建筑材料(第八章建筑鋼材)

1、 建筑鋼材建筑鋼材8.1 概概 述述19961996年以來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量一直居世界第一位。年以來(lái)，我國(guó)鋼產(chǎn)量一直居世界第一位。 2012年，中國(guó)大陸粗鋼產(chǎn)量為年，中國(guó)大陸粗鋼產(chǎn)量為71654.2萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)3.1%，占世界總產(chǎn)量的比重達(dá)，占世界總產(chǎn)量的比重達(dá)46.3%。粗鋼產(chǎn)量第二至第十名依次是日本、美國(guó)、印度、俄羅粗鋼產(chǎn)量第二至第十名依次是日本、美國(guó)、印度、俄羅斯、韓國(guó)、德國(guó)、土耳其、巴西、烏克蘭，產(chǎn)量分別是斯、韓國(guó)、德國(guó)、土耳其、巴西、烏克蘭，產(chǎn)量分別是10723.5萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、8859.8萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、 7672.0萬(wàn)噸萬(wàn)噸(估計(jì)值估計(jì)值)、7060.8萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、6932.

2、1萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、4266.1萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、3588.5萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、3468.2萬(wàn)噸、萬(wàn)噸、3291.1萬(wàn)噸。萬(wàn)噸。 河北省河北省2012年產(chǎn)鋼年產(chǎn)鋼1.64億噸以上，比全球鋼產(chǎn)量第二的億噸以上，比全球鋼產(chǎn)量第二的日本多至少日本多至少5000萬(wàn)噸，是美國(guó)全國(guó)產(chǎn)量的萬(wàn)噸，是美國(guó)全國(guó)產(chǎn)量的1.8倍，印度的倍，印度的2.1倍，俄羅斯的倍，俄羅斯的2.33倍，德國(guó)的倍，德國(guó)的3.85倍，與歐盟倍，與歐盟27國(guó)的國(guó)的鋼產(chǎn)量總合相當(dāng)。中國(guó)有鋼產(chǎn)量總合相當(dāng)。中國(guó)有4個(gè)省的鋼鐵產(chǎn)量超過(guò)德國(guó)，有個(gè)省的鋼鐵產(chǎn)量超過(guò)德國(guó)，有14 個(gè)省市的鋼產(chǎn)量超過(guò)法國(guó)，個(gè)省市的鋼產(chǎn)量超過(guò)法國(guó)，19個(gè)省市的產(chǎn)量超過(guò)英國(guó)。個(gè)省市的產(chǎn)量超過(guò)英

3、國(guó)。 一、鋼及其特性一、鋼及其特性v鋼理論上，凡是把含碳量小于2%，含雜質(zhì)比較少的鐵碳合金稱(chēng)為鋼。含碳量超過(guò)2%，稱(chēng)為生鐵；含碳量小于0.08%，稱(chēng)為工業(yè)純鐵。v鋼的優(yōu)點(diǎn)強(qiáng)度高，塑性好，具有良好的韌性；工藝性能良好，易于加工。v鋼的缺點(diǎn)鋼材易銹蝕、耐火性差。美美國(guó)國(guó)2002年年5大大類(lèi)別產(chǎn)業(yè)腐蝕直接損失類(lèi)別產(chǎn)業(yè)腐蝕直接損失1379億億/年，總年，總共損失共損失2760億億/年，占年，占3.1% GDP基礎(chǔ)公共建設(shè)226億/年民用工業(yè)479億/年交通297億/年製造業(yè)176億/年政府201億/年我國(guó)因腐蝕造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)3000億元/年！跨海大橋橋墩腐蝕殘不忍睹二、建筑鋼材的主要品種二、建筑

4、鋼材的主要品種1.型鋼簡(jiǎn)單截面型鋼：圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼等；復(fù)雜截面型鋼：工字鋼、角鋼、槽鋼、鋼軌等。2.線(xiàn)材如鋼筋、鋼絲等。3.管材 無(wú)縫鋼管、焊接鋼管等。4.板材光面鋼板、花紋鋼板、彩色涂層鋼板等。壓型彩鋼板壓型彩鋼板三、三、 鋼的冶煉方法簡(jiǎn)介鋼的冶煉方法簡(jiǎn)介v按照煉鋼爐的種類(lèi)，煉鋼方法可分為：1. 空氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 一般煉制普通碳素鋼。2 .氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼法 煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼。3 .平爐煉鋼法 用來(lái)煉制優(yōu)質(zhì)碳素鋼、合金鋼或有特殊要求的專(zhuān)用鋼。4.電爐煉鋼法白口鐵白口鐵液態(tài)生鐵液態(tài)生鐵吹入空氣或氧氣吹入空氣或氧氣鋼鋼澆注成鋼錠澆注成鋼錠脫脫 氧氧熔融熔融四、鋼的分類(lèi)四、鋼的分類(lèi)1.

5、按冶煉方法分2.按質(zhì)量分 按S和P元素含量，分為普通質(zhì)量鋼、優(yōu)質(zhì)鋼和特殊質(zhì)量鋼。鋼鋼轉(zhuǎn)爐鋼轉(zhuǎn)爐鋼沸騰鋼沸騰鋼電爐鋼電爐鋼平爐鋼平爐鋼按冶煉方法分按冶煉方法分按脫氧程度分按脫氧程度分半鎮(zhèn)靜鋼半鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼特殊鎮(zhèn)靜鋼按爐襯材料按爐襯材料分為酸性鋼分為酸性鋼和堿性鋼和堿性鋼3.按化學(xué)成分分4.按用途分 分為建筑鋼、結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊性能鋼（如不銹鋼、耐酸鋼、耐堿鋼、磁鋼等。鋼鋼中碳鋼中碳鋼低合金鋼低合金鋼高碳鋼高碳鋼低碳鋼低碳鋼碳素鋼碳素鋼合金鋼合金鋼中合金鋼中合金鋼高合金鋼高合金鋼C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金總含量合金總含量5%5%1010五、鋼的化學(xué)組成五、

6、鋼的化學(xué)組成 鋼材的化學(xué)成分及對(duì)性能的影響 鋼材的化學(xué)成分主要是指碳、硅、錳、硫、磷等，在不同情況下往往還需考慮氧、氮及各種合金元素（釩、鈦、妮）。 （1）碳：土木工程用鋼材含碳量不大于0.8。在此范圍內(nèi)，隨著鋼中碳含量的提高，強(qiáng)度和硬度相應(yīng)提高，而塑性和韌性則相應(yīng)降低，碳還可顯著降低鋼材的可焊性，增加鋼的冷脆性和時(shí)效敏感性，降低抗大氣銹蝕性。（2）硅：當(dāng)硅在鋼中的含量較低（小于1%）時(shí)，可提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性和韌性影響不明顯。（）錳：錳是我國(guó)低合金鋼的主加合金元素，錳含量一般在1%范圍內(nèi)，它的作用主要是使強(qiáng)度提高，錳還能消減硫和氧引起的熱脆性，使鋼材的熱加工性質(zhì)改善。（）硫：硫是很有害元

7、素。呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中，具有強(qiáng)烈的偏析作用，降低各種機(jī)械性能。硫化物造成的低熔點(diǎn)使鋼在焊接時(shí)易于產(chǎn)生熱裂紋，顯著降低可焊性。（）磷：為有害元素，含量提高，鋼材的強(qiáng)度提高，塑性和韌性顯著下降，特別是溫度愈低，對(duì)韌性和塑性的影響愈大，磷在鋼中的偏析作用強(qiáng)烈，使鋼材冷脆性增大，并顯著降低鋼材的可焊性?！盁岽嘈詿岽嘈浴薄袄浯嘈岳浯嘈浴?磷可提高鋼的耐磨性和耐腐蝕性，在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。（）氧：為有害元素。主要存在于非金屬夾雜物內(nèi)，可降低鋼的機(jī)械性能，特別是韌性，氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用，氧化物造成的低熔點(diǎn)亦使鋼的可焊形變差。（）氮：氮對(duì)鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似，使鋼

8、材的強(qiáng)度提高，塑性特別是韌性顯著下降。氮可加劇鋼材的時(shí)效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 在有鋁、妮、釩等的配合下，氮可作為低合金鋼的合金元素使用。（）鈦：鈦是強(qiáng)脫氧劑。它能顯著提高強(qiáng)度，改善韌性和可焊性，減少時(shí)效傾向，是常用的合金元素。（）釩：釩是強(qiáng)的碳化物和氮化物形成元素。能有效提高強(qiáng)度，并能減少時(shí)效傾向，但增加焊接時(shí)的淬硬傾向。8.2 建筑鋼材的主要性能建筑鋼材的主要性能 標(biāo)準(zhǔn)試件標(biāo)準(zhǔn)試件按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車(chē)削加工后的試件。按照一定的要求，對(duì)表面進(jìn)行車(chē)削加工后的試件。l0 A0d0l 非標(biāo)準(zhǔn)試件非標(biāo)準(zhǔn)試件不經(jīng)過(guò)加工，直接在線(xiàn)材上切取的試件。不經(jīng)過(guò)加工，直接在線(xiàn)材上切取的試件。頭部頭部

9、頭部頭部工作段工作段一、拉伸性能一、拉伸性能1.低碳鋼的拉伸性能0鋼材拉伸過(guò)程的鋼材拉伸過(guò)程的- -圖圖OB彈性階段彈性階段BC屈服階段屈服階段CD強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段DE頸縮階段頸縮階段A0BCB0DCEDFEC上上上屈服點(diǎn)上屈服點(diǎn)C下下下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn)以下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作以下屈服點(diǎn)的應(yīng)力作為鋼材的屈服強(qiáng)度。為鋼材的屈服強(qiáng)度。（1 1）拉伸試驗(yàn)過(guò)程）拉伸試驗(yàn)過(guò)程0鋼材拉伸彈性階段示意圖鋼材拉伸彈性階段示意圖AB0彈性階段彈性階段p比例極限，比例極限，MPa。p pB BB彈性極限，彈性極限，MPa。注：由于注：由于A、B兩點(diǎn)相距較兩點(diǎn)相距較近，一般認(rèn)為近，一般認(rèn)為p=B 。0 鋼材拉伸屈服階段示意

10、圖鋼材拉伸屈服階段示意圖AB0C下下C上上CBC下下C上上C屈服階段屈服階段放大后放大后0 鋼材拉伸強(qiáng)化階段示意圖鋼材拉伸強(qiáng)化階段示意圖AB0C下下C上上CD D D D D強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段bb 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度或強(qiáng)度極限?；驈?qiáng)度極限。DC0E鋼材拉伸頸縮階段示意圖鋼材拉伸頸縮階段示意圖AB0C下下C上上CDDE頸縮階頸縮階段段（2 2）拉伸過(guò)程的參數(shù)）拉伸過(guò)程的參數(shù)v強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度：抗拉強(qiáng)度：v塑性指標(biāo)伸長(zhǎng)率：35伸長(zhǎng)率是衡量鋼材塑性的一個(gè)指標(biāo)，它的數(shù)值愈大，表示鋼材塑性愈好。伸長(zhǎng)率與標(biāo)距有關(guān)。通常鋼材拉伸試驗(yàn)標(biāo)距取l0= 10d0和 l0= 5 d0，伸長(zhǎng)率分別以10和5表示。對(duì)同一鋼材

11、5大于10。2.硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能硬鋼（高碳鋼）的拉伸性能v硬鋼強(qiáng)度高，塑性差，拉伸過(guò)程無(wú)明顯屈服階段，無(wú)法直接測(cè)定屈服強(qiáng)度。用條件屈服強(qiáng)度0.2來(lái)代替屈服強(qiáng)度。v條件屈服點(diǎn)0.2 ：使硬鋼產(chǎn)生0.2%塑性變形時(shí)的應(yīng)力。見(jiàn)左圖。0A0.2%aboa總變形。總變形。ba彈性變形彈性變形99.8%。ob塑性變形塑性變形0.2%。二、沖擊韌性二、沖擊韌性v定義及指標(biāo)指鋼材抵抗沖擊荷載而不被破壞的能力。其大小用沖擊韌性值k表示。k 越大，則沖擊韌性越好。k是以試件沖擊破壞時(shí)缺口處單位面積上所消耗的功（J/cm2）。v影響因素硫、磷含量高，存在化學(xué)偏析，含非金屬夾雜物，焊接形成裂紋，溫度降低等，均

12、會(huì)降低沖擊韌性。對(duì)于承受沖擊荷載和振動(dòng)荷載部位的鋼材，必須考慮沖擊韌性。3839沖擊韌性還隨溫度的降低而下降，其規(guī)律是開(kāi)始下降緩慢，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，稱(chēng)為鋼材的冷脆性。這時(shí)的溫度稱(chēng)為脆性臨界溫度。它的數(shù)值愈低，鋼材耐低溫沖擊性能愈好。由于脆性臨界溫度的測(cè)定工作較復(fù)雜，規(guī)范中通常規(guī)定20 或40 的負(fù)溫沖擊值作為指標(biāo)。40v耐疲勞性鋼材在交變荷載反復(fù)多次作用下，可以在遠(yuǎn)低于抗拉強(qiáng)度的情況下突然破壞。這種破壞稱(chēng)為疲勞破壞。一般把鋼材在荷載交變107次時(shí)不破壞的最大應(yīng)力定義為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。v硬度鋼材硬度系指比其更堅(jiān)硬的其他種材料壓入鋼材表面的性能。測(cè)定硬度的方法很多，

13、按壓頭和壓力不同有布氏法和洛氏法。常用的是布氏法，其硬度指標(biāo)為布氏硬度值。 41三、工藝性能三、工藝性能1.冷彎性能 指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。 冷彎試驗(yàn)的指標(biāo)：彎心直徑d與試件厚度（直徑）a的比值d/a；彎曲角度（90或180）；試樣彎曲外表面無(wú)肉眼可見(jiàn)裂紋則冷彎合格。 通過(guò)冷彎試驗(yàn)，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。各種鋼材冷加工結(jié)果各種鋼材冷加工結(jié)果各種鋼材焊接結(jié)果各種鋼材焊接結(jié)果2.可焊性 可焊性是指在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過(guò)熱區(qū)是否產(chǎn)生裂縫及脆硬影響，焊接后接頭強(qiáng)度是否與母體相近的性能?？珊感允芑瘜W(xué)成分及含量

14、的影響。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均會(huì)降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金鋼具有良好的可焊性。 焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇含碳量較低的氧氣轉(zhuǎn)爐或平爐的鎮(zhèn)靜鋼。當(dāng)采用高碳鋼及合金鋼時(shí)，為了改善焊接后的硬脆性，焊接時(shí)一般要采用焊前預(yù)熱及焊后熱處理等措施。Disasters caused by welding problem- 重慶綦江彩虹橋重慶綦江彩虹橋v 中承式鋼管混凝土提籃人行拱橋，長(zhǎng)約102米，是綦江縣城主要的人行橋。1996年2月15日投入使用。v 1999年1月4日下午7時(shí)，大橋突然整體垮塌，造成40人死亡，14人受傷，直接經(jīng)濟(jì)損失631萬(wàn)元Disasters caused by w

15、elding problem- 重慶綦江彩虹橋重慶綦江彩虹橋v主拱鋼管焊接存在嚴(yán)重缺陷，個(gè)別焊縫出現(xiàn)痕縫性裂痕；焊接質(zhì)量不合格；v鋼管內(nèi)混凝土強(qiáng)度不足，普遍低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)的13；v連接橋梁、橋面與 鋼拱架的拉索、鉚片、 鉚具都有嚴(yán)重銹蝕。 吊桿灌漿防護(hù)存在 嚴(yán)重質(zhì)量問(wèn)題。49v3鋼材的熱處理將鋼材按一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織結(jié)構(gòu)，從而獲得需要性能的加工工藝，總稱(chēng)為鋼的熱處理。熱處理方法有：（1）淬火v將鋼材加熱至基本組織轉(zhuǎn)變溫度（如當(dāng)含碳量大于0.8時(shí)，為723）以上30一50 ，保溫使組織完全轉(zhuǎn)變。隨即故人冷卻介質(zhì)（鹽水、冷水或礦物油）中急冷的處理過(guò)程稱(chēng)為淬火。v淬火使鋼的硬度、強(qiáng)

16、度、耐磨性提高。 50（2）回火v經(jīng)淬火處理的鋼，再加熱、冷卻的處理過(guò)程稱(chēng)為回火。v回火的溫度低于723。v回火處理可消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，適當(dāng)降低淬火鋼件的硬度并提高其韌性。 （3）退火v將鋼材加熱至基本組織轉(zhuǎn)變溫度以上30一50，保溫后以適當(dāng)?shù)乃俣染徛鋮s的處理過(guò)程稱(chēng)為退火。v退火可降低鋼材原有的硬度，改善其塑性及韌性。 51v（4）正火將鋼材加熱至基本組織轉(zhuǎn)變溫度以上30一50，保溫后在空氣中冷卻的處理過(guò)程稱(chēng)為正火。v正火后的鋼材，硬度較退火處理者高，塑性也差，但由于正火后鋼的結(jié)晶較韌且均勻，故強(qiáng)度有所提高。4、鋼材的冷加工強(qiáng)化和時(shí)效1.冷加工強(qiáng)化冷加工強(qiáng)化是鋼材在常溫下，以超過(guò)其屈服點(diǎn)

17、但不超過(guò)抗拉強(qiáng)度的應(yīng)力對(duì)其進(jìn)行的加工。建筑鋼材常用的冷加工有冷拉、冷拔、冷軋、刻痕等 。對(duì)鋼材進(jìn)行冷加工的目的，主要是利用時(shí)效提高強(qiáng)度，利用塑性節(jié)約鋼材，同時(shí)也達(dá)到調(diào)直和除銹的目的。 2.時(shí)效鋼材隨時(shí)間的延長(zhǎng)，其強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、沖擊韌性降低的現(xiàn)象稱(chēng)為時(shí)效。時(shí)效分為自然時(shí)效和人工時(shí)效兩種。v自然時(shí)效是將其冷加工后，在常溫下放置1520d；v人工時(shí)效是將冷加工后的鋼材加熱至100200保持2h以上。經(jīng)過(guò)時(shí)效處理后的鋼材，其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及硬度都將提高，而塑性和韌性降低。 六六 鋼材的腐蝕與防腐鋼材的腐蝕與防腐v金屬的腐蝕危害金屬的腐蝕危害: 1) 減小受力面積減小受力面積; 2) 易造

18、成應(yīng)力集中易造成應(yīng)力集中; 3) 使混凝土保護(hù)層脫落。使混凝土保護(hù)層脫落。京廣線(xiàn)某鐵路橋的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕京廣線(xiàn)某鐵路橋的預(yù)應(yīng)力筋銹蝕1974年灌制的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁 。2000年8月發(fā)現(xiàn)第52孔梁一束預(yù)應(yīng)力鋼筋銹斷。除冰鹽所導(dǎo)致的鋼筋混凝土橋梁破壞除冰鹽所導(dǎo)致的鋼筋混凝土橋梁破壞鋼筋銹蝕后體積膨脹導(dǎo)致混凝土保護(hù)層鋼筋銹蝕后體積膨脹導(dǎo)致混凝土保護(hù)層發(fā)生順筋開(kāi)裂發(fā)生順筋開(kāi)裂離岸碼頭立柱在浪濺區(qū)的破壞離岸碼頭立柱在浪濺區(qū)的破壞MacDill AFB, Florida銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)例銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)例- 四川宜賓南門(mén)大橋四川宜賓南門(mén)大橋v大橋長(zhǎng)384米，寬13米，為單孔跨徑240米的鋼筋

19、混凝土中承式公路拱橋，橋面由17對(duì)鋼纜吊桿凌空懸掛，于1990年6月竣工通車(chē)。v2001年11月7日凌晨4點(diǎn)半，連接拱體和橋面預(yù)制板的4對(duì)8根鋼纜吊桿斷裂，北端長(zhǎng)10米、南端長(zhǎng)20余米的橋面預(yù)制板發(fā)生坍塌。銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)例銹蝕導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞的實(shí)例- 四川宜賓南門(mén)大橋四川宜賓南門(mén)大橋v 吊桿起著懸掛橋面的關(guān)鍵性作用，由承重鋼纜和套于其外的鋼管組成。v 現(xiàn)場(chǎng)對(duì)斷裂的4對(duì)8根吊桿所作檢查發(fā)現(xiàn)，坍塌斷裂之處露出一層薄薄的鋼筋網(wǎng)，懸吊的承重鋼管中露出了銹跡斑斑的鋼纜。 承重鋼纜部分生銹，影響了承重能力。 1）依其腐蝕機(jī)理，分為：）依其腐蝕機(jī)理，分為：金屬腐蝕金屬腐蝕化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐

20、蝕氧化氧化微電池微電池金屬直接與周?chē)橘|(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的腐蝕，多數(shù)由氧化作用導(dǎo)致的。Fe + O2 FeyOx 鋼材的氧化程度取決于氧化膜的致密程度。2）化學(xué)腐蝕（干腐蝕）化學(xué)腐蝕（干腐蝕）3）電化學(xué)腐蝕（濕腐蝕）電化學(xué)腐蝕（濕腐蝕）電極的形成電極的形成：不同種類(lèi)的相互接觸的金屬；合金中不同的相；部件中應(yīng)力水平不同的區(qū)域。電化學(xué)腐蝕：指電極電位不同的金屬與電解質(zhì)溶液接電化學(xué)腐蝕：指電極電位不同的金屬與電解質(zhì)溶液接觸形成微電池，產(chǎn)生電流而引起腐蝕。觸形成微電池，產(chǎn)生電流而引起腐蝕。v電極的形成：不同種類(lèi)的相互接觸的金屬；合金中電極的形成：不同種類(lèi)的相互接觸的金屬；合金中不同的相；同一金屬中結(jié)

21、構(gòu)的差異。不同的相；同一金屬中結(jié)構(gòu)的差異。)(22212222OHeOHOFeeFeFe2+2e-陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)陰極反應(yīng)陰極反應(yīng)v鋼鐵腐蝕前后體積變化鋼鐵腐蝕前后體積變化FeFeOFe3O4Fe2O3Fe(OH)2Fe(OH)3Fe(OH)33H2O1cm3電化學(xué)腐蝕的預(yù)防電化學(xué)腐蝕的預(yù)防1. 正確設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件正確設(shè)計(jì)金屬構(gòu)件(1) 防止形成微電池;(2) 使陽(yáng)極的面積遠(yuǎn)大于陰極的面積。2. 使金屬與環(huán)境隔絕使金屬與環(huán)境隔絕3. 加入緩蝕劑加入緩蝕劑某些物質(zhì)進(jìn)入到電解溶液中，會(huì)阻礙電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，如亞硝酸鈉。4. 陰極保護(hù)陰極保護(hù)8.3 建筑鋼材的鋼種及牌號(hào)建筑鋼材的鋼種及牌號(hào) 一、碳

22、素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）一、碳素結(jié)構(gòu)鋼（非合金鋼）1.牌號(hào)表示法由代表屈服點(diǎn)的字母、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)等四個(gè)部分按順序組成；如：Q235AF表示為屈服點(diǎn)不小于235MPa的A級(jí)沸騰鋼。 2.牌號(hào)共有Q195、Q215、Q235、Q255、Q275五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB700規(guī)定。4.應(yīng)用Q195、Q215，含碳量低，強(qiáng)度低，塑性、韌性、加工性能和可焊性好，主要用于軋制薄板和盤(pán)條、制造鉚釘、地腳螺栓等。Q235，含碳適中，綜合性能好，強(qiáng)度、塑性和焊接等性能得到很好配合，用途最廣泛。常軋制成盤(pán)條或鋼筋，以及圓鋼、方鋼、扁鋼、角鋼、工字鋼、槽鋼等

23、型鋼，廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。Q255、Q275，強(qiáng)度、硬度較高，耐磨性較好，塑性和可焊性能有所降低。主要用作鉚接與螺栓連接的結(jié)構(gòu)及加工機(jī)械零件。二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼二、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 1.牌號(hào)表示方法由代表屈服點(diǎn)的拼音字母（Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)（A、B、C、D、E）三部分按順序組成。如Q345A表示屈服點(diǎn)不小于345MPa的A級(jí)鋼。 2.牌號(hào)共有Q295、Q345、Q390、Q420、Q460五個(gè)牌號(hào)。3.技術(shù)要求其化學(xué)成分、力學(xué)性能、冷彎性能應(yīng)符合GB/T1591 的規(guī)定4.應(yīng)用Q295，鋼中只含有極少量合金元素，強(qiáng)度不高，但有良好的塑性、冷彎、焊接及耐蝕性能。主要用于建筑

24、工程中對(duì)強(qiáng)度要求不高的一般工程結(jié)構(gòu)。Q345、Q390，綜合力學(xué)性能好，焊接性能、冷熱加工性能和耐蝕性能均好，C、D、E級(jí)鋼具有良好的低溫韌性。主要用于承受較高荷載的焊接結(jié)構(gòu)。Q420、Q460，強(qiáng)度高，特別是在熱處理后有較高的綜合力學(xué)性能。主要用于大型工程結(jié)構(gòu)及要求強(qiáng)度高、荷載大的輕型結(jié)構(gòu)。 8.4 鋼鋼 筋筋 一、熱軋鋼筋一、熱軋鋼筋1.生產(chǎn)采用鋼錠經(jīng)加熱軋制自然冷卻而成。2.分類(lèi)鋼筋混凝土用熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋兩種。 3.牌號(hào)熱軋直條光圓鋼筋 ：HPB235熱軋帶肋鋼筋：HRB335、HRB400、HRB500 H、R、B分別為熱軋（Hot rolled）、帶肋（Ribbed）

25、、鋼筋（Bars）三個(gè)詞英文首位字母。 推薦公稱(chēng)尺寸：光圓：8、10、12、16、20 ；帶肋：6、8、10、12、16、20、25、32、40和50mm 74月牙肋月牙肋 等高肋等高肋 4.熱軋鋼筋的力學(xué)性能、工藝性能 應(yīng)符合下表的規(guī)定。二、低碳熱軋圓盤(pán)條二、低碳熱軋圓盤(pán)條1.概述低碳熱軋圓盤(pán)條的公稱(chēng)直徑為5.530mm，大多通過(guò)卷線(xiàn)機(jī)成盤(pán)卷供應(yīng)，因此稱(chēng)為盤(pán)條、盤(pán)圓或線(xiàn)材。2.分類(lèi)按用途分為：供拉絲用盤(pán)條（代號(hào)L）、供建筑和其他一般用途用盤(pán)條（代號(hào)J）兩種。 3.牌號(hào)低碳熱軋圓盤(pán)條的牌號(hào)表示方法由屈服點(diǎn)符號(hào)、屈服點(diǎn)數(shù)值、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)、脫氧方法符號(hào)、用途類(lèi)別符號(hào)等五個(gè)內(nèi)容表示。 34.力學(xué)性能

26、和工藝性能 5.應(yīng)用大量用作建筑工程中鋼筋混凝土的配筋外，還適用于供拉絲、包裝及其它用途。 低碳熱軋圓盤(pán)條的力學(xué)性能和工藝性能低碳熱軋圓盤(pán)條的力學(xué)性能和工藝性能 三、冷軋帶肋鋼筋三、冷軋帶肋鋼筋 1.生產(chǎn)冷軋帶肋鋼筋由熱軋圓盤(pán)條經(jīng)冷軋或冷拔減徑后，在表面冷軋成兩面或三面有肋的鋼筋。鋼筋冷軋后允許進(jìn)行低溫回火處理。2.牌號(hào)按抗拉強(qiáng)度分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170共五個(gè)牌號(hào)。 3.規(guī)格直徑范圍為412mm，推薦的公稱(chēng)直徑為5、6、7、8、9、10mm 4.力學(xué)性能和工藝性能應(yīng)符合GB13788的相關(guān)規(guī)定 。v5.應(yīng)用冷軋帶肋鋼筋是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型

27、、高效節(jié)能建筑用鋼材,其用于非預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與熱軋圓盤(pán)條相比，強(qiáng)度提高17%左右，可節(jié)約鋼材30%左右；用于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件，與低碳冷拔絲比，伸長(zhǎng)率高，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力較大，適用于中、小預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也適用于焊接鋼筋網(wǎng)。 廣泛應(yīng)用于多層和高層建筑的多孔樓板、現(xiàn)澆樓板、高速公路、機(jī)場(chǎng)跑道、水泥電桿、輸水管、橋梁、鐵路軌枕、水電站壩基及各種建筑工程。四、熱處理鋼筋四、熱處理鋼筋 1.概述熱處理鋼筋是經(jīng)過(guò)淬火和回火調(diào)質(zhì)處理的螺紋鋼筋。分有縱肋和無(wú)縱肋兩種，其外形分別見(jiàn)右圖。代號(hào)為RB150。2.規(guī)格公稱(chēng)直徑6、8.2、10mm。3.牌號(hào) 有40Si2Mn、48Si2Mn和45Si2Cr三個(gè)

28、。有縱肋有縱肋無(wú)縱肋無(wú)縱肋4.力學(xué)性能5.特點(diǎn)及應(yīng)用熱處理鋼筋具有很高的強(qiáng)度外，還具有較好的塑性和韌性，特別適合于預(yù)應(yīng)力構(gòu)件。但其對(duì)應(yīng)力腐蝕及缺陷敏感性強(qiáng)，應(yīng)防止產(chǎn)生銹蝕及刻痕等現(xiàn)象。熱處理鋼筋不適用于焊接和點(diǎn)焊的鋼筋 。預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的力學(xué)性能預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋的力學(xué)性能 8.5 鋼絲及鋼絞線(xiàn)鋼絲及鋼絞線(xiàn) 一、鋼絲一、鋼絲1.生產(chǎn)以?xún)?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤(pán)條為原料，經(jīng)淬火、酸洗、冷拉制成的用作預(yù)應(yīng)力混凝土骨架的鋼絲。 2.分類(lèi)按交貨狀態(tài)分為冷拉鋼絲和消除應(yīng)力鋼絲兩種；按外形分為光面鋼絲和刻痕鋼絲兩種。3.力學(xué)性能應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。鋼絲主要用作橋梁、吊車(chē)梁、電桿、樓板、大口徑管道等預(yù)

29、應(yīng)力混凝土構(gòu)件中的預(yù)應(yīng)力筋 。85二面刻痕鋼絲二面刻痕鋼絲 三面刻痕鋼絲三面刻痕鋼絲 螺旋肋鋼絲螺旋肋鋼絲 二、鋼絞線(xiàn)二、鋼絞線(xiàn)1.生產(chǎn)由多根圓形斷面鋼絲捻制而成。鋼絞線(xiàn)按左捻制成并經(jīng)回火處理消除內(nèi)應(yīng)力。2.規(guī)格鋼絞線(xiàn)按應(yīng)力松弛性能分為兩級(jí)：級(jí)松弛（代號(hào)）、級(jí)松弛（代號(hào)）。公稱(chēng)直徑有9.0、12.0、15.0mm三種規(guī)格。3.特點(diǎn)及應(yīng)用鋼絞線(xiàn)與其他配筋材料相比，具有強(qiáng)度高、柔性好、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤(pán)供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點(diǎn)。鋼絞線(xiàn)還特別適用于需要曲線(xiàn)配筋的預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如大跨度、重負(fù)荷的后張法預(yù)應(yīng)力屋架、橋梁、薄腹梁等結(jié)構(gòu)。鋼絲、鋼絞線(xiàn)的缺點(diǎn)是成本較高。鋼筋的檢查項(xiàng)目鋼筋的檢查項(xiàng)目不同鋼筋現(xiàn)場(chǎng)取

30、樣個(gè)數(shù)不同鋼筋現(xiàn)場(chǎng)取樣個(gè)數(shù)取樣頻率取樣頻率1、熱軋光圓鋼筋、熱軋帶肋鋼筋、低碳鋼熱軋圓、熱軋光圓鋼筋、熱軋帶肋鋼筋、低碳鋼熱軋圓盤(pán)條、余熱處理鋼筋一般每批由同一牌號(hào)、同一盤(pán)條、余熱處理鋼筋一般每批由同一牌號(hào)、同一爐罐號(hào)、同一規(guī)格的鋼筋組成，每批重量不大于爐罐號(hào)、同一規(guī)格的鋼筋組成，每批重量不大于60t。每批取試件一組。每批取試件一組。2、冷軋帶肋鋼筋般每批由同一牌號(hào)、同一爐罐號(hào)、冷軋帶肋鋼筋般每批由同一牌號(hào)、同一爐罐號(hào)、同一規(guī)格的鋼筋組成，每批重量不大于同一規(guī)格的鋼筋組成，每批重量不大于60t。逐盤(pán)。逐盤(pán)或逐捆取樣?；蛑鹄θ?。問(wèn)題：熱軋光圓鋼筋的取樣頻率是多少？問(wèn)題：熱軋光圓鋼筋的取樣頻率是

31、多少？熱軋帶肋、熱軋光圓鋼筋取樣熱軋帶肋、熱軋光圓鋼筋取樣序序號(hào)號(hào)檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)項(xiàng)目 取樣取樣數(shù)量數(shù)量 取樣方法取樣方法 1拉伸拉伸 2 1、從任意兩根（兩盤(pán)）鋼筋中分別切、從任意兩根（兩盤(pán)）鋼筋中分別切取，即在每一根鋼筋上切取一個(gè)拉伸試取，即在每一根鋼筋上切取一個(gè)拉伸試件，一個(gè)彎曲試件。件，一個(gè)彎曲試件。2、低碳熱軋圓盤(pán)條冷彎試驗(yàn)應(yīng)取自不、低碳熱軋圓盤(pán)條冷彎試驗(yàn)應(yīng)取自不同盤(pán)。同盤(pán)。3、試件在切取時(shí)，應(yīng)在任意一端截取、試件在切取時(shí)，應(yīng)在任意一端截取500后切取。后切取。4、拉伸試驗(yàn)試件長(zhǎng)、拉伸試驗(yàn)試件長(zhǎng)500mm，冷彎試驗(yàn)，冷彎試驗(yàn) 試件長(zhǎng)試件長(zhǎng) 5d+150 mm。2冷彎冷彎 2 冷軋帶肋鋼筋

32、冷軋帶肋鋼筋 序序號(hào)號(hào) 檢測(cè)檢測(cè)項(xiàng)目項(xiàng)目 取樣取樣數(shù)量數(shù)量 取樣方法取樣方法 1拉伸拉伸 11、鋼筋的力學(xué)試驗(yàn)應(yīng)逐盤(pán)進(jìn)行檢驗(yàn)，、鋼筋的力學(xué)試驗(yàn)應(yīng)逐盤(pán)進(jìn)行檢驗(yàn)，從每盤(pán)任意一端截取從每盤(pán)任意一端截取500mm以后，以后，再切取試件。拉伸試件長(zhǎng)約再切取試件。拉伸試件長(zhǎng)約450mm，彎曲試件長(zhǎng)約彎曲試件長(zhǎng)約350mm 。2、拉伸試件是逐盤(pán)一個(gè)，彎曲試件、拉伸試件是逐盤(pán)一個(gè)，彎曲試件是每批兩個(gè)。是每批兩個(gè)。2彎曲彎曲(反復(fù)反復(fù))2鋼筋試樣取樣參數(shù)長(zhǎng)度（）鋼筋試樣取樣參數(shù)長(zhǎng)度（）試件直徑試件直徑拉伸試樣長(zhǎng)度拉伸試樣長(zhǎng)度彎曲試件長(zhǎng)度彎曲試件長(zhǎng)度6.5204004503504002232450500鋼筋檢查不

33、合格的處理鋼筋檢查不合格的處理鋼筋首次復(fù)驗(yàn)不合格后，使用單位的加倍取樣、鋼筋首次復(fù)驗(yàn)不合格后，使用單位的加倍取樣、樣品封存以及送檢應(yīng)當(dāng)有監(jiān)理單位的見(jiàn)證和生樣品封存以及送檢應(yīng)當(dāng)有監(jiān)理單位的見(jiàn)證和生產(chǎn)（銷(xiāo)售）單位的現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。加倍復(fù)檢不合格，產(chǎn)（銷(xiāo)售）單位的現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。加倍復(fù)檢不合格，使用單位應(yīng)會(huì)同監(jiān)理單位就不合格鋼筋的處理使用單位應(yīng)會(huì)同監(jiān)理單位就不合格鋼筋的處理情況及時(shí)上報(bào)工程質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)。情況及時(shí)上報(bào)工程質(zhì)量監(jiān)督部門(mén)。94習(xí)題（八）習(xí)題（八）95例例8-1 8-1 鋼材如何按化學(xué)成分分類(lèi)？土鋼材如何按化學(xué)成分分類(lèi)？土木工程中常用什么鋼材？木工程中常用什么鋼材？v解 v鋼材按化學(xué)成分可以分為碳素鋼和

34、合金鋼兩大類(lèi)。v碳素鋼可以分為：v低碳鋼（含碳量小于0.25）v中碳鋼（合碳量 0.250.60）v高碳鋼（合碳量大于0.60）97v合金鋼可以分為：v低合金鋼（合金元素總含量小于5.0）v中合金鋼（合金元素總含量 5.0%10.0%）v高合金鋼（合金元素總含量大于10.0%） v土木工程中常用的鋼材主要是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金鋼。v評(píng)注 碳素鋼在冶煉時(shí)不特意摻加合金，故又稱(chēng)非合金鋼。 98例8-2 為什么說(shuō)屈服點(diǎn)（s）、抗拉強(qiáng)度（b）和伸長(zhǎng)率（）是建筑工程用鋼的重要技術(shù)性能指標(biāo)？v解解v屈服點(diǎn)（屈服點(diǎn)（ss）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示）是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)取值的依據(jù)，表示鋼材在正常

35、工作時(shí)承受應(yīng)力不超過(guò)鋼材在正常工作時(shí)承受應(yīng)力不超過(guò)ss值；屈服值；屈服點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（點(diǎn)與抗拉強(qiáng)度的比值（ssb b）稱(chēng)為屈強(qiáng)比）稱(chēng)為屈強(qiáng)比。它反映鋼材的利用率和使用中的安全可靠程。它反映鋼材的利用率和使用中的安全可靠程度；度；v伸長(zhǎng)率（伸長(zhǎng)率（）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使）表示鋼材的塑性變形能力。鋼材在使用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)用中，為避免正常受力時(shí)在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中發(fā)生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長(zhǎng)率，生脆斷，要求其塑性良好，即具有一定的伸長(zhǎng)率，可以使缺陷處應(yīng)力超過(guò)可以使缺陷處應(yīng)力超過(guò)ss時(shí)，隨著發(fā)生塑性變形時(shí)，隨著發(fā)生塑性變形使應(yīng)力重分布，而避免結(jié)

36、構(gòu)物的破壞。使應(yīng)力重分布，而避免結(jié)構(gòu)物的破壞。100v 評(píng)注評(píng)注 常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要常溫下將鋼材加工成一定形狀，也要求鋼材要具有一定塑性（伸長(zhǎng)率）。但伸長(zhǎng)求鋼材要具有一定塑性（伸長(zhǎng)率）。但伸長(zhǎng)率不能過(guò)大，否則會(huì)使鋼材在使用中發(fā)生超率不能過(guò)大，否則會(huì)使鋼材在使用中發(fā)生超過(guò)允許的變形值。過(guò)允許的變形值。101例例8-3 8-3 什么是鋼材的冷彎性能？它的表示什么是鋼材的冷彎性能？它的表示方法及實(shí)際意義是什么？方法及實(shí)際意義是什么？v解解v冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。鋼材的冷彎性能，常用彎曲的角度、彎心直徑與鋼材的冷彎性能，常

37、用彎曲的角度、彎心直徑與試件直徑（或厚度試件直徑（或厚度a a）的比值來(lái)表示。彎曲角度愈大）的比值來(lái)表示。彎曲角度愈大，愈小，說(shuō)明試件受彎程度愈高。當(dāng)按規(guī)定，愈小，說(shuō)明試件受彎程度愈高。當(dāng)按規(guī)定的彎曲角度和值對(duì)試件進(jìn)行冷彎時(shí)試件受彎的彎曲角度和值對(duì)試件進(jìn)行冷彎時(shí)試件受彎處不發(fā)生裂縫、斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格處不發(fā)生裂縫、斷裂或起層，即認(rèn)為冷彎性能合格。 103v冷彎性能表示鋼材在常溫下易于加工而不破壞的能力。冷彎性能表示鋼材在常溫下易于加工而不破壞的能力。其實(shí)質(zhì)反映了鋼材內(nèi)部組織狀態(tài)、含有內(nèi)應(yīng)力及雜質(zhì)等其實(shí)質(zhì)反映了鋼材內(nèi)部組織狀態(tài)、含有內(nèi)應(yīng)力及雜質(zhì)等缺陷的程度。因此，可以利用冷彎的方法，

38、使焊口處受缺陷的程度。因此，可以利用冷彎的方法，使焊口處受到不均勻變形，來(lái)檢驗(yàn)建筑鋼材各種焊接接頭的焊接質(zhì)到不均勻變形，來(lái)檢驗(yàn)建筑鋼材各種焊接接頭的焊接質(zhì)量。量。v 評(píng)注評(píng)注 鋼材的冷彎性能和伸長(zhǎng)率均是塑性變形能力的鋼材的冷彎性能和伸長(zhǎng)率均是塑性變形能力的反映。但伸長(zhǎng)率是在試件軸向均勻變形條件下測(cè)定的，反映。但伸長(zhǎng)率是在試件軸向均勻變形條件下測(cè)定的，而冷彎性能則是在更嚴(yán)格條件下鋼材局部變形的能力。而冷彎性能則是在更嚴(yán)格條件下鋼材局部變形的能力。它可揭示鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾它可揭示鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否均勻，是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。雜物等缺陷。104例例8-4 8-4 低溫冷

39、脆性、脆性轉(zhuǎn)變溫度、時(shí)效低溫冷脆性、脆性轉(zhuǎn)變溫度、時(shí)效和時(shí)效敏感性的概念及其實(shí)際意義是什么和時(shí)效敏感性的概念及其實(shí)際意義是什么？v解解v鋼材的沖擊韌性隨環(huán)境溫度降低而下降，當(dāng)達(dá)到鋼材的沖擊韌性隨環(huán)境溫度降低而下降，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，其沖擊韌性值顯著降低的現(xiàn)象稱(chēng)為某一溫度時(shí)，其沖擊韌性值顯著降低的現(xiàn)象稱(chēng)為鋼材的低溫冷脆性。出現(xiàn)低溫冷脆性時(shí)的溫度（鋼材的低溫冷脆性。出現(xiàn)低溫冷脆性時(shí)的溫度（范圍），稱(chēng)為脆性轉(zhuǎn)變溫度（范圍）。范圍），稱(chēng)為脆性轉(zhuǎn)變溫度（范圍）。v隨時(shí)間的推移，鋼材的機(jī)械強(qiáng)度提高，而塑性和隨時(shí)間的推移，鋼材的機(jī)械強(qiáng)度提高，而塑性和韌性降低的現(xiàn)象稱(chēng)為時(shí)效。因時(shí)效作用導(dǎo)致鋼材韌性降低的現(xiàn)象稱(chēng)

40、為時(shí)效。因時(shí)效作用導(dǎo)致鋼材性能改變的程度稱(chēng)為鋼材的時(shí)效敏感性性能改變的程度稱(chēng)為鋼材的時(shí)效敏感性。106v承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)，選用鋼材時(shí)，必須按規(guī)范要承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)，選用鋼材時(shí)，必須按規(guī)范要求測(cè)定其沖擊韌性值。處于低溫條件下的鋼結(jié)構(gòu)求測(cè)定其沖擊韌性值。處于低溫條件下的鋼結(jié)構(gòu)要選用脆性臨界溫度低于環(huán)境最低溫度的鋼材。要選用脆性臨界溫度低于環(huán)境最低溫度的鋼材。若在嚴(yán)寒地區(qū)，露天焊接鋼結(jié)構(gòu)，受振動(dòng)荷載作若在嚴(yán)寒地區(qū)，露天焊接鋼結(jié)構(gòu)，受振動(dòng)荷載作用時(shí)，要選用脆性臨界溫度低和時(shí)效敏感性小的用時(shí)，要選用脆性臨界溫度低和時(shí)效敏感性小的鋼材。鋼材。v 評(píng)注評(píng)注 沖擊韌性是指在沖擊振動(dòng)荷載作用下，鋼沖擊韌性是指在

41、沖擊振動(dòng)荷載作用下，鋼材吸收能量、抵抗破壞的能力。沖擊韌性以沖斷材吸收能量、抵抗破壞的能力。沖擊韌性以沖斷試件時(shí)單位面積所消耗的功，稱(chēng)為沖擊功（值）試件時(shí)單位面積所消耗的功，稱(chēng)為沖擊功（值）來(lái)表示。來(lái)表示。 107例例8-5 8-5 簡(jiǎn)述碳元素對(duì)鋼材基本組織和性能的簡(jiǎn)述碳元素對(duì)鋼材基本組織和性能的影響規(guī)律。影響規(guī)律。v解：碳素鋼中基本組織的相對(duì)含量與其含量關(guān)解：碳素鋼中基本組織的相對(duì)含量與其含量關(guān)系密切，當(dāng)含量小于系密切，當(dāng)含量小于0.80.8時(shí)，鋼的基本組織時(shí)，鋼的基本組織由鐵素體和珠光體組成，其間隨著含量提高，由鐵素體和珠光體組成，其間隨著含量提高，鐵素體逐漸減少而珠光體逐漸增多，鋼材則隨

42、之鐵素體逐漸減少而珠光體逐漸增多，鋼材則隨之強(qiáng)度、硬度逐漸提高而塑性、韌性逐漸降低。強(qiáng)度、硬度逐漸提高而塑性、韌性逐漸降低。v 當(dāng)含當(dāng)含C C量為量為0.80.8時(shí)，鋼的基本組織僅為珠光時(shí)，鋼的基本組織僅為珠光體。當(dāng)含體。當(dāng)含C C量大于量大于0.80.8時(shí)，鋼的基本組織由珠光時(shí)，鋼的基本組織由珠光體和滲碳體組成，此后隨含量增加，珠光體逐體和滲碳體組成，此后隨含量增加，珠光體逐漸減少而滲碳體相對(duì)漸增，從而使鋼的硬度逐漸漸減少而滲碳體相對(duì)漸增，從而使鋼的硬度逐漸增大而塑性、韌性逐漸減小，且強(qiáng)度下降。增大而塑性、韌性逐漸減小，且強(qiáng)度下降。109例8-6碳素結(jié)構(gòu)鋼是如何劃分牌號(hào)的？說(shuō)明Q235AF和

43、Q235號(hào)鋼在性能上有何區(qū)別？v解解v碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按順序由代表屈服點(diǎn)的字碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按順序由代表屈服點(diǎn)的字母（母（Q Q）、屈服點(diǎn)數(shù)值（）、屈服點(diǎn)數(shù)值（/mm/mm2 2）、質(zhì)量等級(jí)）、質(zhì)量等級(jí)符號(hào)符號(hào)(A(A、B B、C C、D)D)、脫氧程度符號(hào)、脫氧程度符號(hào)(F(F、B B、Z Z、TZ)TZ)等四部分組成。等四部分組成。 110vQ235Q235A AF F和和Q235Q235D D均為均為235235碳素結(jié)構(gòu)鋼，是建碳素結(jié)構(gòu)鋼，是建筑中應(yīng)用最多的碳素鋼。二者性能差別主要表現(xiàn)在筑中應(yīng)用最多的碳素鋼。二者性能差別主要表現(xiàn)在質(zhì)量等級(jí)和脫氧程度上。按硫、磷含量多少來(lái)衡量質(zhì)量等級(jí)和脫氧程度上。按硫、磷含量多少來(lái)衡量，Q235Q235D D磷、硫含量均少于磷、硫含量均少于Q235Q235A AF, F, 質(zhì)量較好質(zhì)量較好，按脫氧程度衡量，按脫氧程度衡量Q235Q235D D為震靜鋼，質(zhì)量最為震靜鋼，質(zhì)量最好，好，Q235Q235A AF F 為沸騰鋼。為沸騰鋼。Q235Q235A AF F鋼，僅適用鋼，僅適用于承受間接動(dòng)荷載的靜荷載的結(jié)構(gòu)。而于承受間接動(dòng)荷載的靜荷載的結(jié)構(gòu)。而Q235Q235D D可可適用于動(dòng)荷載作用或處在低溫環(huán)境下的工作條件。適用于動(dòng)荷載作用或處在低溫環(huán)境下的工作條件。v 評(píng)注評(píng)注 碳素結(jié)構(gòu)鋼分五