土木工程材料與實(shí)訓(xùn)（第三版）課件 18-項(xiàng)目七：鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用

《土木工程材料與實(shí)訓(xùn)》配套課件CivilEngineeringMaterialsandPracticalTraining鋼材的主要技術(shù)性能力學(xué)性能加工工藝性能抗拉性能冷彎性能冷加工及時(shí)效沖擊韌性硬度耐疲勞性課前回顧：CONTENTS課程目錄04項(xiàng)目三：氣硬性膠凝材料03項(xiàng)目二：天然石材02項(xiàng)目一：建筑材料的基本性質(zhì)01緒論08項(xiàng)目七：鋼材07項(xiàng)目六：砂漿06項(xiàng)目五：混凝土05項(xiàng)目四：水泥10實(shí)驗(yàn)1~1009項(xiàng)目八：瀝青主要內(nèi)容項(xiàng)目7

建筑鋼材7-1鋼材的冶煉、分類7-2鋼材的主要性能（重點(diǎn)、難點(diǎn)）7-3鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用（7-4）

鋼材的腐蝕與防護(hù)7-3鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用建筑鋼材主要有三大類：鋼結(jié)構(gòu)用鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼其它用途用鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼筋；冷拉鋼筋；熱處理鋼筋；冷軋帶肋鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼絲與鋼絞線等普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（了解）成分特點(diǎn)：

雜質(zhì)和非金屬夾雜物較多性能特點(diǎn)：

冶煉容易，工藝性好，價(jià)格便宜，產(chǎn)量最大主要用途：

廠房、橋梁建筑結(jié)構(gòu)或受力不大的零件（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼

1、成分特點(diǎn)：雜質(zhì)和非金屬夾雜物較多2、性能特點(diǎn)：冶煉容易，工藝性好，價(jià)格便宜，產(chǎn)量大3、主要用途：廠房、橋梁建筑結(jié)構(gòu)或受力不大的零件4、鋼的牌號(hào)：根據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《碳素結(jié)構(gòu)鋼》:GB/T700-2006，碳素結(jié)構(gòu)鋼按照屈服強(qiáng)度分為Q195、Q215、Q235和Q275四個(gè)牌號(hào)，每個(gè)牌號(hào)又根據(jù)硫、磷等雜質(zhì)含量分為A、B、C、D四個(gè)質(zhì)量等級(jí)。建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼Q×××AF屈服強(qiáng)度字母屈服強(qiáng)度值（MPa）質(zhì)量等級(jí)：A、B、C、D脫氧程度沸騰鋼F鎮(zhèn)靜鋼Z特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ半鎮(zhèn)靜鋼b牌號(hào):Q215-AF、Q275-BF牌號(hào)解釋:Q215表示屈服強(qiáng)度為215MPa的A級(jí)沸騰鋼?！韭毥淘?】5、鋼牌號(hào)與性能的關(guān)系

鋼牌號(hào)越大，鋼的含碳量增加，強(qiáng)度與硬度增高，塑性和韌性降低，可焊性變差。6、選用原則：應(yīng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的工作條件、荷載類型、連接方式、環(huán)境溫度與介質(zhì)的腐蝕情況等綜合因素選用。例如：

Q195和Q215：強(qiáng)度較低，塑性和韌性較大，易彎加工，可用于鋼釘、螺栓等。Q235A：使用于承受靜載作用的鋼結(jié)構(gòu)；Q235C：可用于承受動(dòng)載焊接的重要鋼結(jié)構(gòu)；Q235D：可用于低溫承受動(dòng)荷載焊接的鋼結(jié)構(gòu)。Q255和Q275：強(qiáng)度較高，塑性和韌性較差，主要用于機(jī)械零件等建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：碳素結(jié)構(gòu)鋼（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼

1、鋼的牌號(hào)用兩位數(shù)字表示，代表平均含碳量的萬分?jǐn)?shù)，如含錳量較高時(shí)，在牌號(hào)后加注（Mn）。如：45號(hào)鋼，表示氣焊碳量為0.45%。2、選用：30~45號(hào)鋼，用于重要結(jié)構(gòu)的鋼鑄件和高強(qiáng)度螺栓；65~80號(hào)鋼，常用于制作碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線等。建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼（三）低合金結(jié)構(gòu)鋼

1、組成：在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，添加5%以下的合金元素（Si、Mn、Ti、V、Cr、Ni、Cu等）。含碳量≤0.2%。2、合金元素的作用：細(xì)化結(jié)晶，起到細(xì)晶強(qiáng)化作用，不僅可提高強(qiáng)度和硬度，還可一定程度上增加塑性和韌性。彌散強(qiáng)化作用，較硬微粒均勻分散在晶粒內(nèi)部，阻礙晶?；谱冃?，大大提高鋼的強(qiáng)度和硬度。3、牌號(hào)：與碳素結(jié)構(gòu)鋼一樣，用Q+屈服強(qiáng)度值+質(zhì)量等級(jí)（A、B、C、D、E）表示。4、特性：強(qiáng)度和硬度高，有害雜質(zhì)少，質(zhì)量高且穩(wěn)定，良好的塑性和韌性，適當(dāng)?shù)目珊感浴?、應(yīng)用：適合于大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑和橋梁。建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：低合金結(jié)構(gòu)鋼

低合金結(jié)構(gòu)鋼的性能要求(1)高強(qiáng)度：一般其屈服強(qiáng)度在300MPa以上。(2)高韌性：要求延伸率為15%～20%，室溫沖擊韌性大于600kJ/m2～800kJ/m2。對(duì)于大型焊接構(gòu)件，還要求有較高的斷裂韌性。(3)良好的焊接性能和冷成型性能。(4)低的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。(5)良好的耐蝕性。建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：低合金結(jié)構(gòu)鋼

問題：與碳素鋼相比，低合金結(jié)構(gòu)鋼有何特點(diǎn)？答：由于低合金結(jié)構(gòu)鋼中的合金元素的細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化作用，以及含碳量低，有害雜質(zhì)少，質(zhì)量較高且穩(wěn)定，使得低合金結(jié)構(gòu)鋼有以下特點(diǎn)：不但具有較高的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，而且具有較好的塑性、韌性和適當(dāng)?shù)暮附有?，耐低溫性較好，時(shí)效敏感性也較小。建筑鋼材>鋼結(jié)構(gòu)用鋼：低合金結(jié)構(gòu)鋼

7-3鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用建筑鋼材主要有三大類：鋼結(jié)構(gòu)用鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼其它用途用鋼

碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋鋼筋；冷拉鋼筋；熱處理鋼筋；冷軋帶肋鋼筋；預(yù)應(yīng)力鋼絲與鋼絞線等（一）熱軋鋼筋

1、牌號(hào)：有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三個(gè)級(jí)別，其中Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ為帶肋鋼筋，牌號(hào)為：HRB+屈服強(qiáng)度的最小值構(gòu)成，Ⅰ級(jí)為光圓鋼筋，牌號(hào)為HPB235；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ

級(jí)為熱軋帶肋鋼筋有HRB335、HRB400、HRB500三個(gè)牌號(hào)。

2、性能與用途：Ⅰ級(jí)鋼筋：強(qiáng)度不高，彈塑性和可焊性好，用作預(yù)應(yīng)力混凝土的受力筋或構(gòu)造筋；Ⅱ、Ⅲ級(jí)鋼筋：強(qiáng)度高，塑性和可焊性也好，用于大中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力筋。Ⅳ級(jí)鋼筋：強(qiáng)度高，彈塑性和可焊性較差，可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：熱軋鋼筋

熱軋鋼筋的符號(hào)說明HPB235

生產(chǎn)工藝：hotrolled表面形狀：plain鋼筋：bar屈服強(qiáng)度HotRolledPlainSteelBar熱軋光面鋼筋HRB400

生產(chǎn)工藝：hotrolled表面形狀：ribbed鋼筋：bar屈服強(qiáng)度HotRolledRibbedSteelBar熱軋帶肋鋼筋【職教云3】：請(qǐng)說出：HRB500的含義。建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：熱軋鋼筋

HPB235

HRB335和HRB400

HRB500預(yù)應(yīng)力鋼筋大、中型鋼筋砼結(jié)構(gòu)普通鋼筋砼結(jié)構(gòu)例1例2例3（二）冷拉鋼筋

有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四個(gè)級(jí)別，他們由熱軋鋼筋經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)冷拉和人工時(shí)效處理得到。經(jīng)冷拉后鋼筋的力學(xué)性能應(yīng)符合GB50204-92的規(guī)定。其中：Ⅰ級(jí)適用于普通混凝土結(jié)構(gòu)中的受力筋；Ⅱ~Ⅳ可用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：冷拉鋼筋

有熱軋帶肋鋼筋經(jīng)淬火和高溫回火調(diào)質(zhì)處理得到，代號(hào)RB150。牌號(hào)：有40Si2Mn、48Si2Mn和45SI2Cr三種。不能冷拉和焊接。性能：屈服強(qiáng)度不小于1325MPa，極限強(qiáng)度不小于1470MPa，伸長(zhǎng)率不小于6％。應(yīng)符合GB4463-84的規(guī)定。用途：主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕和其他預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用熱處理鋼筋（三）預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土用熱處理鋼筋（四）冷軋帶肋鋼筋

1、以普通低碳鋼或低合金鋼熱軋圓條為母材，經(jīng)多到冷軋（拔）減徑和一道壓痕而成的三面帶肋鋼筋。

2、牌號(hào)：有CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四個(gè)牌號(hào)。

3、特性：具有較高的強(qiáng)度和較大的伸長(zhǎng)率，且錨固性好。

4、用途：可用于沒有振動(dòng)荷載和重復(fù)荷載的工業(yè)與民用建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。CRB550為普通鋼筋混凝土用鋼筋CRB650及以上牌號(hào)鋼筋為預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼筋建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：冷軋帶肋鋼筋【視頻簡(jiǎn)介】（五）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線

1、預(yù)應(yīng)力混凝土鋼絲使用牌號(hào)為60~80的優(yōu)質(zhì)碳素鋼盤條，經(jīng)酸洗、冷拉或冷拉再回火等工藝制成，分冷拉鋼絲（L）和矯直回火鋼絲（J）兩種。為了增加握裹力，進(jìn)行表面壓痕，形成刻痕鋼絲（JK）。2、特性：強(qiáng)度高、柔性好、無接頭，質(zhì)量穩(wěn)定，不需焊接。3、用途：大跨度橋梁、屋架、吊車梁、電桿、軌枕等預(yù)應(yīng)力鋼筋。建筑鋼材>鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線【視頻簡(jiǎn)介】三、橋梁結(jié)構(gòu)鋼

1、性能要求：較高的強(qiáng)度、良好的素性、韌性、可焊性和較高的疲勞強(qiáng)度；較小的冷脆性和時(shí)效敏感性；良好的耐大氣腐蝕性等。

2、組成要求：氣體雜質(zhì)少，S、P的含量應(yīng)小于0.045~0.040%，晶粒細(xì)化，脫氧完全。

3、品種：主要有：16q、16Mnq、15MnVq、等。后一種根據(jù)硫、磷雜質(zhì)含量不同，又分為A、B、C三個(gè)級(jí)別。建筑鋼材>其它用途用鋼：橋梁結(jié)構(gòu)鋼4、用途：16q是專用焊接橋梁鋼，具有優(yōu)良的可焊性；6Mnq和15MnVq具有良好的綜合機(jī)械性能，強(qiáng)度較高，塑性和韌性、可焊性度較好，是建造橋梁的主體結(jié)構(gòu)的基本鋼材。15MnVNq-A用于非焊接件；15MnVNq-B用于受壓和次要焊接件；15MnVNq-C用于受拉、受彎和受疲勞控制的焊接桿件。建筑鋼材>其它用途用鋼：橋梁結(jié)構(gòu)鋼橋梁用鋼的發(fā)展

鋼橋的發(fā)展離不開橋梁用鋼的不斷開發(fā)，16Mn、16Mnq鋼在鐵路、公路鋼橋的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，并占據(jù)了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間。16Mnq鋼的板厚效應(yīng)明顯，限制了鐵路鋼橋一般橋式跨度的進(jìn)一步發(fā)展。在鐵路研制并應(yīng)用了15MnNbq、14MnNbq鋼種，其中典型的是14MnNbq，以16Mnq為基礎(chǔ)，適當(dāng)降低碳當(dāng)量并加入Nb等微量元素，采用先進(jìn)的控溫控軋和鋼液爐外精煉技術(shù)，進(jìn)行正火處理，細(xì)化晶粒并降低有害元素和氣體的含量，大大降低板厚效應(yīng)，在鋼板使用厚度上達(dá)到50mm，建筑鋼材>其它用途用鋼：橋梁結(jié)構(gòu)鋼武漢長(zhǎng)江大橋鋼材全部進(jìn)口南京長(zhǎng)江大橋鋼材部分進(jìn)口南京長(zhǎng)江大橋九江長(zhǎng)江大橋鋼梁用國(guó)產(chǎn)15MnVNq鋼建筑鋼材>其它用途用鋼：橋梁結(jié)構(gòu)鋼蕪湖長(zhǎng)江大橋大橋采用低塔斜拉橋橋型，主跨３１２米，采用低碳中強(qiáng)鋼——14MnNbq鋼沖擊韌性為-40゜C的V型缺口沖擊韌性值的平均值達(dá)234J。上海盧浦大橋全焊接鋼結(jié)構(gòu)橋焊縫總長(zhǎng)度達(dá)４萬多米建筑鋼材>其它用途用鋼：橋梁結(jié)構(gòu)鋼【視頻簡(jiǎn)介】四、鋼軌鋼

1、性能要求：具有較高的強(qiáng)度，較高的耐磨性、沖擊強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，良好的可焊性和耐腐蝕性。

2、組成要求：C含量小于0.82%，質(zhì)地均勻純凈，內(nèi)部不含白點(diǎn)、殘余縮孔、非金屬雜質(zhì)等。

3、品種：由碳素鋼鋼軌（U71、U74），合金鋼鋼軌（U71Cu、U71Mn、U70MnSi、U71MnSiCu）。建筑鋼材>其它用途用鋼：鋼軌鋼7-4鋼材的腐蝕與防護(hù)一、鋼材的腐蝕

鋼材受到周圍介質(zhì)的化學(xué)或電化學(xué)作用而逐漸破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。1、化學(xué)腐蝕由非電解質(zhì)溶液或各種干燥氣體（O2、CO2、SO3、Cl2、H2S）等所引起的純化學(xué)腐蝕，多數(shù)是氧化作用，在鋼材表面產(chǎn)生疏松的氧化物膜層。2、電化學(xué)腐蝕鋼材與電解質(zhì)溶液接觸后，由于發(fā)