岩土工程师辅导资料：建筑用钢材

　　钢材特点：与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性、韧性好，可以焊接和铆接等优异性能。钢材的主要缺点是易锈蚀、维护费用大，耐火性差，生产能耗大。

　　钢与铁的区别：钢是由生铁冶炼而成。生铁是由铁矿石、焦炭和石灰石等经高温熔炼，从铁矿石中还原生铁而得。钢和铁的主要成分均是铁和碳。含碳量大于2%的为生铁，含碳量小于2%的为钢。

　　含碳量对钢材性能的影响：碳是影响钢材性能的主要元素之一，随着含碳量的增加，其强度和硬度提高，塑性和韧性降低。当含碳量大于0.3%时，钢的可焊性显著降低;当含碳量大于1%时，脆性增大，硬度增加，强度下降。此外，含碳量增加，钢的冷脆性和时效敏感性增大，耐锈蚀性降低。

　　钢材的化学成分：碳、硅、锰、磷、硫。其中钢中的有害成分为磷和硫。

　　2.2钢的分类：

　　(一)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。此外，还含

　　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以分为：

　　低碳钢：含碳量小于0.25%

　　中碳钢：含碳量为0.25%～0.6%

　　高碳钢：含碳量大于0.6%

　　(2)合金钢。合金钢是指在炼钢过程中，有针对性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、钡、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%

　　(二)按钢中有害杂质含量分类

　　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0.025%

　　4.特级优质钢：磷含量不大于0.025%硫含量不大于0.015%

　　(三)按用途分类，

　　根据用途的不同，钢可以分为：

　　1.结构钢：主要用于工程结构构件等。

　　2.工具钢：主要用于各种刀具、量具及模具等。

　　3.特殊性能钢：主要是具有特殊的物理、化学或机械性能的钢，如不锈钢、耐磨钢、

　　耐酸钢等。

　　2.3钢材的技术性质：

　　钢材的技术性质主要包括：力学性能(抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳和硬度等)和工艺性能(冷弯和焊接)两个方面。

　　(1)抗拉性能：

　　低碳钢受拉时应力应变曲线如下图所示：

　　(2)冷弯性能：

　　冷弯性能是以试验时的弯曲角度和弯心直径来表示。冷弯是指将钢材弯曲到规定的角度，检查弯曲处有无裂纹、起层现象以及断裂，如果没有，则认为冷弯性能合格。钢材冷弯时的弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示其冷弯性能越好。

　　(3)焊接性能

　　钢材本身的可焊性，直接影响着焊接质量。在磷、硫含量均小于0.05%情况下，钢材的可焊性主要决定于其含碳量，含碳量小于0.25%的碳素钢具有良好的可焊性，含碳量超过0.3%时，钢材的可焊性变差;硫、磷及气体杂质也会导致钢材的可焊性降低;过量合金元素的加入，同样会影响钢材的可焊性。

　　建筑钢材的主要焊接方法有两种：

　　电弧焊：电弧焊是将金属焊条高温熔化在焊件上，使两部分钢材熔合连成一体。

　　接触对焊：接触对焊是利用电流通过两个焊件的接触面所产生的高温，熔化接触面金属，再对接加压熔合为一体。

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