1、 目目 錄錄 概概 述述按化學成分可分為按化學成分可分為: : 黑色金屬和有色金屬黑色金屬和有色金屬 高爐熔融精煉爐種的影響及氧化程度見表爐種的影響及氧化程度見表7.2.1 和表和表7.2.2。冶煉中為除去雜質而進行的氧化冶煉中為除去雜質而進行的氧化部分鐵不可避免的被氧化部分鐵不可避免的被氧化 使鋼錠內生成許多氣泡使鋼錠內生成許多氣泡降低了鋼的質量降低了鋼的質量為了使為了使 FeO 和和 Fe2O3 還原為還原為Fe, 在煉鋼的在煉鋼的后階段必須脫氧。后階段必須脫氧。 表表7.2.2 7.2.2 脫氧程度及鋼材質量脫氧程度及鋼材質量分分 類類表表7.2.3 碳素結構鋼的化學成分碳素結構鋼的化學

2、成分 （GB70088）分分 類類工程中的鋼結構和鋼筋混凝土結構中的工程中的鋼結構和鋼筋混凝土結構中的鋼材的基本性能有：鋼材的基本性能有：機械性能機械性能n拉伸性能拉伸性能 n沖擊韌性沖擊韌性 n疲勞強度疲勞強度工藝性能工藝性能n冷彎性能冷彎性能 n焊接性能焊接性能拉伸性能錄像拉伸性能錄像拉伸性能是建筑鋼材的主要性能拉伸性能是建筑鋼材的主要性能鋼材受拉后的鋼材受拉后的技術性能指標技術性能指標可以用低碳鋼可以用低碳鋼的應力的應力應變圖來反映。應變圖來反映。 n屈服強度屈服強度n抗拉強度抗拉強度n伸長率伸長率拉伸性能拉伸性能BCDAbSUPSL0定義定義 屈服強度屈服強度是指鋼材開始喪失隨變形的抵

3、抗是指鋼材開始喪失隨變形的抵抗能力能力, ,并開始產生大量變形的能力。并開始產生大量變形的能力。意義意義是彈性變形轉變為塑性的轉折點是彈性變形轉變為塑性的轉折點當外力超過屈服點時，產生不可恢復的變當外力超過屈服點時，產生不可恢復的變形，鋼材內部的應力自動分配至低應力部形，鋼材內部的應力自動分配至低應力部位位所以說，屈服點是確定鋼結構容許應力值所以說，屈服點是確定鋼結構容許應力值的依據的依據0AFsss屈服強度Fs屈服應力 Ao試件截面積對屈服不明顯的鋼對屈服不明顯的鋼, ,規定以產生規定以產生0.2%0.2%殘殘余變形時的應力余變形時的應力f f0202作為屈服強度作為屈服強度0202，見見圖

4、圖7.2.30.2%Os s/ /b b反映了鋼材的可利用率和安全性的反映了鋼材的可利用率和安全性的大小大小屈強比對鋼材的可利用率和安全性來說是屈強比對鋼材的可利用率和安全性來說是重要的。重要的。( (表表7.3.1, 7.3.1, 圖圖7.3.3)7.3.3)s s/ /b b低低s s/ /b b高高可利用率可利用率安全性安全性塑塑 性性101LLLnn伸長率L0the 原標點間距L1 拉斷后標點間距n=5d or 10d d鋼筋直徑 d0L0L1圖圖7.3.4 伸長率的測定伸長率的測定010AAA 斷面收縮率A0原斷面面積 A1拉斷后斷面面積 沖擊韌性沖擊韌性試件破壞時的沖試件破壞時的沖

5、擊功擊功試件槽口處截面試件槽口處截面積積 AAkk/沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性沖擊韌性脆性斷裂脆性斷裂T Tepep：TAk圖圖7.3.5 脆性斷裂、韌性斷裂脆性斷裂、韌性斷裂及脆性臨界溫度范圍及脆性臨界溫度范圍F圖圖7.3.6 冷拉示意圖冷拉示意圖 由于鋼材在加工時產生塑性變形所至，當晶體在外由于鋼材在加工時產生塑性變形所至，當晶體在外力作用下，在彈性階段金屬原子偏離平衡位置產生力作用下，在彈性階段金屬原子偏離平衡位置產生的變形，在外里去除后可以恢復的變形，在外里去除后可以恢復-彈性變形；彈性變形；當外力繼續增大，使晶格的歪曲程度超過彈性變形當外力繼續增大，使晶格的歪曲程度超過彈性變形之后，晶

6、格產生滑移，造成永久性變形。由于晶粒之后，晶格產生滑移，造成永久性變形。由于晶粒表面的畸變及滑動平面的細小碎屑，使晶體在該平表面的畸變及滑動平面的細小碎屑，使晶體在該平面上繼續滑動產生困難，抵抗變形的能力增大，因面上繼續滑動產生困難，抵抗變形的能力增大，因而屈服極限及硬度提高。而屈服極限及硬度提高。由于塑性變形后鋼材可能產生滑移的區域幾乎均已由于塑性變形后鋼材可能產生滑移的區域幾乎均已滑動，因此塑性降低。滑動，因此塑性降低。OO1BD1CDC1K1K屈服點屈服點 B B冷拉冷拉屈服點屈服點: : s s塑性和韌性降低塑性和韌性降低圖圖7.4.1 冷加工和時效強化示意圖冷加工和時效強化示意圖 可

7、提高強度，冷拉后屈服強度可提高可提高強度，冷拉后屈服強度可提高20-20-30%30%，時效處理后還可使抗拉強度提高。，時效處理后還可使抗拉強度提高。 可節約鋼材可節約鋼材20-30%20-30%。 對于受動荷載或經常處于中溫條件工作的對于受動荷載或經常處于中溫條件工作的鋼結構，如橋梁、鋼軌、鍋爐等，為避免鋼結構，如橋梁、鋼軌、鍋爐等，為避免過大脆性，出現突然斷裂，要求采用時效過大脆性，出現突然斷裂，要求采用時效敏感小的鋼材。敏感小的鋼材。鋼結構用鋼材鋼結構用鋼材牌號及其表示方法如牌號及其表示方法如: 屈服強度是屈服強度是 235 MPa, A 級級, 沸騰沸騰鋼鋼鋼結構用鋼材鋼結構用鋼材請點

8、擊右鍵選擇請點擊右鍵選擇“播放播放”觀看觀看FlashFlash動畫動畫碳素結構鋼的技術要求碳素結構鋼的技術要求化學成分力學性質冶煉方法交貨狀態表面質量下面重點介紹前兩個性質。下面重點介紹前兩個性質。各種不同牌號的碳素結構鋼的化學成分應符合GB700-88的要求。牌號牌號 質量等級質量等級 化學成分（化學成分（%） C Mn Si S 不大于不大于 Q195 0.060.12 0.250.50 0.30 0.050 0.045 Q215 A B 0.090.15 0.250.55 0.30 0.050 0.0450.045 Q235 A B C D 0.140.22 0.120.20 0.18

9、 0.17 0.350.80 0.30 0.050 0.045 0.0400.0350.045 0.045 0.040 0.035 Q255A B0.180.28 0.400.70 0.30 0.050 0.0450.045 Q275 0.280.38 0.500.80 0.350.050 0.045 碳素結構鋼的拉伸和沖擊試驗指標應符合碳素結構鋼的拉伸和沖擊試驗指標應符合下表規定：下表規定： 碳素結構鋼的力學性能指標（碳素結構鋼的力學性能指標（GB700-88GB700-88） 碳素結構鋼的冷彎試驗指標（碳素結構鋼的冷彎試驗指標（GB700-88GB700-88）牌號牌號 等級等級 拉伸試驗

10、拉伸試驗 沖擊試驗沖擊試驗 屈服點屈服點(N/mm) 抗拉強度抗拉強度 b(N/mm) 伸長率（伸長率（%） 溫度溫度 （） V型沖型沖擊功擊功 （縱向）（縱向）J 鋼材厚度鋼材厚度 （直徑）（直徑）mm 鋼材厚度鋼材厚度 （直徑）（直徑）mm16 1640 16 1640 Q195 (195) (185)3153903332Q215AB215 205335410313020 27Q235ABCD235225375460262520 -20 272727Q255AB255245410510242320 27Q275 2752654906102019牌號 試樣方向 冷彎試驗B=2a180 鋼材厚

11、度（直徑）（mm） 60 60100 100200 彎心直徑d Q195 縱 橫 0 0.5a Q215 縱 橫0.5aa 1.5a2a 2a2.5a Q235 縱橫 a1.5a 2a2.5a 2.5aa Q255 2a 3a3.5aQ275 3a 2a 4.5a 在碳素結構鋼的基礎上，添加少量的一種或在碳素結構鋼的基礎上，添加少量的一種或幾種合金元素，合金元素的總含量小于幾種合金元素，合金元素的總含量小于5%5%的的結構鋼。結構鋼。常用的合金元素有：常用的合金元素有：SiSi、MnMn、TiTi、NbNb、V V和和C C等。等。現行國家標準現行國家標準低合金結構鋼低合金結構鋼（GB1591

12、-GB1591-9494）共有）共有5 5個牌號：個牌號：Q295Q295、Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420、Q460Q460。牌號由以下四部分組牌號由以下四部分組成成(如如 flash 所示所示)請點擊右鍵選擇請點擊右鍵選擇“播放播放”觀看觀看FlashFlash動畫動畫比采用碳素結構鋼節省鋼材，而且可以減比采用碳素結構鋼節省鋼材，而且可以減輕自重，延長使用壽命，輕自重，延長使用壽命，尤其適用于大跨度結構和橋梁工程等。尤其適用于大跨度結構和橋梁工程等。 牌號 質量等級 化學成分（%） C Mn Si P SV Nb Ti Al CrNiQ295 AB0.160.160.8

13、0 1.50 0.80 1.500.55 0.550.0450.0400.0450.0400.02 0.15 0.02 0.150.015 0.060 0.0150.060 0.020.20 0.020.20 續表續表Q345 ABCDE0.020.020.200.180.181.001.601.001.60 1.001.60 1.001.60 1.001.60 0.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400.0350.0300.0250.020.15 0.020.15 0.020.15 0.020.15 0.020.15 0.

14、0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.015 0.015 0.015 續表續表Q390 ABCDE0.200.200.200.200.201.001.60 1.001.60 1.001.60 1.001.60 1.001.60 0.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400.0350.0300.0250.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20

15、 0.020.20 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.0150.0150.0150.300.300.300.300.300.700.700.700.700.70續表續表Q420 ABCDE0.200.200.200.200.201.001.70 1.001.70 1.001.70 1.001.70 1.001.70 0.550.550.550.550.550.0450.0400.0350.0300.0250.0450.0400

16、.0350.0300.0250.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.0150.0150.0150.400.400.400.400.400.700.700.700.700.70Q460 CDE0.200.200.201.001.70 1.001.70 1.001.70 0.550.550.550.0350.0300.0250.0350.0300.

17、0250.020.20 0.020.20 0.020.20 0.0150.060 0.0150.060 0.0150.060 0.020.20 0.020.20 0.020.20 0.015 0.015 0.015 0.700.700.700.700.700.70牌號 質量等級 拉伸試驗 180彎曲試驗 d=彎心直徑 a=試驗厚度 （直徑） 屈服點(MPa) 抗拉強度 bMpa伸長率 5% 沖擊功（縱向） （J）厚度 （直徑、邊長） mm 15 1635 +20 0 鋼材厚度 (直徑)（mm） 16 16100 Q295 A B295295275275390570 390570 232334d

18、=2a d=2a d=3a d=3a Q345 ABCDE345 345 345 345 345 325 325 325 325 325 470630 470630 470630 470630 470630 21 21 22 22 22 34 34 d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a d=3a d=3a d=3a d=3a d=3a Q390 ABCDE390 390 390390390 370 370 370 370 370490650 490650 490650 490650 490650 19 19 20202034 34 d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a

19、d=3ad=3ad=3ad=3ad=3a續續 表表Q420 ABCDE420 420 420 420 420 380 380 380 380 380 520680 520680 520680 520680 520680 18 18 19 19 193434d=2a d=2a d=2a d=2a d=2a d=3a d=3a d=3a d=3a d=3a Q460 CDE460 460 460 420420420550720 550720 550720 17171734d=2a d=2a d=2a d=3a d=3a d=3a 續續 表表可以分為：可以分為：熱軋鋼筋熱軋鋼筋冷拉鋼筋冷拉鋼筋冷拔低

20、碳鋼絲冷拔低碳鋼絲鋼絞線鋼絞線包括熱軋光圓鋼筋包括熱軋光圓鋼筋(Tab.7.5.6)及熱軋變及熱軋變形鋼筋。形鋼筋。熱軋鋼筋按屈服強度及抗拉強度分為四熱軋鋼筋按屈服強度及抗拉強度分為四個等級個等級。其品種、牌號、力學性能及其應用見下其品種、牌號、力學性能及其應用見下表表7.5.7。牌號牌號 公稱直公稱直徑徑（mm）屈服強屈服強度度s （MPa）抗拉強度抗拉強度b（MPa）伸長率伸長率5(%)冷彎試驗冷彎試驗180d彎心直徑彎心直徑a試樣直徑試樣直徑HRB335 625 2850 33549016 d3a d4aHRB400625 2850 40057014 d4ad5aHRB500625 2850 50063012 d6ad7a級別代號級別代號抗拉強度抗拉強度 b(MPa)不不小于小于 伸長率不小伸長率不小于于(%) 冷彎冷彎180 D彎心直彎心直徑徑 d鋼筋公鋼筋公稱直徑稱直徑 應力松馳應力松馳 com=0.7b 反復反復彎曲彎曲次數次數 10 1001000h (%) 10h (%) CRB550CRB650CRB800CRB970CRB1270 55065080097011708 4444 D=3dD=3dD=3dD=3dD=3d 888