

直径

特征

轻圆

R235

6〜22

用Q235滚动，具有低强度，良好的可塑性，易于焊接，并且主要用于非固定钢棒。

新月

肋骨

ii

HRB335

6〜25。

28〜50

可以使用低合金钢，预应力或未预先固定的钢筋滚动。

iii

HRB400

6〜25。

28〜50

轮廓

肋骨

iv

HRB500

6〜25。

28〜50

首选用低合金钢滚动，预应力钢筋。

2。冷扣热钢钢筋

热滚动的钢筋在室温下拉伸至一定的应力，超过了产量点，然后卸载以获得冷藏的热卷钢棒。产量点增加，伸长率降低。在冷绘制了I级钢筋后，它们可用于钢筋混凝土的拉伸钢棒。在冷绘制了II类，III和IV钢筋之后，它们可以用作预应力的钢筋，但是在负温度，撞击负荷和重复负载下，它们很容易脆弱且破裂。

3。低碳钢电线

直径为6.6〜8mm的Q235（或Q215）的热卷带，穿过钢丝模具，横截面在室温下小于钢棒的直径，一倍或多次，冷 - 获得了绘制的低碳钢丝。屈服强度大大提高，并且坚硬而脆弱。 A级是预应力的钢丝（必须延长延长），而B类是非预先测定的钢丝。

4。冷肋骨

热卷曲带冷盘和冷盘后，表面上的肋钢杆在三个侧面冷卷，具有高强度和良好的可塑性，并且用混凝土很好地包裹着。 LL550用于非预染色的混凝土主肋骨，LL650和LL800可用于中型和中型预应力混凝土的压力主肋骨。

5。经过热处理的加固

热卷的肋钢棒通过淬火，回火和回火处理热处理。强度得到了显着提高，韧性良好，可塑性并没有太大降低，并且整体性能也不错。直径为6、8、10mm。表面滚动具有纵向肋骨和均匀分布的长度。使用时无法焊接或焊接十字肋骨，可以在预应力的混凝土中使用。

6。冷扭转加固

轻微地

7。钢丝和钢链，用于预应力混凝土

高质量的碳结构钢是由冷处理，回火，冷滚动和扭曲制成的，适用于具有较大载荷，较大跨度和曲线加固的预应力混凝土结构。

6。建筑钢的反耐受和防火1。钢的反lust

钢可以用腐蚀性气体（例如O2，SO2，H2S）氧化，并且可以在潮湿的环境中或由于微电池效应而导致的电解质溶液中进行电化学腐蚀。主要原因：电化学腐蚀。

预防钢腐蚀的措施：在表面上涂抹防lust涂料，或镀锌或塑料镀板。

防止混凝土中钢棒腐蚀的措施：限制水泥比和水泥的使用，限制使用氯化物盐混合物的使用，改善混凝土的紧凑性，并结合抗或骨剂（Dichromate）。

2。防火

钢结构中防火的主要方法：涂上防火和热隔热涂层。