《建筑鋼材》PPT課件.ppt

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1、第6章建筑鋼材石家莊鐵道大學(xué)建筑材料基本要求概述鋼材的生產(chǎn)與分類鋼材的化學(xué)成分與晶體組織鋼材的主要技術(shù)性能鋼材的冷強化及時效、熱處理和焊接鋼材的防火和防腐蝕建筑鋼材的品種與及選用主要內(nèi)容基本要求教學(xué)目標掌握建筑鋼材的主要技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標準；掌握建筑鋼材的品種和選用方法；了解鋼材化學(xué)組成、鋼材的腐蝕與防止。重點建筑鋼材的主要技術(shù)性能常用建筑鋼材的標準及選用定義特點應(yīng)用意義一、概述指用于工程建設(shè)的各種鋼材。包括鋼筋鋼絲型鋼鋼板鋼管（一）定義優(yōu)點比強度高塑性好、韌性好能承受沖擊和振動荷載缺點易生銹耐火性能差維護費用大（二）特點建筑鋼材可用于：大跨度結(jié)構(gòu)多層及高層結(jié)構(gòu)受動荷載作用的

2、工業(yè)廠房馬里塔羅水壩鋼橋（三）應(yīng)用建筑鋼材是建筑工程中常用的材料鋼材的品種多，性質(zhì)差別大，為了掌握鋼材的合理使用，應(yīng)對鋼材的生產(chǎn)、組成、性質(zhì)和用途等知識有一定的理解。（四）意義二、鋼材的生產(chǎn)與分類鋼材的生產(chǎn)鋼材的分類生鐵：鐵碳合金，C含量高，約為2.06％~6.67％，并含較多雜質(zhì)。鋼：鐵碳合金，鐵Fe為主要元素：碳C含量≤2.06％，雜質(zhì)元素：Mn、Si、S、P、H、O、N等，含量少。冶煉生鐵鋼生鐵中的碳氧化，降低含C量，除去雜質(zhì)元素，降低其含量（一）鋼材的生產(chǎn)鋼錠鋼材的生產(chǎn)過程焦炭鐵礦石溶劑高爐熔融生鐵冶煉氧化還原鋼鑄錠鋼材加工冶煉目的：除去生鐵中的碳原理：通過將熔融的

3、生鐵進行氧化，使碳的和雜質(zhì)含量降低到預(yù)定范圍內(nèi)所以，在理論上含碳量在2%以下，并/或含有其他合金元素及少量雜質(zhì)的鐵碳合金。冶煉方法：轉(zhuǎn)爐法平爐法電爐法（一）鋼材的生產(chǎn)鑄錠概念：將冶煉好的鋼液注入鋼模，冷凝后便形成柱狀的鋼錠（鋼坯）的過程。脫氧：鋼材鑄錠前要進行脫氧處理原因是由于鋼在冶煉過程中，部分鐵被氧化多余氧化鐵的存在，使鋼的質(zhì)量變差。鋼種：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)靜及特殊鎮(zhèn)靜鋼化學(xué)偏析：鋼液在鑄錠過程中，由于內(nèi)部某些素在鐵的液相中的溶解度高于固相，使這些元素向凝固較遲的中心富集，導(dǎo)致化學(xué)成分在鋼錠截面上分布不均勻的現(xiàn)象。（一）鋼材的生產(chǎn)壓力加工原因：鋼在鑄錠中存在化學(xué)偏析、縮

4、孔、氣泡、晶粒粗大、組織不致密等缺陷。熱加工定義：將鋼錠重新加熱直一定溫度，使其呈塑性狀態(tài)，再施加壓力改變其形狀。性能：使鋼內(nèi)部分氣泡焊合，疏松組織致密，提高強度和質(zhì)量冷加工定義鋼材在常溫下進行的壓力加工。方式：冷拉、冷拔、冷軋性能：提高鋼材的強度和硬度（一）鋼材的生產(chǎn)低碳鋼：<0.25%中碳鋼：0.25%～0.6%高碳鋼：>0.6%合金鋼低合金鋼：<5%中合金鋼：5%～10%高合金鋼：>10%碳素鋼（二）鋼材的分類化學(xué)成分普通鋼：≤0.050%，≤0.045%優(yōu)質(zhì)鋼：≤0.035%，≤0.035%高級優(yōu)質(zhì)鋼：≤0.025%，≤0.025%，牌號后加“高”或“A”特級優(yōu)質(zhì)鋼

5、：≤0.015%，≤0.015%，牌號后加“E”含硫量含磷量高低鋼材質(zhì)量（二）鋼材的分類沸騰鋼：脫氧不充分，代號“F”半鎮(zhèn)靜鋼：介于F與Z之間，代號“b”鎮(zhèn)靜鋼：脫氧充分，代號“Z”特殊鎮(zhèn)靜鋼：脫氧徹底，代號“TZ”結(jié)構(gòu)鋼：建筑結(jié)構(gòu)、機械制造（低、中碳鋼）工具鋼：各種工具（高碳鋼）特殊鋼：具有特殊物理、化學(xué)或機械性質(zhì)（不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼、）脫氧程度結(jié)構(gòu)用途（二）鋼材的分類以下為沸騰鋼（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。觀察與討論(B)鎮(zhèn)靜鋼(A)沸騰鋼解答：從圖中可見，沸騰鋼的氣泡明顯多于鎮(zhèn)靜鋼，沸騰鋼是脫氧不完全的鋼，澆鑄后在鋼液冷卻

6、時有大量一氧化碳氣體外逸，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)靜鋼是指在澆鑄時，鋼液平靜地冷卻凝固，基本無一氧化碳氣泡產(chǎn)生,是脫氧較完全的鋼。鋼質(zhì)均勻密實，品質(zhì)好，但成本高。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，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，其質(zhì)量較好。觀察與討論工程概況：某廠的鋼結(jié)構(gòu)屋架用中碳鋼焊接而成，使用一段時間后，屋架坍塌，請分析事故原因

7、。案例分析鋼結(jié)構(gòu)屋架坍塌鋼結(jié)構(gòu)屋架首先是因為鋼材的選用不當(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度結(jié)構(gòu)鋼。解答：案例分析三、化學(xué)成分與晶體組織鋼材的晶體組織鋼材的化學(xué)成分鋼是以鐵為主的Fe—C合金。晶體組織：Fe—C合金在一定條件下形成具有一定形態(tài)的聚合體，稱為的組織。在顯微鏡下可以觀察到它們的微觀形貌，有四種：鐵素體珠光體滲碳體奧氏體（一）鋼材的晶體組織鋼的基本晶體