西北工业大学：《建筑工程材料——土木工程材料》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 建筑钢材

属金章二第料材

讲 主 授 教 思 德 张 工 木 土

e第一节钢材的分类 e1.按化学成分分类 ●(1)碳素钢。碳素钢的化学成分主 要是铁,其次是碳,故也称铁一碳合 金。其含碳量为0.02%~2.06%。此 外尚含有极少量的硅、锰和微量的硫 磷等元素。碳素钢按含碳量又可分为 ●低碳钢(含碳量小于0.25%) 中碳钢(含碳量为0.25%~0.60%) ●高碳钢(含碳量大于0.60%

| 第一节 钢材的分类 | 1. 按化学成分分类 | （１）碳素钢。碳素钢的化学成分主 要是铁，其次是碳，故也称铁一碳合 金。其含碳量为0.02％～2.06％。此 外尚含有极少量的硅、锰和微量的硫、 磷等元素。碳素钢按含碳量又可分为： | 低碳钢（含碳量小于0.25％）、 | 中碳钢（含碳量为0.25％～0.60％） | 高碳钢（含碳量大于0.60％）

(2)合金钢。是指在炼钢过程中,有意 识地加入一种或多种能改善钢材性能的合 金元素而制得的钢种。常用合金元素有: 硅、锰、钛、钒、铌、铬等。按合金元素 总含量的不同,合金钢可分为 低合金钢(合金元素总含量小于5%) e中合金钢(合金元素总含量为5%~10%) ●高合金钢(合金元素总含量大于10%)

| （２）合金钢。是指在炼钢过程中，有意 识地加入一种或多种能改善钢材性能的合 金元素而制得的钢种。常用合金元素有： 硅、锰、钛、钒、铌、铬等。按合金元素 总含量的不同，合金钢可分为 | 低合金钢（合金元素总含量小于５％） | 中合金钢（合金元素总含量为５％～10％） | 高合金钢（合金元素总含量大于10％）

2.按冶炼时脱氧程度分类 ●(1)沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行 脱氧,则脱氧不完全。这种钢水浇入锭 模时,会有大量的CO气体从钢水中外 逸,引起钢水呈涕腾状,故称沸腾钢, 代号为“F“。沸腾钢组织不够致密, 成分不太均匀,硫、磷等杂质偏析较严 重,故质量较差。但因其成本低、产量 高,故被广泛用于一般建筑工程

| 2. 按冶炼时脱氧程度分类 | （１）沸腾钢。炼钢时仅加入锰铁进行 脱氧，则脱氧不完全。这种钢水浇入锭 模时，会有大量的ＣＯ气体从钢水中外 逸，引起钢水呈沸腾状，故称沸腾钢， 代号为“Ｆ“ 。沸腾钢组织不够致密， 成分不太均匀，硫、磷等杂质偏析较严 重，故质量较差。但因其成本低、产量 高，故被广泛用于一般建筑工程

(2)镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅 铁和铝锭等作脱氧剂,脱氧完全,且 同时能起去硫作用。这种钢水铸锭时 能平静地充满锭模并冷却凝固,故称 镇静钢,代号为“z”。镇静钢虽成 本较高,但其组织致密,成分均匀, 性能稳定,故质量好。适用于预应力 混凝土等重要的结构工程

|（２）镇静钢。炼钢时采用锰铁、硅 铁和铝锭等作脱氧剂，脱氧完全，且 同时能起去硫作用。这种钢水铸锭时 能平静地充满锭模并冷却凝固，故称 镇静钢，代号为“Ｚ” 。镇静钢虽成 本较高，但其组织致密，成分均匀， 性能稳定，故质量好。适用于预应力 混凝土等重要的结构工程

(3)半镇静钢。脱氧程度介于涕腾钢 和镇静钢之间,为质量较好的钢,其代 号为“b” 。(4)特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度 还要充分彻底的钢,故其质量最好,适 用于特别重要的结构工程,代号为 TZ

| （３）半镇静钢。脱氧程度介于沸腾钢 和镇静钢之间，为质量较好的钢，其代 号为“ｂ” 。 | （４）特殊镇静钢。比镇静钢脱氧程度 还要充分彻底的钢，故其质量最好，适 用 于 特 别 重 要 的 结 构 工 程 ， 代 号 为 “TZ”

e3.按有害杂质含量分类 接钢中有害杂质磷(P)和硫 (S)含量的多少,钢材可分为以 下四类 (1)普通钢。磷含量不大于 0.045%;硫含量不大于0.050%。 (2)优质钢。磷含量不大于 0.035%;硫含量不大于0.035%。 (3)高级优质钢。磷含量不大于 0.025%;硫含量不大于0.015%。 (4)特级优质钢。磷含量不大于 0.025%;硫含量不大于0.015%

| 3. 按有害杂质含量分类 接钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫 （S）含量的多少，钢材可分为以 下四类： （１）普通钢。磷含量不大于 0.045％；硫含量不大于0.050%。 （２）优质钢。 磷含量不大于 0.035%；硫含量不大于0.035%。 （３）高级优质钢。磷含量不大于 0.025%；硫含量不大于0.015%。 （４）特级优质钢。磷含量不大于 0.025%；硫含量不大于0.015%

●第二节钢材的技术性质 e1.抗拉性能 ●抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其 技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉 强度和伸长率。低碳钢(软钢)受拉的应力 应变图能够较好地解释这些重要的技术指 标,见图2-1.低碳钢受拉时的应力一应变 图

| 第二节 钢材的技术性质 | 1. 抗拉性能 | 抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其 技术指标为由拉力试验测定的屈服点、抗拉 强度和伸长率。低碳钢（软钢）受拉的应力 一应变图能够较好地解释这些重要的技术指 标，见图2－１.低碳钢受拉时的应力一应变 图

上 墜 路

(1)屈服点:当试件拉力在OB 范围內时,如卸去拉力,试件能恢 复原状,应力与应变的比值为常数, 因此,该阶段被称为弹性阶段。当 对试件的拉伸进入塑性变形的屈服 阶段BC时,称屈服下限c所对应 的应力为屈服强度或屈服点,记做 0。设计时一般以σ作为强度取值 的依据。对屈服现象不明显的钢材, 规定以0.2%残余变形时的应力o0.2 作为屈服强度

|（１）屈服点：当试件拉力在 ＯＢ 范围内时，如卸去拉力，试件能恢 复原状，应力与应变的比值为常数， 因此，该阶段被称为弹性阶段。当 对试件的拉伸进入塑性变形的屈服 阶段ＢＣ时，称屈服下限Ｃ下所对应 的应力为屈服强度或屈服点，记做 σs。设计时一般以σs作为强度取值 的依据。对屈服现象不明显的钢材， 规定以0.2％残余变形时的应力σ0.2 作为屈服强度