第二章 建筑鋼材

1、第七章第七章 建筑鋼材建筑鋼材土木工程材料2教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 通過本章的學(xué)習(xí)，（1）了解鐵和鋼的概念、鋼的分類、鋼的冶煉加工及其對鋼質(zhì)量的影響；（2）掌握建筑鋼材的主要技術(shù)性質(zhì)（力學(xué)性質(zhì)、工藝性能）及其對鋼材性能的影響；（3）掌握主要建筑鋼材的性質(zhì)及應(yīng)用；（4）了解鋼的銹蝕、鋼材防銹的要點(diǎn)。本章內(nèi)容本章內(nèi)容2.1 2.1 建筑鋼材基本知識(shí)建筑鋼材基本知識(shí)2.1.1 建筑鋼材概述2.1.2 鋼的冶煉加工及其對鋼 材質(zhì)量的影響2.1.3 鋼的分類2.1.4 鋼材的加工2.2 2.2 建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的主要技術(shù)性能2.2.1 力學(xué)性能2.2.2 工藝性能2.3 2.3 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)

2、準(zhǔn)及應(yīng)用建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用 2.3.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼2.3.2 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼2.3.3 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼2.4 常用建筑鋼材課堂練習(xí)復(fù)習(xí)思考題32.1.1 2.1.1 建筑鋼材概述建筑鋼材概述l 定義定義：建筑鋼材主要是指用于鋼結(jié)構(gòu)中各種型材（如角鋼、槽鋼、工字鋼、圓鋼等）、鋼板、鋼管和用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的各種鋼筋、鋼絲、鋼絞線等。l 性能及應(yīng)用性能及應(yīng)用：建筑鋼材有較高的強(qiáng)度，有良好的塑性和韌性，能承受沖擊和振動(dòng)荷載，易于加工和裝配，可以焊接或者鉚接，便于裝配廣泛應(yīng)用于建筑工程中。l 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：易銹蝕，耐火性差。2.1 2.1 建筑鋼材基本知識(shí)建筑鋼材基本知識(shí)4前言前言199619

3、96年以來，我國鋼年以來，我國鋼產(chǎn)量一直居世界第一產(chǎn)量一直居世界第一位。位。20062006年中國粗鋼年中國粗鋼產(chǎn)量突破產(chǎn)量突破4 4億噸億噸, ,占世占世界鋼產(chǎn)量的界鋼產(chǎn)量的34.4%34.4%，相當(dāng)于前六大鋼鐵生相當(dāng)于前六大鋼鐵生產(chǎn)國日本、美國、俄產(chǎn)國日本、美國、俄羅斯、韓國、德國、羅斯、韓國、德國、印度的總和。印度的總和。鋼筋混凝土用熱軋帶鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋是重要的鋼鐵肋鋼筋是重要的鋼鐵產(chǎn)品，它應(yīng)用范圍廣，產(chǎn)品，它應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)量大。據(jù)粗略的生產(chǎn)量大。據(jù)粗略的統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)：20062006年我國鋼年我國鋼筋實(shí)際產(chǎn)量已達(dá)筋實(shí)際產(chǎn)量已達(dá)87928792萬噸左右，約占我國萬噸左右，約占我

4、國鋼產(chǎn)量的鋼產(chǎn)量的20.8%20.8%。 5近年來，伴隨我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高近年來，伴隨我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速增長，建筑業(yè)作為我國國民速增長，建筑業(yè)作為我國國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一也得到了快經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一也得到了快速的發(fā)展。由于速的發(fā)展。由于目前我國建筑目前我國建筑主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式，鋼筋的生產(chǎn)與消費(fèi)量增長很快鋼筋的生產(chǎn)與消費(fèi)量增長很快 。我國建筑用鋼占鋼材的消我國建筑用鋼占鋼材的消費(fèi)比例約為費(fèi)比例約為53.3%，其中，其中長材的消費(fèi)占長材的消費(fèi)占76%以上。以上。鋼筋占建筑用長材的鋼筋占建筑用長材的61% 。67891011121314151617182.1.2 2.1.2

5、 鋼的冶煉加工及其對鋼材質(zhì)量的影響鋼的冶煉加工及其對鋼材質(zhì)量的影響l 冶煉原理冶煉原理：將生鐵生鐵在1700左右熔融，進(jìn)行氧化，使碳的含量降低到一定的限度，同時(shí)把其他雜質(zhì)含量降低到允許范圍內(nèi)。l 碳素鋼碳素鋼含碳量在0.02%2.06%，含有害雜質(zhì)較少的鐵碳合金。 生鐵硬而脆，無塑性和韌性，不能進(jìn)行焊接、鍛造、軋制等加工，在建筑中很少應(yīng)用。煉鋼方法煉鋼方法：大規(guī)模的煉鋼方法主要有轉(zhuǎn)爐法、平爐煉鋼法和電弧煉鋼法三種。鋼材交貨時(shí)，必須對所用爐種以規(guī)定的代號做出標(biāo)志，脫氧狀態(tài)也是鋼質(zhì)標(biāo)志的內(nèi)容之一。192021頂吹氧氣轉(zhuǎn)爐22232.1.3 2.1.3 鋼的分類鋼的分類l 按化學(xué)成分分類按化學(xué)成分分

6、類碳素鋼：低碳鋼：含碳量 0.60合金鋼：低合金鋼：合金元素總含量 10l 按質(zhì)量（雜質(zhì)含量）分類按質(zhì)量（雜質(zhì)含量）分類 普通鋼：含硫量0.0550.065；含磷量0.045 優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量0.03 0.045；含磷量0.035 高級優(yōu)質(zhì)鋼：含硫量0.02 0.03；含磷量0.027l 按用途分類按用途分類 結(jié)構(gòu)鋼：建筑工程用結(jié)構(gòu)鋼、機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼 工具鋼：用于制作道具、量具、模具等 特殊鋼：不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、耐磨鋼、磁鋼等l 建筑工程中常用的鋼種是普通碳素結(jié)構(gòu)鋼普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和普通低合金普通低合金結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)鋼。24l 根據(jù)脫氧程度不同，澆鑄的鋼錠可分為:沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼和半鎮(zhèn)靜鋼。名稱

7、脫氧程度質(zhì)量沸騰鋼（F）不完全組織不夠致密，氣泡多，化學(xué)偏析大，成分不均勻，硫、磷雜質(zhì)較多質(zhì)量較差，成本較低。廣泛用于一般建筑工程。鎮(zhèn)靜鋼（Z）充分組織致密，成分均勻，機(jī)械性能好，質(zhì)量較好，成本較高。適用于預(yù)應(yīng)力混凝土等重要結(jié)構(gòu)工程。半鎮(zhèn)靜鋼（b）均介于上二者之間脫氧程度不同的三種鋼錠的比較25 建筑鋼材的產(chǎn)品一般分為型材、板材、線材和管材等幾類。型材包括鋼結(jié)構(gòu)用的角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、軌道鋼等。線材包括鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土用的鋼筋、鋼絲和鋼鉸線等。板材包括用于水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)、房屋、橋梁及建筑機(jī)械的中厚鋼板；用于屋面、墻面、樓板等的薄鋼板。管材主要用于鋼桁架和供水、供氣（汽）管線

8、等。262.1.4 鋼材的加工鋼材的加工 冶煉生產(chǎn)的鋼，除極少量直接用作鑄件外，絕大部分都是先澆鑄成鋼錠，然后再加工制成各種鋼材。 將鋼錠加熱到11501300后進(jìn)行熱軋，所得的產(chǎn)品為熱軋鋼材。將鋼錠先熱軋，經(jīng)冷卻至室溫后再進(jìn)行冷軋的產(chǎn)品為冷軋鋼材。一般建筑鋼材以熱軋為主。鋼管是用鋼板加工焊制而成的。無縫鋼管是對實(shí)心鋼坯進(jìn)行穿孔，經(jīng)熱軋、擠壓、冷軋、冷拔等工藝而制得。27 鋼材熱軋具有良好的塑性，容易成型。成型后鋼材沒有內(nèi)應(yīng)力，便于工序加工。如建筑用的鋼筋，用來進(jìn)行沖壓的鋼板，要進(jìn)行機(jī)械加工和熱處理的鋼材。 鋼材冷軋具有冷加工硬化的特性，由于冷軋具有較好的機(jī)械性能，很多直接使用的鋼材都使用冷軋

9、鋼材。如冷軋鋼絲，冷軋鋼板，冷軋扭鋼筋。2829303132333435以下為沸騰鋼（A）與鎮(zhèn)靜鋼（B）兩鋼錠的縱剖面，請觀察其結(jié)構(gòu)差別，討論其性能差異。 討論(B)鎮(zhèn)靜鋼 (A)沸騰鋼(A)沸騰鋼(B)鎮(zhèn)靜鋼 (A)沸騰鋼36討論：從圖中可見，沸騰鋼的氣泡明顯多于鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，澆鑄后在鋼液冷卻時(shí)有大量一氧化碳?xì)怏w外逸，引起鋼液劇烈沸騰。沸騰鋼內(nèi)部雜質(zhì)和夾雜物多，化學(xué)成分和力學(xué)性能不夠均勻、強(qiáng)度低、沖擊韌性和可焊性差，但生產(chǎn)成本低，可用于一般地建筑結(jié)構(gòu)。而鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼是指在澆鑄時(shí)，鋼液平靜地冷卻凝固，基本無一氧化碳?xì)馀莓a(chǎn)生,是脫氧較完全的鋼。鋼質(zhì)均勻密實(shí)，品質(zhì)好，但成本

10、高。鎮(zhèn)靜鋼可用于承受沖擊荷載地重要結(jié)構(gòu)。此外，還有比鎮(zhèn)靜鋼脫氧程度還要充分徹底的鋼，其質(zhì)量最好，稱特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼，其使用于特別重要的結(jié)構(gòu)工程。脫氧程度與質(zhì)量介于鎮(zhèn)靜鋼和沸騰鋼之間的鋼，稱為半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼，其質(zhì)量較好。 37某廠的鋼結(jié)構(gòu)屋架用中碳鋼焊接而成，使用一段時(shí)間后，屋架坍塌，請分析事故原因。 分析答案鋼結(jié)構(gòu)屋架坍塌鋼結(jié)構(gòu)屋架坍塌 鋼結(jié)構(gòu)屋架38分析：首先是因?yàn)殇摬牡倪x用不當(dāng)，中碳鋼的塑性和韌性比低碳鋼差；且其焊接性能較差，焊接時(shí)鋼材局部溫度高，形成了熱影響區(qū)，其塑性及韌性下降較多，較易產(chǎn)生裂紋。建筑上常用的主要鋼種是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。 392.2

11、 建筑鋼材的主要技術(shù)性能建筑鋼材的主要技術(shù)性能l 2.2.1.1 抗拉性能抗拉性能l拉伸性能是建筑鋼材最重要最重要的性能。從低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經(jīng)歷了四個(gè)階段：彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段。l通過對鋼材進(jìn)行抗拉試驗(yàn)所測得的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率強(qiáng)度和伸長率是鋼材的四個(gè)重要技術(shù)性質(zhì)指標(biāo)。2.2.1 建筑鋼材的力學(xué)性能建筑鋼材的力學(xué)性能E式中 材料的應(yīng)變; 材料的應(yīng)力; E材料的彈性模量401.1.應(yīng)力應(yīng)力 2.2.應(yīng)變應(yīng)變FFALL0L1建筑鋼材的抗拉性能建筑鋼材的抗拉性能0001LLLLLAFAN4142建筑鋼材的

12、抗拉性能建筑鋼材的抗拉性能一、彈性階段OA 一條通過原點(diǎn)一條通過原點(diǎn)的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。的直線，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。 彈性彈性彈性模量彈性模量 E E值的大小反映了鋼材抵抗值的大小反映了鋼材抵抗彈性變形的能力。彈性變形的能力。 A點(diǎn)對應(yīng)點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。的應(yīng)力。tgE:p0LLOAFA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖p E1 E2l圖形的特點(diǎn)：l 試件的特點(diǎn)：l計(jì)算的指標(biāo)：ABCD彈性極限43建筑鋼材的抗拉性能建筑鋼材的抗拉性能二、屈服階段AB 一條波動(dòng)的曲線，應(yīng)力增加很小，而應(yīng)變增加很大。 所能承受的拉力增加很小，而塑性變形迅速增加，似乎鋼材不能承受外力 屈服強(qiáng)度（也叫屈服點(diǎn)）

13、點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。0LLl圖形的特點(diǎn)：l試件的特點(diǎn)：l計(jì)算的指標(biāo)：OAFA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖pACDBB上上B下下:s下BsAFss屈服。44三、強(qiáng)化階段BC 一段上升的曲線。抵抗塑性變形的能力又重新提高抗拉強(qiáng)度 l圖形的特點(diǎn)：l試件的特點(diǎn)：l計(jì)算的指標(biāo)：0LLOAFA低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖低碳鋼受拉的應(yīng)力應(yīng)變圖pACDBB上上B下下s:bAFbbbC點(diǎn)對應(yīng)的應(yīng)力。建筑鋼材的抗拉性能建筑鋼材的抗拉性能強(qiáng)化。45四、頸縮階段CD 一段下降的曲線。變形迅速發(fā)展，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小 ，直到斷裂。伸長率： l圖形的特點(diǎn)：l試件的特點(diǎn)：l計(jì)算的指標(biāo)：AF0LLOApAC

14、DBB上上B下下sb%100001LLLL1L0建筑鋼材的抗拉性能建筑鋼材的抗拉性能l計(jì)算的指標(biāo)：頸縮46三個(gè)重要的指標(biāo)1.屈服強(qiáng)度s 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中鋼材強(qiáng)度取值的依據(jù)2.抗拉強(qiáng)度b 鋼材所能承受的最大應(yīng)力 屈強(qiáng)比 屈強(qiáng)比，利用率 ，安全可靠程度3.伸長率 衡量鋼材塑性的指標(biāo)，越大說明鋼材的塑性越好 bsbsAF0LLOApACDBB上上B下下sbsbbs%100001LLL47 鋼材的鋼材的e和和s越高，表示鋼材對小量塑性變形的抵越高，表示鋼材對小量塑性變形的抵抗能力越大。因此，在不發(fā)生塑性變形的條件下，抗能力越大。因此，在不發(fā)生塑性變形的條件下，所能承受的應(yīng)力就越大。所能承受的應(yīng)力就越大。e與

15、與b差值越大的鋼，說差值越大的鋼，說明超過屈服點(diǎn)后的強(qiáng)度儲(chǔ)備能力越大，結(jié)構(gòu)的安全明超過屈服點(diǎn)后的強(qiáng)度儲(chǔ)備能力越大，結(jié)構(gòu)的安全性高。性高。 屈強(qiáng)比（屈強(qiáng)比（s/b） 鋼材的屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，鋼材的屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，稱為屈強(qiáng)比。它也代表了鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備的大小，屈稱為屈強(qiáng)比。它也代表了鋼材強(qiáng)度儲(chǔ)備的大小，屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，屈強(qiáng)比越小，強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，屈強(qiáng)比越小，強(qiáng)度儲(chǔ)備大。但屈強(qiáng)比太小則鋼筋強(qiáng)度的有效利用強(qiáng)度儲(chǔ)備大。但屈強(qiáng)比太小則鋼筋強(qiáng)度的有效利用率低。一般碳素鋼屈強(qiáng)比為率低。一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)，低合金結(jié)構(gòu)

16、鋼為鋼為0.65-0.75,合金結(jié)構(gòu)鋼為合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。 48 伸長率伸長率 指金屬材料受外力（拉力）作用斷裂時(shí)，試棒伸長的長度與原來長度的百分比，伸長率按試棒長度的不同分為：試棒的標(biāo)距等于5倍直徑，短試棒求得的伸長率，代號為5；試棒的標(biāo)距等于10倍直徑，長試棒求得的伸長率，代號為10，。 伸長率是鋼材發(fā)生斷裂時(shí)伸長率是鋼材發(fā)生斷裂時(shí)所能承受的永久變形的能所能承受的永久變形的能力力00001100lll式中 試件的伸長率，%； 拉伸前的標(biāo)距長度，mm； 拉斷后的標(biāo)距長度，mm。0l1l0l1l式中 試件的伸長率，%； 拉伸前的標(biāo)距長度，mm； 拉斷后的標(biāo)距長度，mm。0l1l0

17、0001100lll式中 試件的伸長率，%； 拉伸前的標(biāo)距長度，mm； 拉斷后的標(biāo)距長度，mm。0l1l49 斷面收縮率斷面收縮率 塑性是指鋼材在受力破壞之前可以經(jīng)受永塑性是指鋼材在受力破壞之前可以經(jīng)受永久變形的能力。以久變形的能力。以表示表示 。 斷面收縮率是試件斷裂后，縮頸處橫斷面斷面收縮率是試件斷裂后，縮頸處橫斷面面積的最大縮減量占橫截面的百分率。面積的最大縮減量占橫截面的百分率。 在工程中鋼材的塑性指標(biāo)通常用伸長率和在工程中鋼材的塑性指標(biāo)通常用伸長率和斷面收縮率表示斷面收縮率表示。50l2.2.2.2 沖擊韌性沖擊韌性l鋼材的沖擊韌性沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。l沖擊

18、韌性實(shí)驗(yàn)當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的重?cái)[從一定高度自由落下時(shí)，在試樣中間開V型缺口，試樣吸收的能量等于重?cái)[所作的功W。沖擊韌性的大小用缺口處單位面積上所消耗的功k k 來表示。 鋼材的沖擊韌性試驗(yàn)lk值與試驗(yàn)溫度有關(guān)。有些材料在常溫時(shí)沖擊韌性并不低。但當(dāng)試驗(yàn)溫度低于某值時(shí)，k突然大幅度下降，材料無明顯塑性變形而發(fā)生脆性斷裂，這種性質(zhì)稱為鋼材的冷脆性冷脆性。51 鋼的化學(xué)成分;例：S、P沖擊韌性 冶煉及軋制質(zhì)量質(zhì)量沖擊韌性 溫度溫度，沖擊韌性 ak影響沖擊韌性的因素 52l2.2.2.3 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度l受交變荷載反復(fù)作用，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象,稱為疲勞破壞疲勞破壞。l鋼材

19、的疲勞破壞一般是由拉應(yīng)力引起的，首先在局部開始形成細(xì)小斷裂，隨后由于微裂紋尖端的應(yīng)力集中而使其逐漸擴(kuò)大，直至突然發(fā)生瞬時(shí)疲勞斷裂。 疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。 鋼材疲勞曲線示意圖53 硬度是指鋼材抵抗硬物體壓入鋼材的表面的能力。 方法：布氏法、洛氏法和維氏法，常用方法是布氏法和洛氏法。定義測定方法演示2.2.2.4 鋼材的硬度鋼材的硬度54討論與分析l材料的硬度往往與材料的其它性能有一定的相關(guān)系，如：鋼材的HB值與抗拉強(qiáng)度之間有較好的相關(guān)關(guān)系。HBb6 . 3175HB，當(dāng)HBb5 . 3175HB，當(dāng)55l 冷彎性能冷彎性能l定義：定義：指鋼材在

20、常溫下承受彎曲變形的能力，以試驗(yàn)時(shí)的彎曲角度和 彎心直徑d為指標(biāo)表示。l檢驗(yàn)檢驗(yàn)：按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進(jìn)行試驗(yàn)，試件的彎曲處不發(fā)生裂縫、斷裂或漆層，即認(rèn)為冷彎性能合格。2.2.2 2.2.2 建筑鋼材的工藝性能建筑鋼材的工藝性能鋼材的冷彎 56adldlaaadldlaa圖圖1 支輥式彎曲裝置支輥式彎曲裝置 對于支輥式彎曲裝置支輥長度應(yīng)大于試樣寬度或直徑,支輥半徑應(yīng)為110倍試樣厚度，支輥應(yīng)具有足夠的硬度，除非另有規(guī)定，支輥間距應(yīng)按下式確定：L=（d+3a）0.5a 此距離在試驗(yàn)期間應(yīng)保持不便。 彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。57ad2圖圖2 V模具形彎曲裝

21、置模具形彎曲裝置 V型模具式彎曲裝置型模具式彎曲裝置其模具的其模具的V形槽角度應(yīng)為形槽角度應(yīng)為1800a（見中圖（見中圖2）。彎）。彎曲角度應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)曲角度應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。彎曲壓頭的圓角中規(guī)定。彎曲壓頭的圓角半徑為半徑為d /2。模具的支承。模具的支承棱邊應(yīng)倒圓，倒圓半徑應(yīng)棱邊應(yīng)倒圓，倒圓半徑應(yīng)為為110倍試樣厚度，模倍試樣厚度，模具和彎曲壓頭寬度應(yīng)大于具和彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑試樣寬度或直徑, 彎曲壓彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。頭應(yīng)具有足夠的硬度。 58 虎鉗式彎曲裝虎鉗式彎曲裝置由虎鉗配備足夠置由虎鉗配備足夠硬度的彎心組成，硬度的彎心組成，可以配置加力桿，可以配置加力

22、桿，彎心直徑應(yīng)按照相彎心直徑應(yīng)按照相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，彎心寬度應(yīng)大試樣彎心寬度應(yīng)大試樣寬度或直徑。寬度或直徑。 a 2d圖圖3 虎鉗式彎曲裝置虎鉗式彎曲裝置 59Ld0 aa )滑 塊耳 軸翻 板aad0ad180 翻板式彎曲裝置中翻板帶有鍥形滑塊，滑塊寬度應(yīng)大試樣翻板式彎曲裝置中翻板帶有鍥形滑塊，滑塊寬度應(yīng)大試樣 寬度或直徑，滑塊應(yīng)具有足夠的硬度，翻板固定在耳軸上，試驗(yàn)時(shí)能繞寬度或直徑，滑塊應(yīng)具有足夠的硬度，翻板固定在耳軸上，試驗(yàn)時(shí)能繞耳軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，耳軸連接彎曲角度指示器，指示耳軸軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，耳軸連接彎曲角度指示器，指示001800的彎曲角度。的彎曲角度。翻板間距離應(yīng)為兩翻板的試

23、樣支承面同時(shí)垂直于水平軸線時(shí)兩支承面間翻板間距離應(yīng)為兩翻板的試樣支承面同時(shí)垂直于水平軸線時(shí)兩支承面間的距離，并按下式確定：的距離，并按下式確定： L=（d+2a）+e式中式中e可取可取26mm。 彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣彎曲壓頭直徑應(yīng)在相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，彎曲壓頭寬度應(yīng)大于試樣寬度或直徑寬度或直徑, 彎曲壓頭的壓桿厚度應(yīng)略小于彎曲壓頭直，彎曲壓頭應(yīng)具彎曲壓頭的壓桿厚度應(yīng)略小于彎曲壓頭直，彎曲壓頭應(yīng)具有足夠的硬度。有足夠的硬度。60鋼筋類別鋼筋類別公稱直公稱直徑（徑（mmmm）屈服強(qiáng)屈服強(qiáng)度度(MPa)(MPa)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度(MPa)(MPa)伸長率伸長率(

24、%)(%)冷冷 彎彎低碳鋼熱軋圓盤低碳鋼熱軋圓盤條條Q215Q215/ /2152153753752727d=0d=0冷彎冷彎180180, ,無裂紋無裂紋d=d=彎彎心直心直a=a=試樣試樣直徑直徑Q235Q235/ /2352354104102323d=0.5ad=0.5a鋼筋砼用熱軋光圓鋼筋鋼筋砼用熱軋光圓鋼筋8 820202352353703702323d=ad=a鋼筋砼用熱軋帶鋼筋砼用熱軋帶肋鋼筋肋鋼筋HRB335HRB3356 62525282850503353354904901616d=3ad=3ad=4ad=4aHRB400HRB4006 6252528285050400400

25、5705701414d=4ad=4ad=5ad=5aHRB500HRB5006 62525282850505005006306301212d=6ad=6ad=7ad=7a冷帶冷帶肋鋼筋肋鋼筋CRB550CRB550/ / /55055088d=3ad=3a冷彎冷彎180180無裂紋無裂紋CRB650CRB650/ / /650650反復(fù)彎曲反復(fù)彎曲4 4次，無裂紋次，無裂紋注；注；a=4a=4時(shí)，彎心半徑時(shí)，彎心半徑=10=10； a=5a=5時(shí)，彎心半徑時(shí)，彎心半徑=15=15 a=6 a=6時(shí)，彎心半徑時(shí)，彎心半徑=15=15CRB800CRB800/ / /800800CRB970CRB

26、970/ / /970970CRB117CRB1170 0/ / /11701170冷軋扭冷軋扭鋼筋鋼筋/ / / /5805804.54.5d=3ad=3a冷彎冷彎180180無裂紋無裂紋冷拔螺旋冷拔螺旋鋼筋鋼筋LX550LX550/ / /55055088d=3ad=3a冷彎冷彎180180無裂紋無裂紋LX650LX650/ / /65065044d=4ad=4aLX800LX800/ / /80080044d=5ad=5a拉伸強(qiáng)度及彎曲試驗(yàn)性能指標(biāo)應(yīng)符合下表中各項(xiàng)要求：拉伸強(qiáng)度及彎曲試驗(yàn)性能指標(biāo)應(yīng)符合下表中各項(xiàng)要求： 61l焊接性能焊接性能 l焊接焊接：把兩塊金屬局部加熱，并使其接縫部分

27、迅速呈熔融或半熔融狀態(tài)，而牢固的連接起來。它是鋼結(jié)構(gòu)的主要連接形式。l焊接性能：焊接性能：是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向，焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于原有鋼材的強(qiáng)度。l影響因素影響因素：鋼材的化學(xué)成分對鋼材的可焊性有很大的影響。l選擇選擇：焊接結(jié)構(gòu)用鋼，選含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐鎮(zhèn)靜鋼。對高碳鋼及合金鋼，需要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。622.2.3 影響鋼材性能的主要因素影響鋼材性能的主要因素2.2.3.1 化學(xué)成分（1）有益元素1）碳（C）。碳是形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，是鋼材中除鐵以外最主要的元素。含碳量高，則鋼材強(qiáng)度高，但同時(shí)鋼材的塑

28、性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降。因此，建筑鋼材對含碳量要加以限制，一般不應(yīng)超過0.22，在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于0.20。2）硅（Si）。硅是強(qiáng)脫氧劑強(qiáng)脫氧劑，是制作鎮(zhèn)靜鋼的必要元素。硅適量時(shí)可提高鋼材的強(qiáng)度而不顯著影響其塑性、韌性、冷彎性能及可焊性。在碳素鎮(zhèn)靜鋼中硅的含量為0.120.3，在低合金鋼中為0.20.55。過量時(shí)會(huì)惡化鋼材的可焊性及抗銹蝕性。3）錳（Mn）。錳是有益元素，它能顯著提高鋼材的強(qiáng)度而不過多降低塑性和沖擊韌性。錳有脫氧作用，是弱脫氧劑。同時(shí)還可以消消除硫引起的鋼材熱脆現(xiàn)象及改善冷脆傾向除硫引起的鋼材熱脆現(xiàn)象及改善冷脆傾向。錳是低合金鋼中的主要合金元素，含量一般為

29、1.21.6，過量時(shí)會(huì)降低鋼材的可焊性。4）釩（V）。釩是鋼中合金元素，能提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕性，又不顯著降低塑性。63含碳量對熱軋?zhí)妓劁撔再|(zhì)的影響 b抗拉強(qiáng)度；k沖擊韌性；HB硬度；伸長率；面積縮減率 64（2）有害元素1）硫（S）是有害元素，屬雜質(zhì)。硫在鋼材溫度達(dá)到8001000時(shí)生成硫化鐵而熔化，使鋼材變脆，易出現(xiàn)裂縫，稱為熱脆熱脆。硫還會(huì)降低鋼材的沖擊韌性、可焊性、疲勞強(qiáng)度及抗銹蝕能力。因此，對硫的含量必須嚴(yán)加控制，一般不超過0.0450.05，Q235的C級與D級鋼要求更嚴(yán)。2）磷（P）可以提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹蝕能力，但卻嚴(yán)重降低鋼材的塑性、韌性和可焊性，特別是在溫度較低時(shí)使鋼材變

30、脆（冷脆冷脆），既在低溫條件下使鋼材的塑性和韌性顯著降低，鋼材容易脆裂。因而應(yīng)嚴(yán)格控制其含量，一般不超過0.045。但采取適當(dāng)?shù)囊苯鸸に囂幚恚滓部勺鳛楹辖鹪?，含量?.050.12之間。3）氧（O）和氮（N）是有害元素，氧能使鋼材熱脆，其作用比硫劇烈；氮能使鋼材冷脆，與磷類似，故其含量應(yīng)嚴(yán)格控制。由于氧和氮在冶煉過程中容易逸出，一般不會(huì)超過極限含量，故不作含量要求。65l冷加工性能及時(shí)效冷加工性能及時(shí)效l冷加工強(qiáng)化處理：將鋼材在常溫下進(jìn)行冷加工（如冷拉、冷拔或冷軋），使之產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度。經(jīng)強(qiáng)化處理過的鋼材塑性和韌性降低，彈性模量降低。l時(shí)效：鋼材在冷加工后長時(shí)間的擱置中，會(huì)

31、自發(fā)地呈現(xiàn)強(qiáng)度和硬度逐漸提高，而塑性和韌性逐漸降低的現(xiàn)象。人工時(shí)效：加熱到100C 200C并保持一定時(shí)間，適合于高強(qiáng)鋼筋； 自然時(shí)效：常溫下存放15 20天，適合用于低強(qiáng)度鋼筋。66鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高鋼筋冷拉后屈服強(qiáng)度可提高15%-20%，冷拔，冷拔后屈服強(qiáng)度可提高后屈服強(qiáng)度可提高40%-60%。低碳鋼受冷拉力應(yīng)變低碳鋼受冷拉力應(yīng)變67注注：（：（1）冷拉僅能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不能提高抗壓強(qiáng)）冷拉僅能提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度，不能提高抗壓強(qiáng) 度；冷拔可同時(shí)提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度；度；冷拔可同時(shí)提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度； （2）鋼筋經(jīng)冷加工后，力學(xué)性能發(fā)生顯著變化；強(qiáng)度）鋼筋經(jīng)冷加

32、工后，力學(xué)性能發(fā)生顯著變化；強(qiáng)度提高，塑性降低，由軟鋼變成硬鋼。提高，塑性降低，由軟鋼變成硬鋼。低碳鋼受冷拔力應(yīng)變低碳鋼受冷拔力應(yīng)變686970 將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即將金屬工件加熱到某一適當(dāng)溫度并保持一段時(shí)間，隨即浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介浸入淬冷介質(zhì)中快速冷卻的金屬熱處理工藝。常用的淬冷介質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的質(zhì)有鹽水、水、礦物油、空氣等。淬火可以提高金屬工件的硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面硬度及耐磨性，因而廣泛用于各種工、模、量具及要求表面耐磨的零件（如齒輪、軋輥、滲碳零件等）。通過淬

33、火與不耐磨的零件（如齒輪、軋輥、滲碳零件等）。通過淬火與不同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲同溫度的回火配合，可以大幅度提高金屬的強(qiáng)度、韌性及疲勞強(qiáng)度，并可獲得這些性能之間的配合（綜合機(jī)械性能）以勞強(qiáng)度，并可獲得這些性能之間的配合（綜合機(jī)械性能）以滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲滿足不同的使用要求。另外淬火還可使一些特殊性能的鋼獲得一定的物理化學(xué)性能，如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不得一定的物理化學(xué)性能，如淬火使永磁鋼增強(qiáng)其鐵磁性、不銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件。銹鋼提高其耐蝕性等。淬火工藝主要用于鋼件。淬淬 火火 71 又稱配火。金屬熱處理工藝

34、的一種。將經(jīng)過淬火又稱配火。金屬熱處理工藝的一種。將經(jīng)過淬火的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度，保溫的工件重新加熱到低于下臨界溫度的適當(dāng)溫度，保溫一段時(shí)間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處一段時(shí)間后在空氣或水、油等介質(zhì)中冷卻的金屬熱處理?；?qū)⒋慊鸷蟮暮辖鸸ぜ訜岬竭m當(dāng)溫度，保溫若理。或?qū)⒋慊鸷蟮暮辖鸸ぜ訜岬竭m當(dāng)溫度，保溫若干時(shí)間，然后緩慢或快速冷卻。一般用以減低或消除干時(shí)間，然后緩慢或快速冷卻。一般用以減低或消除淬火鋼件中的內(nèi)應(yīng)力，或降低其硬度和強(qiáng)度，以提高淬火鋼件中的內(nèi)應(yīng)力，或降低其硬度和強(qiáng)度，以提高其延性或韌性。根據(jù)不同的要求可采用低溫回火、中其延性或韌性。根據(jù)不同的要求可采用

35、低溫回火、中溫回火或高溫回火。通常隨著回火溫度的升高，硬度溫回火或高溫回火。通常隨著回火溫度的升高，硬度和強(qiáng)度降低，延性或韌性逐漸增高。和強(qiáng)度降低，延性或韌性逐漸增高。 回回 火火 72 將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻以適宜速度冷卻(通常是緩慢冷卻，有時(shí)是控制冷卻通常是緩慢冷卻，有時(shí)是控制冷卻)的的一種金屬熱處理工藝。一種金屬熱處理工藝。 退火的目的在于：改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、退火的目的在于：改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力，軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應(yīng)力

36、，防止工件變形、開裂。軟化工件以便進(jìn)行切削加工。防止工件變形、開裂。軟化工件以便進(jìn)行切削加工。細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機(jī)械性能。為最細(xì)化晶粒，改善組織以提高工件的機(jī)械性能。為最終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。終熱處理（淬火、回火）作好組織準(zhǔn)備。 退退 火火 73某燒結(jié)礦倉庫運(yùn)輸廊道于1965年1月發(fā)生倒塌。事故發(fā)生時(shí)室外氣溫為36左右。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查及取樣試驗(yàn)可知所用的沸騰鋼含碳0.230.25，含硫0.06，焊接質(zhì)量差。請分析事故原因。 分析答案74分析：原因之一是所使用的鋼材不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)生脆性斷裂。所用鋼材含碳量及含硫量均超過用于焊接結(jié)構(gòu)鋼材要求，即含碳不超過0.22，含硫量不

37、超過0.055 。硫的析出集中點(diǎn)正是弦桿鋼發(fā)生脆性破壞部位。原因之二是斷裂處焊縫低劣，以及焊接結(jié)構(gòu)處有應(yīng)力集中現(xiàn)象，助長了此衍架的斷裂破壞。經(jīng)檢查，多處焊縫明顯未焊透，有焊瘤，夾雜缺陷，焊接質(zhì)量差。 75l 8.3.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由4個(gè)要素組成：脫氧程度代號，F(xiàn)代表沸騰鋼；b代表半鎮(zhèn)靜鋼Z ；Z代表鎮(zhèn)靜鋼；TZ代表特殊鎮(zhèn)靜鋼，（Z、TZ符號可予以省略)。鋼材屈服點(diǎn)數(shù)值質(zhì)量等級代號分A、B、C、D四級鋼材屈服點(diǎn)代號，以“屈”字漢語拼音首位字母“Q”表示Q235AF表示屈服點(diǎn)為235MPa的A級沸騰鋼。 2.3 2.3 建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用 7

38、6牌號牌號統(tǒng)一數(shù)學(xué)統(tǒng)一數(shù)學(xué)代號代號等級等級厚度（或厚度（或直徑）直徑）mm脫氧方脫氧方法法化學(xué)成份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）化學(xué)成份（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%，不大于，不大于CSiMnPSQ195U11952F、Z0.120.300.500.0350.040Q215U12152AF、Z0.150.351.200.0450.050U12155B0.045Q235U12352AF、Z0.220.0351.400.0450.050U12355B0.200.045U12358CZ0.170.400.040U12359DTZ0.035Q275U12752AF、Z0.240.0351.500.0450.050U12755B40Z0

39、.210.0450.045400.22U12758CZ0.200.0400.040U12759DTZ0.035（1）表中為鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字，沸騰鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字代號如下：）表中為鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字，沸騰鋼牌號的統(tǒng)一數(shù)字代號如下：Q195FU11950；Q215AFU12150，Q215BFU12153；Q235AFU12350，Q235BFU12353；Q275AFU12750 。（2）經(jīng)需方同意，）經(jīng)需方同意，Q235B的碳含量可不大于的碳含量可不大于0.22% 。表表2.1 碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分（碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學(xué)成分（GB/T700-2006）77牌號牌號等等

40、級級屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)s(MPa)抗抗 拉拉強(qiáng)強(qiáng) 度度b(MPa)伸長率伸長率5(%)沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)（V型缺口）型缺口）厚度厚度(或直徑或直徑)/mm厚度（或直徑）厚度（或直徑）/mm溫度溫度（）沖擊沖擊吸收吸收功功（縱（縱向）向）(J)不小不小于于16164040606010010015015020040406060100100150150200Q19519518531543033Q215A2152051951851751653354503130292726B+2027Q235A2352252152151951853705002625242221B+2027C0D-20Q275A27526525

41、52452252154105402221201817B+2027C0D-20Q195的屈服強(qiáng)度值僅供參考，不作交貨條件。厚度大于100mm的鋼材，抗拉強(qiáng)度下限允許降低20N/mm。寬帶鋼（包括剪切鋼板）抗拉強(qiáng)度上限不作交貨條件。厚度小于25mm的Q235B級鋼材，如供方能保證沖擊吸收值合格，經(jīng)需方同意，可不作檢驗(yàn)。78牌號牌號試樣方向試樣方向冷彎試驗(yàn)冷彎試驗(yàn)B=2a 180o鋼材厚度或直徑鋼材厚度或直徑(mm)6060100彎芯直徑彎芯直徑dQ195縱縱0橫橫0.5aQ215縱縱0.5a1.5a橫橫a2aQ235縱縱a2a橫橫1.5a2.5aQ275縱縱1.5a2.5a橫橫2a3a表表2.3

42、碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷彎性能（碳素結(jié)構(gòu)鋼的冷彎性能（GB/T700-2006）由表由表2.1、表、表2.2和表和表2.3可可知，碳素結(jié)構(gòu)知，碳素結(jié)構(gòu)鋼隨著牌號的鋼隨著牌號的增大，其含碳增大，其含碳量增加，強(qiáng)度量增加，強(qiáng)度提高，塑性和提高，塑性和韌性降低，冷韌性降低，冷彎性能逐漸變彎性能逐漸變差。差。79碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性與選用碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性與選用 工程中應(yīng)用最廣泛的碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號為Q235，其含碳量為0.14%0.22%，屬低碳鋼，由于該牌號鋼既具有較高的強(qiáng)度，又具有較好的塑性和韌性，可焊性也好，故能較好的滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼要求。Q195、Q215號鋼強(qiáng)度低，塑性和韌性較好，易于冷加

43、工，常用作鋼釘、鉚釘、螺栓及鐵絲等。Q215號鋼經(jīng)冷加工后可代替Q235號鋼使用。Q275號鋼強(qiáng)度較高，但塑性、韌性和可焊性較差，不易焊接和冷加工，可用于軋制鋼筋、制作螺栓配件等。80l2.3.2 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼l分類分類：根據(jù)錳含量的不同分為普通錳含量鋼和較高錳含量鋼兩組。l應(yīng)用應(yīng)用：成本較高，僅用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件及高強(qiáng)度螺栓等。l牌號牌號：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號用兩位數(shù)字表示，它表示平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)。較高含錳量時(shí)，在鋼號后加注“Mn”。l優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼分為優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼(鋼號后加A)和特級優(yōu)質(zhì)鋼(鋼號后加E)。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB2212000鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法規(guī)定，優(yōu)質(zhì)

44、碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號采用阿拉伯?dāng)?shù)字或阿拉伯?dāng)?shù)字和規(guī)定的符號表示，以二位阿拉伯?dāng)?shù)字表示平均含碳量（以萬分?jǐn)?shù)計(jì)），如：平均含碳量為0.08%的沸騰鋼，其牌號表示為“08F”；平均含碳量為0.10%的半鎮(zhèn)靜鋼，其牌號表示為“10b”；較高含錳量的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，在表示平均含碳量的阿拉伯?dāng)?shù)字后加錳元素符號，如：平均含碳量為0.50%，含錳量為0.70%1.0%的鋼，其牌號表示為“50Mn”。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼中的硫、磷等有害雜質(zhì)含量更低，且脫氧充分，質(zhì)量穩(wěn)定，在建筑工程中常用做重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件、高強(qiáng)螺栓及預(yù)應(yīng)力錨具。81l2.3.3 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼l特點(diǎn)特點(diǎn)：在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加總量小于

45、5合金元素，強(qiáng)度高，塑性和低溫沖擊韌性好、耐銹蝕。l應(yīng)用應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別是大型結(jié)構(gòu)、重型結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑、橋梁工程、承受動(dòng)力荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)。 l牌號牌號：質(zhì)量等級符合，分A、B、C、D、E五級屈服點(diǎn)數(shù)值代表屈服點(diǎn)的漢語拼音字母Q82牌號牌號質(zhì)質(zhì)量量等等級級屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)s(MPa)抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b（MPa）伸長伸長率率5（%）沖擊功（沖擊功（A k v)(縱向）縱向）（J）180彎曲試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)d為彎芯直徑；為彎芯直徑；a為為試件厚度（直徑）試件厚度（直徑）厚度（直徑、邊長）（厚度（直徑、邊長）（mm)+200-20-401516353550501

46、00不小于不小于鋼材厚度（直徑）鋼材厚度（直徑）（mm）不小于不小于1616100Q295AB295295275275255255235235390570390570232334d=2ad=2ad=3ad=3aQ345ABCDE345345345345345325325325325325295295295295295275275275275275470630470630470630470630470630212122222234343427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ390ABCDE39039039039039037037037037037

47、0350350350350350330330330330330490650490650490650490650490650191920202034343427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ420ABCDE420420420420420400400400400400380380380380380360360360360360520680520680520680520680520680181819191934343427d=2ad=2ad=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3ad=3ad=3aQ460CDE46046046044044044

48、0420420420400400400550720550720550720171717343427d=2ad=2ad=2ad=3ad=3ad=3a低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能 （GB1591-1994） 83低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)與應(yīng)用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的特點(diǎn)與應(yīng)用 由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼中的合金元素的結(jié)晶強(qiáng)化和固熔強(qiáng)化等作用，該鋼材不但具有較高的強(qiáng)度，而且也具有較好的塑性、韌性和可焊性。因此，在鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中常采用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼軋制型鋼（角鋼、槽鋼、工字鋼）、鋼板、鋼管及鋼筋，來建筑橋梁、高層及大跨度建筑，尤其在承受動(dòng)荷載和沖擊荷載的結(jié)構(gòu)中更為適用

49、。另外，與使用碳素鋼相比，可節(jié)約鋼材20%30%，而成本并不很高。目前我國生產(chǎn)的低合金結(jié)構(gòu)鋼有17種，分別是：09MnV、09MnNb、09Mn2、12Mn、18Nb、12MnV、09MnCuPTi、10MnSiCu、14MnNb、16Mn、16MnRE、10MnPNbRE、15MnV、15MnTi、16MnNb、14MnVTiRE、15MnVN。鋼號中前面兩個(gè)數(shù)字代表鋼的平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)，合金元素后無數(shù)字者，表示該元素的平均含量少于1.5%，標(biāo)有“2”、“3”則指其含量為“1.52.49”及“2.53.49”，余類推。84 混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，但抗拉強(qiáng)度很低。用鋼筋增強(qiáng)混凝土，可大大

50、擴(kuò)展混凝土的應(yīng)用范圍，而混凝土又對鋼筋起保護(hù)作用。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由碳鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋，主要由碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。 2.4 2.4 常用建筑鋼材常用建筑鋼材l 8.4.1 8.4.1 熱軋鋼筋熱軋鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋應(yīng)有較高的強(qiáng)度，具有一定的塑性、韌性、冷彎和可焊性。熱軋鋼筋熱軋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋，主要有用Q235軋制的光圓鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋兩類。 852.4.1.1 熱軋光圓鋼筋熱軋光圓鋼筋 經(jīng)熱軋成型，橫截面通常為圓形，表面光滑的成品鋼筋，稱為熱軋光圓鋼筋（HPBHotrolled Plain Bars）。鋼筋

51、按屈服強(qiáng)度特征值分為235、300級。 熱軋光圓鋼筋牌號由HPB和屈服強(qiáng)度特征值構(gòu)成，分為為HPB235、HPB300兩個(gè)牌號。 熱軋光圓鋼筋的公稱直徑范圍為622mm，熱軋光圓鋼筋（GB 1499.1-2008）推薦的鋼筋公稱直徑為6、8、10、12、16和20mm?？砂粗睏l或盤卷交貨，按定尺長度交貨的直條鋼筋其長度允許偏差范圍為0+50mm；按盤卷交貨的鋼筋，每根盤條重量應(yīng)不小于1000kg 。 熱軋光圓鋼筋鋼筋的屈服強(qiáng)度ReL、抗拉強(qiáng)度Rm、斷后伸長率A、最大拉力總伸長率Agt等力學(xué)性能特征值應(yīng)符合規(guī)定。各力學(xué)性能特征值，可作為交貨檢驗(yàn)的最小保證值。按規(guī)定的彎芯直徑彎曲180后，鋼筋受彎

52、部位表面不得產(chǎn)生裂紋。8687牌號ReL（Mpa）Rm（Mpa）A（%）Agt（%）冷彎試驗(yàn)180d彎芯直徑a鋼筋公稱直徑不小于HPB23523537025.010.0d=aHPB300300420熱軋光圓鋼筋的力學(xué)性能熱軋光圓鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能（和工藝性能（GB 1499.1-2008） 88帶肋鋼筋(a)月牙肋鋼筋(b)等高肋鋼筋 2.4.1.2 熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 (HRBHotrolled Ribbed Bars) 經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的橫截面為圓形的，且表面通常帶有兩條縱肋和沿長度方向均勻分布的橫肋的鋼筋，稱為熱軋帶肋鋼筋。包括普通熱軋鋼筋和細(xì)晶粒熱軋鋼筋兩種。 熱軋帶肋

53、鋼筋按屈服強(qiáng)度特征值分為335、400、500級。 普通熱軋鋼筋的牌號由HRB和屈服強(qiáng)度特征值構(gòu)成，分為HRB335（20Mnsi）、HRB400(20MnSiV、20MnSiNb或20MnsiTi)、HRB500三個(gè)牌號，。8990(a)等高肋鋼筋；(b)月牙肋鋼筋 919293949596 熱軋帶肋鋼筋的公稱直徑范圍為熱軋帶肋鋼筋的公稱直徑范圍為650mm，熱軋帶肋鋼熱軋帶肋鋼筋筋（GB 1499.2-2007）推薦的鋼筋公稱直徑為）推薦的鋼筋公稱直徑為6、8、10、12、16、20、25、32、40和和50mm。 熱軋帶肋鋼筋通常按定尺長度交貨，具體交貨長度應(yīng)在合熱軋帶肋鋼筋通常按定尺長

54、度交貨，具體交貨長度應(yīng)在合同中注明，按定尺長度交貨時(shí)的長度允許偏差為同中注明，按定尺長度交貨時(shí)的長度允許偏差為25mm，當(dāng)，當(dāng)要求最小長度時(shí)，其偏差為要求最小長度時(shí)，其偏差為+50mm，當(dāng)要求最大長度時(shí)，其，當(dāng)要求最大長度時(shí)，其偏差為偏差為50mm。熱軋帶肋鋼筋也可以盤卷交貨，每盤應(yīng)是一。熱軋帶肋鋼筋也可以盤卷交貨，每盤應(yīng)是一條鋼筋，允許每批有條鋼筋，允許每批有5%的盤數(shù)由兩條鋼筋組成。的盤數(shù)由兩條鋼筋組成。 97 熱軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合規(guī)熱軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合規(guī)定。各力學(xué)性能特征值，可作為交貨檢驗(yàn)的最小保定。各力學(xué)性能特征值，可作為交貨檢驗(yàn)的最小保證值；按規(guī)定

55、的彎芯直徑彎曲證值；按規(guī)定的彎芯直徑彎曲180后，鋼筋受彎后，鋼筋受彎部位表面不得產(chǎn)生裂紋。反向彎曲試驗(yàn)是先正向彎部位表面不得產(chǎn)生裂紋。反向彎曲試驗(yàn)是先正向彎曲曲90，再反向彎曲，再反向彎曲20，經(jīng)反向彎曲試驗(yàn)后，鋼，經(jīng)反向彎曲試驗(yàn)后，鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。 熱軋鋼筋中熱軋光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性熱軋鋼筋中熱軋光圓鋼筋的強(qiáng)度較低，但塑性及焊接性能很好，便于各種冷加工，因而廣泛用作及焊接性能很好，便于各種冷加工，因而廣泛用作普通鋼筋混凝土構(gòu)件的受力筋及各種鋼筋混凝土結(jié)普通鋼筋混凝土構(gòu)件的受力筋及各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的構(gòu)造筋；構(gòu)的構(gòu)造筋；HRB335和和HR

56、B400鋼筋強(qiáng)度較高，鋼筋強(qiáng)度較高，塑性和焊接性能也較好，故廣泛用作大、中型鋼筋塑性和焊接性能也較好，故廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；HRB500鋼筋強(qiáng)度高，但鋼筋強(qiáng)度高，但塑性及焊接性能較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。塑性及焊接性能較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。98牌號ReL（Mpa）Rm（Mpa）A（%）Agt（%）公稱直徑（mm）彎芯直徑反向彎曲不小于d彎芯直徑a鋼筋公稱直徑HRB335HRBF3353354551740506253d4d28404d5d40505d6dHRB400HRBF400400540166254d5d5d6d6d7dHRB500HRBF5005

57、00630156256d7d7d8d8d9d熱軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能（熱軋帶肋鋼筋的力學(xué)性能和工藝性能（GB 1499.22007） 99細(xì)晶粒熱軋鋼筋細(xì)晶粒熱軋鋼筋 hot rolled bars of fine grains 在熱軋過程中，通過控軋和控冷工藝形成的細(xì)晶粒鋼筋。在熱軋過程中，通過控軋和控冷工藝形成的細(xì)晶粒鋼筋。其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不得有影響使用性能的其金相組織主要是鐵素體加珠光體，不得有影響使用性能的其它組織存在，晶粒度不粗于其它組織存在，晶粒度不粗于9級。細(xì)晶粒熱軋鋼筋的牌號級。細(xì)晶粒熱軋鋼筋的牌號由由HRBF和屈服強(qiáng)度特征值構(gòu)成，分為和屈服強(qiáng)度特征值構(gòu)

58、成，分為HRBF335、HRBF400、HRBF500三個(gè)牌號。三個(gè)牌號。細(xì)晶粒鋼的表示方法：細(xì)晶粒鋼的表示方法：類別類別牌號牌號牌號構(gòu)成牌號構(gòu)成英文字母含義英文字母含義細(xì)晶粒熱軋細(xì)晶粒熱軋鋼筋鋼筋HRBF335HRBF335由由HRBF +HRBF +屈服屈服強(qiáng)度強(qiáng)度特征值構(gòu)成特征值構(gòu)成HRBFHRBF在熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫后在熱軋帶肋鋼筋的英文縮寫后加加 “細(xì)細(xì)” 的英文（的英文（FineFine）首位字母。）首位字母。100 通過控軋控冷工藝獲得超細(xì)組織，從而在不增加合金含通過控軋控冷工藝獲得超細(xì)組織，從而在不增加合金含量的基礎(chǔ)上大幅提高鋼材的性能，成為當(dāng)前國際上研究的熱量的基礎(chǔ)上大幅

59、提高鋼材的性能，成為當(dāng)前國際上研究的熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的控軋控冷工藝，注重的是材料的組織成分的控制，點(diǎn)。傳統(tǒng)的控軋控冷工藝，注重的是材料的組織成分的控制，對利用細(xì)化晶粒手段達(dá)到提高鋼材性能的研究沒有給予足夠?qū)眉?xì)化晶粒手段達(dá)到提高鋼材性能的研究沒有給予足夠的重視。而且對于低碳鋼，傳統(tǒng)的控軋控冷手段得到的晶粒的重視。而且對于低碳鋼，傳統(tǒng)的控軋控冷手段得到的晶粒尺寸為大于尺寸為大于5微米，并且借助微合金化手段才能獲得。近十微米，并且借助微合金化手段才能獲得。近十幾年來，國際上廣泛開展了獲得細(xì)晶粒組織的研究，以期有幾年來，國際上廣泛開展了獲得細(xì)晶粒組織的研究，以期有效地提高鋼的強(qiáng)度和韌性。同時(shí)未來鋼鐵材料

60、研究發(fā)展方向效地提高鋼的強(qiáng)度和韌性。同時(shí)未來鋼鐵材料研究發(fā)展方向是以高純潔度、高均勻度和細(xì)晶粒為主要發(fā)展目標(biāo)之一。以是以高純潔度、高均勻度和細(xì)晶粒為主要發(fā)展目標(biāo)之一。以節(jié)省資源、降低成本和可回收利用為研究的基本原則。節(jié)省資源、降低成本和可回收利用為研究的基本原則。 1012.4.2 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋 Coldrolled Ribbed Bars 熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的三面或二面橫肋的鋼筋，稱為冷軋帶肋鋼筋分布的三面或二面橫肋的鋼筋，稱為冷軋帶肋鋼筋(小螺小螺紋紋)。 鋼筋表面的橫肋呈月牙形。橫肋沿鋼筋橫截面周圈