第2章建筑钢材金属材料第2章建筑钢材钢材的化学成分：2.1.1钢材的分类2）按主要质量等级（杂质含量）分类3）按冶炼时脱氧程度分2.2建筑钢材的技术性质2.2.1建筑钢材的物理力学性质拉伸过程分四个阶段：拉伸性能指标：屈服强度、抗拉强度、伸长率、断面收缩率有些钢材无明显屈服点（合金钢、高碳钢等硬钢），应采用产生残余变形为0.2%原标距长度时的应力作为屈服点（称条件屈服点）。（2）抗拉强度：钢材所能承受的最大拉应力。（3）伸长率：塑性指标。2)冲击韧性——指钢材抵抗冲击荷载的能力。试验方法：标准试件的弯曲冲击韧性试验。3）冷弯性能——常温下承受弯曲变形的能力冷弯性能试验：试件被弯曲的角度（90°、180°）冷弯试验意义：1.能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷。2.也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表面是否存在未熔合，裂缝及夹杂物等缺陷。4）硬度——表面抵抗外物压入产生塑性变形的能力试验方法：布氏硬度、洛氏硬度D—球体直径，mmP—规定荷载，Nd—压痕直径，mmF—被试金属表面压痕面积，mm2布氏硬度——压痕单位球体面积上所承受的荷载大小MPa。5）焊接性能碳：炼钢氧化过程中生成，主要以渗碳体Fe3C存在。有害元素氮：来自空气，影响与碳、磷相似。2.3建筑钢材的冷加工与热处理——良好的工艺性能可以保证钢材能够顺利地通过各种处理而无损于制品的质量。2.3.1冷加工——指钢材在常温下进行的加工。常见的冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。特点：钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其屈服强度，这一过程称为冷加工强化处理。1.冷拉冷拉是将钢筋拉至应力-应变曲线的强化阶段内任一点K处，然后缓慢卸去荷载，当再度加载时，其屈服点将有所提高，塑性变形能力将有所降低。钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高20%～25%。2.冷拔—是将光圆钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔。3.冷轧——将圆钢在冷轧机上轧成断面形状规则的钢筋。4.冷轧扭对热轧圆盘条,经冷轧扁和冷扭转,制成冷轧扭钢筋。冷加工的特点：提高屈服强度，但塑性变形降低。冷加工的目的：经过冷加工的钢材，可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减小混凝土中配筋数量，从而达到节约钢材的目的。具有明显的经济效益。注意：冷拔钢丝屈强比较大，相应的安全储备较小。——将经过冷拉的钢筋于常温下存放15～20d，或加热到100～200℃，并保持一段时间，这个过程称为时效处理。2.3.3热处理——将钢材按一定规则加热、保温和冷却，以获得需要性能的一种工艺过程。1.退火——加热（基本组织改变温度以下（低温退火）或以上（完全退火）保温缓慢冷却结果：消除内应力，减少缺陷及晶格畸变，使钢的塑性和韧性。2.正火——加热（基本组织改变温度以上）冷却（在空气中）结果：晶格细化，钢的强度塑性3.淬火——加热（基本组织改变温度以上）保温急冷（水或矿物油中）结果：使晶粒细化，碳的固容量增加强度和硬度塑性和韧性4.回火——加热（基本组织改变温度以下（150～650℃）保温冷却（按一定速度）室温结果：内应力消除，硬度塑性和韧性2.4钢材的锈蚀与防护锈蚀的结果：在钢材表面形成疏松的氧化物，使钢结构断面减小，降低钢材的性能，因而承载力降低。1)钢材的防腐三个方面：从改变钢材本身的易腐蚀性、隔离环境中的侵蚀性介质或改变钢材表面的电化学过程。（1）采用耐候钢（耐大气腐蚀钢）——加入合金元素铬、镍、钛、铜（2）金属覆盖——电镀或喷镀的方法覆盖在钢材表面。（3）非金属覆盖——在钢材表面用非金属材料做为保护膜,如喷涂涂料、搪瓷和塑料等。（4）混凝土用钢筋的防锈——提高砼密实度；钢筋砼保护层厚度；限制使用含Cl-的外加剂；钢筋涂覆环氧树脂或镀锌。2）钢材的防火标准：以失去支持能力为标准——超过300℃以后，弹性模量、屈服点和极限抗压强度均开始显著下降，应变急剧增大，达到600℃时已失去支撑能力。防火保护的基本原理：——采用绝热或吸热材料，阻隔火焰和热量，推迟钢结构的升温速率。2.5土木工程常用钢材2.5.1钢结构用钢2.5.2混凝土结构用钢2.5.1钢结构用钢1）碳素结构钢——一般结构钢和工程用热轧板、管、带、型、棒材等。（1）碳素结构钢的牌号表示按顺序：屈服点字母（Q）、屈服点数值（单位MPa）、质量等级（有A、B、C、D4级，逐级提高）和脱氧方法（F：沸腾钢，b：半镇钢，Z：镇静钢，TZ：特殊镇钢。牌号表示时Z、TZ可省略）。例如：Q235A·F表示屈服点为235MPa，A级沸腾钢。Q235B表示屈服