第4章金屬材料課件

1、第四章金屬裝飾材料 金屬材料在建筑上的應用，從古到今，具有悠久的歷史。在現代建筑中，金屬材料品種繁多，尤其是鋼、鐵、鋁、銅及其合金材料，它們耐久、輕盈，易加工、表現力強，這些特質是其它材料所無法比擬的。金屬材料還具有精美、高雅、高科技并成為一種新型的所謂“機器美學”的象征。因此，在現代建筑裝飾中，被廣泛地采用，如柱子外包不銹鋼板或銅板，墻面和頂棚鑲貼鋁合金板，樓梯扶手采用不銹鋼管或銅管，隔墻、幕墻用不銹鋼板等。 金屬材料中，作為裝飾應用最多的是鋁材，近年來，不銹鋼的應用大大增加，同時，隨著防蝕技術的發(fā)展，各種普通鋼材的應用也逐漸增加。銅材在歷史上曾一度在裝飾材料中占重要地位，但近代新型金屬裝飾

2、材料的質高價廉已使它失去了競爭力。第一節(jié)第一節(jié) 金屬裝飾材料的概述金屬裝飾材料的概述種類金屬裝飾材料有各種金屬及合金制品如銅和銅合金制品、鋁和鋁合金制品、鋅和鋅合金制品、錫和錫合金制品等等，但應用最多的還是鋁與鋁合金以及鋼材及其復合制品。結構 金屬裝飾材料主要結構為各種板材，如花紋板、波紋板、壓型板、沖孔板。其中波紋板可增加強度，降低板材厚度以節(jié)省材料，也有其特殊裝飾風格。沖孔板主要為增加其吸聲性能，大多用作吊頂材料?？仔陀袌A孔、方孔、長圓孔、長方孔、三角孔、菱形孔、大小組合孔等等。金屬裝飾箔是一種極薄的裝飾材料。幅面常在100mm以下，常用于古建筑的裝修。第二節(jié)第二節(jié) 金屬材料的性能金屬材料

3、的性能一一. 建筑鋼材建筑鋼材鋼材是以鐵為主要元素，碳的質量分數在2%以下,并含有其它元素的鐵碳合金材料。型材-圓鋼、方鋼、六角鋼、八角鋼、扁鋼、工字鋼、槽鋼(用在隔層)等。常用有:如 L5# L3# I10# I8#2、板材-厚鋼板、薄鋼板。如: -10# -12#等厚鋼板 -0.8# -1.0# -3#等薄鋼板。3、鋼管-無縫鋼管、有縫鋼管。 煤氣鋼管必須用無縫鋼管。直徑通常有:32 50 60 63.5 102等 159（外壁直徑）。4、鋼板的優(yōu)缺點優(yōu)點:材質均勻、性能可靠、強度高、具有一定的塑性和韌性、具有承受沖擊和振動載荷的能力、可焊接、鉚接或螺栓聯接。缺點:易銹蝕、不耐火、維修費用

4、大。 二二. 建筑裝飾用鋼材制品建筑裝飾用鋼材制品 1、不銹鋼及其制品。 不銹鋼的一般特性: 是加鉻元素為主并加入其它元素的合金鋼,鉻含量越高,鋼的抗腐蝕性越好。 不銹鋼制品: 薄鋼板、鋼管、型材及各種異型材,主要是薄鋼板其厚度小于2MM用得最多。不銹鋼帶在屋面、幕墻、隔墻、門窗、內外墻飾面、拉桿等。 2、鋼龍骨 輕鋼龍骨是以鍍鋅帶鋼或薄鋼板由特制軋機以多道工藝軋制而成。它具有強度高、通用性強、耐火性好、安裝簡易等優(yōu)點,在裝飾過程中,可裝配各種類型石膏板、鈣塑板、吸聲板等。用作墻體隔斷和吊頂的龍骨架,美觀大方。 輕鋼龍骨斷面有C型、U型、T型及L型。吊頂龍骨代號為“D”。隔墻龍骨代號為“Q”。

5、吊頂龍骨分為主龍骨，次龍骨（又叫覆面龍骨、包括中龍骨和小龍骨）。隔斷龍骨則分豎龍骨，橫龍骨和通貫龍骨等。 3、鐵藝 鐵藝是用鑄鐵、鑄鋼、薄壁帶鋼、鋼管、經過澆注成形、鍛壓、打造、彎扭、焊接、鉚接等工藝制成并經涂色或噴漆處理帶有花紋、圖案和造型的金屬工藝制品。 三、建筑鋁材三、建筑鋁材 鋁具有良好的延展性、良好的塑性、易加工成板、管、線等。 鋁的強度很低，為提高其實用價值常在鋁中加入適量的銅、錳、硅、鋅、鎂等元素組成鋁合金。 1、 鋁合金的特性和應用 鋁合金的彈性模量為鋼的1/3。而鋁合金的比強度卻為鋼的幾倍。鋁合金的線膨脹系數為鋼的幾倍。 目前鋁合金廣泛應用于建筑工程結構和建筑裝飾。如屋架、屋

6、面板、幕墻、門窗框、活動式隔墻、頂棚、暖氣片、陽臺和樓梯扶手以及其它室內裝修及建筑五金等。2、建筑裝飾鋁合金制品鋁合金門窗鋁合金門窗與普通門窗相比具有如下 特點:A重量輕每平方米門窗耗材平均812KG,而每平方米鋼門窗平均耗材達1720KG。B密封性好水密性、氣密性、隔聲性均好。C色澤美觀表面光潔、外觀美麗,可做成銀白色、古銅色、暗灰色、黑色等多種顏色。D耐腐性使用維修方便。鋁合金門窗不銹蝕、不褪色、不需油漆,維修費用低。E鋁合金門窗強度高、剛度好、堅固耐用。F便于工業(yè)化生產。有利于實行設計標準化、生產工廠化、產品商品化。注意:鋁合金門窗按其結構與開啟方式可分為推拉窗、平開窗、懸掛窗、回轉窗、

7、百葉窗、鈔窗等。鋁合金裝飾板A鋁合金花紋板.鋁合金花紋板是采用防銹鋁合金坯料,用具有一定花紋輥軋制而成,花紋美觀大方,筋高適中，不易磨損,防滑性好,防腐蝕性強,便于沖洗。常用于封面裝飾和樓梯踏板等。B鋁合金波紋板鋁合金波紋板上主要用于墻面裝修,也可用做屋面。C鋁合金穿孔板是采用各種鋁合金夾板經機械穿孔而成,孔型根據需要有圓孔、方孔、長圓孔、長方孔、三角孔、大小組合孔等。鋁合金穿孔板材質輕、耐高溫、防火防潮、防震、化學穩(wěn)定性好、造型美觀、色澤幽雅、立體感強、裝飾效果好、且組裝簡便，可用于賓館、飯店、影院、播音室等。D吊頂龍骨鋁合金吊頂龍骨具有不銹、質輕、美觀、防火、防震、安裝方便等特點,適用于室

8、內吊頂裝飾。吊頂龍骨可用與板材組成450*450、500*500 、600*600的方格。不需要大幅面的吊頂板材。E鋁塑復合板是以塑料為芯層、外貼鋁板的三層復合材料,它具有重量輕、耐抗沖擊、壽命期長、減振安全絕緣性佳、耐候性好、隔熱、隔音、防火、防潮、抗振施工簡單。適應變形能力強,色彩豐富和耐污性強等特點,便于加工使用安全。鋁塑板的鑒別方法A看:鋁塑板是否表面光滑無波紋、鼓泡、庇點、劃痕。B測量:內墻鋁塑板為3MM、外墻4MM。C折: 易斷裂的不是正宗鋁塑板。D燒: 正宗鋁塑板中間一層,燃燒后無雜質,其次是水貨E刨: 槽折彎時，看正面是否斷裂F滴: 丁酮鑒別外墻極氟碳涂層,滴二甲苯鑒別內墻板涂

9、層,5mm后擦掉試劑,看是否露底。鋁板天花常用于商場、寫字樓、電腦房、銀行、車站等公共場所的頂棚裝飾,在家裝中,常用于衛(wèi)生間,廚房等的頂棚裝飾。鋁質格柵天花是主龍骨、次龍骨、縱橫分布,把天花裝飾面分割成若干小格,使原天花板的視覺改變,起掩飾作用的一種頂棚裝飾材料。第三節(jié)金屬材料的加工工藝第三節(jié)金屬材料的加工工藝鋼材的冷加工和熱處理鋼材的冷加工和熱處理1. 鋼材的冷加工鋼材的冷加工冷加工是指鋼材在常溫下進行的加工，建筑鋼材冷加工是指鋼材在常溫下進行的加工，建筑鋼材常見的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、常見的冷加工方式有：冷拉、冷拔、冷軋、冷扭、刻痕等。將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，刻

10、痕等。將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，使產生塑性變形，從而提高屈服強度，這個過程使產生塑性變形，從而提高屈服強度，這個過程稱為鋼材的冷加工強化。稱為鋼材的冷加工強化。 鋼材的熱處理鋼材的熱處理 按照一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，按照一定的制度，將鋼材加熱到一定的溫度，在此溫度下保持一定的時間，再以一定的速度和在此溫度下保持一定的時間，再以一定的速度和方式進行冷卻，以使鋼材內部晶體組織和顯微結方式進行冷卻，以使鋼材內部晶體組織和顯微結構按要求進行改變，或者消除鋼中的內應力，從構按要求進行改變，或者消除鋼中的內應力，從而獲得人們所需求的機械力學性能，這一過程就而獲得人們所需求的機械力學性

11、能，這一過程就稱為鋼材的熱處理。稱為鋼材的熱處理。 鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法：鋼材的熱處理通常有以下幾種基本方法： () 淬火。淬火。將鋼材加熱至將鋼材加熱至723（相變溫度）以上（相變溫度）以上某一溫度，并保持一定時間后，迅速置于水中或某一溫度，并保持一定時間后，迅速置于水中或機油中冷卻，這個過程稱鋼材的淬火處理。鋼材機油中冷卻，這個過程稱鋼材的淬火處理。鋼材經淬火后，強度和硬度提高，脆性增大，塑性和經淬火后，強度和硬度提高，脆性增大，塑性和韌性明顯降低。韌性明顯降低。|() 回火?；鼗稹⒋慊鸷蟮匿摬闹匦录訜岬綄⒋慊鸷蟮匿摬闹匦录訜岬?23以下某一溫度范圍，保溫一定時間以下某一溫

12、度范圍，保溫一定時間后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一后再緩慢地或較快地冷卻至室溫，這一過程稱為回火處理?；鼗鹂上摬拇氵^程稱為回火處理?；鼗鹂上摬拇慊饡r產生的內應力，使其硬度降低，恢火時產生的內應力，使其硬度降低，恢復塑性和韌性?；鼗饻囟扔?，鋼材硬復塑性和韌性?；鼗饻囟扔撸摬挠捕认陆涤?，塑性和韌性等性能均得以度下降愈多，塑性和韌性等性能均得以改善。若鋼材淬火后隨即進行高溫回火改善。若鋼材淬火后隨即進行高溫回火處理，則稱調質處理，其目的是使鋼材處理，則稱調質處理，其目的是使鋼材的強度、塑性、韌性等性能均得以改善。的強度、塑性、韌性等性能均得以改善。（）退火。（）退火。退火是指將鋼

13、材加熱至退火是指將鋼材加熱至723以上某一溫度，保持相當時間后，以上某一溫度，保持相當時間后，在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材在退火爐中緩慢冷卻。退火能消除鋼材中的內應力，細化晶粒，均勻組織，使中的內應力，細化晶粒，均勻組織，使鋼材硬度降低，塑性和韌性提高。鋼材硬度降低，塑性和韌性提高。（）正火。（）正火。是將鋼材加熱到是將鋼材加熱到723以以上某一溫度，并保持相當長時間，然后上某一溫度，并保持相當長時間，然后在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細小在空氣中緩慢冷卻，則可得到均勻細小的顯微組織。鋼材正火后強度和硬度提的顯微組織。鋼材正火后強度和硬度提高，塑性較退火為小高，塑性較退火為小建筑鋼材的主

14、要鋼種建筑鋼材的主要鋼種（1）碳素結構鋼）碳素結構鋼按國家標準按國家標準GB700-88規(guī)定，我國碳素結構鋼分五規(guī)定，我國碳素結構鋼分五個牌號，即個牌號，即195、Q215、Q235、Q255和和Q275。各牌號鋼又按其硫、磷含量由多至少分為、各牌號鋼又按其硫、磷含量由多至少分為、四個質量等級。碳素結構鋼的牌號表示按、四個質量等級。碳素結構鋼的牌號表示按順序由代表屈服點的字母（順序由代表屈服點的字母（Q）、屈服點數值（）、屈服點數值（/mm2）、質量等級符號）、質量等級符號(A、B、C、D)、脫氧程度、脫氧程度符號符號(F、B、Z、TZ)等四部分組成。例如等四部分組成。例如Q235-A.F.，

15、它表示：屈服點為，它表示：屈服點為235N2的平爐或氧的平爐或氧氣轉爐冶煉的級沸騰碳素結構鋼。當為鎮(zhèn)靜鋼氣轉爐冶煉的級沸騰碳素結構鋼。當為鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼時，則牌號表示或特殊鎮(zhèn)靜鋼時，則牌號表示“”與與“Z”符符號可予以省略。號可予以省略。二、混凝土結構用鋼二、混凝土結構用鋼目前混凝土結構用鋼主要有：熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋、目前混凝土結構用鋼主要有：熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋、冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋和預應力混凝冷拔低碳鋼絲、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋和預應力混凝土用鋼絲及鋼絞線。土用鋼絲及鋼絞線。1 1、熱軋鋼筋、熱軋鋼筋混凝土結構用熱軋鋼筋應有較高的強度，具有一定的塑性、混凝土結

16、構用熱軋鋼筋應有較高的強度，具有一定的塑性、韌性、冷彎和可焊性。熱軋鋼筋主要有用韌性、冷彎和可焊性。熱軋鋼筋主要有用Q235Q235軋制的光圓軋制的光圓鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋兩類。鋼筋和用合金鋼軋制的帶肋鋼筋兩類。熱軋鋼筋的標準熱軋鋼筋的標準國標國標鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋（GB1301391GB1301391）和）和鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋鋼筋混凝土用熱軋帶肋鋼筋（GB149991GB149991）規(guī)定，按）規(guī)定，按強度（屈服強度和抗拉強度）將鋼筋分為四級。熱軋直條強度（屈服強度和抗拉強度）將鋼筋分為四級。熱軋直條圓鋼筋為圓鋼筋為級，強度等級代號為級，強度等級代

17、號為R235R235；熱軋帶肋鋼筋的級；熱軋帶肋鋼筋的級別為別為、級，其強度等級代號為級，其強度等級代號為RL335RL335、RL400RL400、RL540RL540； 2 2、熱軋鋼筋的選用、熱軋鋼筋的選用普通混凝土廢預應力鋼筋可根據使用條件選用普通混凝土廢預應力鋼筋可根據使用條件選用級鋼筋或級鋼筋或、級鋼筋；預應力混凝土應優(yōu)先選級鋼筋；預應力混凝土應優(yōu)先選用用級鋼筋，也可選用級鋼筋，也可選用級或級或級鋼筋。熱軋鋼級鋼筋。熱軋鋼筋除筋除級是光圓鋼筋，其余為月牙肋或等高肋鋼級是光圓鋼筋，其余為月牙肋或等高肋鋼筋，粗糙的表面可提高混凝土與鋼筋之間的握裹筋，粗糙的表面可提高混凝土與鋼筋之間的握

18、裹力。力。3 3、冷拉熱軋鋼筋、冷拉熱軋鋼筋將將級熱軋鋼筋，在常溫下拉伸至超過屈服點級熱軋鋼筋，在常溫下拉伸至超過屈服點的某一應力，然后卸荷，即制成了冷拉鋼筋。冷的某一應力，然后卸荷，即制成了冷拉鋼筋。冷拉可使屈服點提高拉可使屈服點提高17%27%17%27%，材料變脆、屈服階段，材料變脆、屈服階段變短，伸長率降低，冷拉時效后強度略有提高。變短，伸長率降低，冷拉時效后強度略有提高。生產中可將冷拉、除銹、調直、切斷合并為一道生產中可將冷拉、除銹、調直、切斷合并為一道工序，這樣簡化了流程，提高了效率；冷拉既可工序，這樣簡化了流程，提高了效率；冷拉既可以節(jié)約鋼材，有可以制成預應力鋼筋，增加了品以節(jié)約

19、鋼材，有可以制成預應力鋼筋，增加了品種規(guī)格，設備簡單，易于操作，是鋼筋冷加工的種規(guī)格，設備簡單，易于操作，是鋼筋冷加工的常用方法之一。常用方法之一。 4、冷軋帶肋鋼筋、冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋使用低碳鋼熱軋圓盤條經冷軋或冷冷軋帶肋鋼筋使用低碳鋼熱軋圓盤條經冷軋或冷拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。國拔減徑后，在其表面冷軋成三面有肋的鋼筋。國標標冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋（GB1378892）規(guī)定，冷軋）規(guī)定，冷軋帶肋鋼筋代號用帶肋鋼筋代號用LL表示，并按抗拉強度等計劃分表示，并按抗拉強度等計劃分為三級：為三級：LL550、LL650、LL800，其直徑一般為，其直徑一般為5、6、7、8、1

20、0mm，冷軋帶肋鋼筋克服了冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的冷軋帶肋鋼筋克服了冷拉、冷拔鋼筋握裹力低的缺點，同時具有和冷拉、冷拔相近的強度，因此缺點，同時具有和冷拉、冷拔相近的強度，因此在中、小型預應力混凝土結構構件和普通混凝土在中、小型預應力混凝土結構構件和普通混凝土結構構件中得到了越來越廣泛的應用結構構件中得到了越來越廣泛的應用5、冷拔低碳鋼絲、冷拔低碳鋼絲冷拔低碳鋼絲是將直徑為冷拔低碳鋼絲是將直徑為6.58mm的的Q235（或（或Q215）圓）圓盤條通過截面小于鋼筋截面的鎢合金拔絲模而制成。冷拔盤條通過截面小于鋼筋截面的鎢合金拔絲模而制成。冷拔鋼絲不僅受拉、同時還將受到擠壓作用，如圖鋼絲不僅受拉、

21、同時還將受到擠壓作用，如圖7-7所示。所示。經受一次或多次的拔制而得的鋼絲，其屈服強度可提高經受一次或多次的拔制而得的鋼絲，其屈服強度可提高40%60%，且已失去了低碳鋼的性質，變得硬脆，屬硬，且已失去了低碳鋼的性質，變得硬脆，屬硬鋼類鋼絲，國標鋼類鋼絲，國標混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范混凝土結構工程施工及驗收規(guī)范（GB5020492）規(guī)定，冷拔低碳鋼絲按力學強度分為兩）規(guī)定，冷拔低碳鋼絲按力學強度分為兩極：甲級為預應力鋼絲，乙級為非預應力鋼絲?；炷凉O：甲級為預應力鋼絲，乙級為非預應力鋼絲?；炷凉S自行冷拔時，應對鋼絲的質量嚴格控制，對其外觀要求廠自行冷拔時，應對鋼絲的質量嚴格控制，對其

22、外觀要求分批抽樣，表面不準銹蝕、油污、傷痕、皂漬、裂紋等，分批抽樣，表面不準銹蝕、油污、傷痕、皂漬、裂紋等，逐盤檢查其力學、工藝性質并符合表逐盤檢查其力學、工藝性質并符合表9-11的規(guī)定。凡伸長的規(guī)定。凡伸長率不合格者，不準用于預應力混凝土構件中。率不合格者，不準用于預應力混凝土構件中。熱處理鋼筋熱處理鋼筋熱處理是指將鋼材按一定規(guī)則加熱、保溫和熱處理是指將鋼材按一定規(guī)則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得需要性能的冷卻，以改變其組織，從而獲得需要性能的一種工藝過程。熱處理鋼筋是鋼廠將熱軋的一種工藝過程。熱處理鋼筋是鋼廠將熱軋的帶肋鋼筋（中碳低合金鋼）經淬火和高溫回帶肋鋼筋（中碳低合金鋼）經淬火和高溫回火調質處理而成的。其特點是塑性降低不大，火調質處理而成的。其特點是塑性降低不大，但強度提高很多，綜合性能比較理想。但強度提高很多，綜合性能比較理想。熱處理鋼筋主要用于預應力混凝土軌枕，代熱處理鋼筋主要用于預應力混凝土軌枕，代替碳素鋼絲。由于其具有制作方便，質量穩(wěn)替碳素鋼絲。由于其具有制作方便，質量穩(wěn)定、錨固性好、節(jié)省鋼材等優(yōu)點，以開始用定、錨固性好、節(jié)省鋼材等優(yōu)點，以開始用于預應力混凝土工程中。于預應力混凝土工程中。預應力混凝土