土木工程材料 8 第七章建筑鋼材

1、土木工程材料土木工程材料 2011.52011.5課題引入課題引入：通過新型建筑（如圖通過新型建筑（如圖7-17-1所示）對鋼材的應(yīng)所示）對鋼材的應(yīng)用，引出本章的主要內(nèi)容用，引出本章的主要內(nèi)容鋼材的冶煉、分類、技術(shù)性鋼材的冶煉、分類、技術(shù)性能、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用以及鋼材的腐蝕與防銹等內(nèi)容。能、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用以及鋼材的腐蝕與防銹等內(nèi)容。圖圖7-1 7-1 國家體育館國家體育館本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容一、鋼材的冶煉與分類一、鋼材的冶煉與分類u鋼、鐵的冶煉與區(qū)別鋼、鐵的冶煉與區(qū)別u鋼材的分類鋼材的分類u二、鋼材的技術(shù)性能二、鋼材的技術(shù)性能u力學(xué)性能力學(xué)性能u工藝性能工藝性能u化學(xué)成分對鋼材性能的化學(xué)成分

2、對鋼材性能的影響影響u熱處理對鋼材性能的影響熱處理對鋼材性能的影響u鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用三、鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用三、鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用u碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼u優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼u低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼u鋼筋和鋼絲鋼筋和鋼絲本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容四、橋梁用鋼與鋼軌用鋼四、橋梁用鋼與鋼軌用鋼u橋梁結(jié)構(gòu)鋼橋梁結(jié)構(gòu)鋼u鋼軌鋼鋼軌鋼五、鋼材的腐蝕與防腐措施五、鋼材的腐蝕與防腐措施u鋼材的腐蝕類型鋼材的腐蝕類型u鋼材的防護鋼材的防護一、鋼和鐵的冶煉一、鋼和鐵的冶煉（一）鐵的冶煉（一）鐵的冶煉定義：鐵通稱生鐵，是由鐵礦石、焦炭和助熔劑定義：鐵通稱生鐵，是由鐵礦

3、石、焦炭和助熔劑（石灰石）在高爐中經(jīng)高溫冶煉，從鐵礦石中還原出（石灰石）在高爐中經(jīng)高溫冶煉，從鐵礦石中還原出來的；來的；冶煉步驟：冶煉步驟：第一節(jié)第一節(jié) 鋼材的冶煉與分類鋼材的冶煉與分類 冶煉鐵礦石鐵水礦碴（二）鋼的冶煉（二）鋼的冶煉 定義：煉鋼就是將生鐵通過平爐、轉(zhuǎn)爐進(jìn)行精煉定義：煉鋼就是將生鐵通過平爐、轉(zhuǎn)爐進(jìn)行精煉，使熔融的鐵水氧化，將碳的含量降低到規(guī)定范，使熔融的鐵水氧化，將碳的含量降低到規(guī)定范圍（小于圍（小于2.11%），并清除有害雜質(zhì)，添加必要的），并清除有害雜質(zhì)，添加必要的合金元素。合金元素。 冶煉步驟：冶煉步驟： 冶煉方法冶煉方法:氧氣轉(zhuǎn)爐法、電爐法和平爐法氧氣轉(zhuǎn)爐法、電爐法和平

4、爐法 冶煉鐵水、鐵塊、廢鋼鋼水礦碴二、鋼與鐵的區(qū)別二、鋼與鐵的區(qū)別 鋼和鐵的主要區(qū)別在于含碳量不同鋼和鐵的主要區(qū)別在于含碳量不同鐵：生鐵的含碳量為鐵：生鐵的含碳量為2.112.116.696.69，并含雜質(zhì)，并含雜質(zhì)較多的鐵碳合金。較多的鐵碳合金。鋼：鋼是以鐵為主要元素，含碳量為鋼：鋼是以鐵為主要元素，含碳量為0.020.022.112.11，并含少量其他元素的鐵碳合金。，并含少量其他元素的鐵碳合金。三、鋼材的分類三、鋼材的分類（一）按化學(xué)成分分類（一）按化學(xué)成分分類 1碳素鋼：主要化學(xué)成分是鐵，其次是碳，故碳素鋼：主要化學(xué)成分是鐵，其次是碳，故也稱碳鋼或鐵碳合金，其含碳量為也稱碳鋼或鐵碳合金

5、，其含碳量為0.02%2.06%。分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼。分為低碳鋼、中碳鋼、高碳鋼 2合金鋼：合金鋼是在煉鋼過程中，為改善鋼合金鋼：合金鋼是在煉鋼過程中，為改善鋼材的性能，特意加入某些合金元素而制得的一種材的性能，特意加入某些合金元素而制得的一種鋼。分為低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼鋼。分為低合金鋼、中合金鋼、高合金鋼（二）按有害雜質(zhì)含量分類（二）按有害雜質(zhì)含量分類 1普通鋼：磷含量普通鋼：磷含量0.045%，硫含量，硫含量0.050%； 2優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量0.035%，硫含量，硫含量0.035%； 3高級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量高級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量0.025%，硫含量，硫含量0.025%

6、； 4特級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量特級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量0.025%，硫含量，硫含量0.015%。（三）按用途分類（三）按用途分類1 1結(jié)構(gòu)鋼：主要用于建筑結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋結(jié)構(gòu)鋼：主要用于建筑結(jié)構(gòu)，如鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼等。混凝土結(jié)構(gòu)用鋼等。2 2工具鋼：主要用于各種刀具、量具及模具的鋼，一工具鋼：主要用于各種刀具、量具及模具的鋼，一般為高碳鋼。般為高碳鋼。3 3特殊鋼：具有特殊的物理、化學(xué)及機械性能的鋼。特殊鋼：具有特殊的物理、化學(xué)及機械性能的鋼。4 4專用鋼：具有專門用途的鋼，如鐵道用鋼、壓力容專用鋼：具有專門用途的鋼，如鐵道用鋼、壓力容器用鋼、建筑裝飾用鋼等。器用鋼、建筑裝飾用鋼等。

7、第二節(jié)第二節(jié) 鋼材的技術(shù)性能鋼材的技術(shù)性能 鋼材的性能主要包括力學(xué)性能鋼材的性能主要包括力學(xué)性能( (抗拉性能、沖抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強度和硬度等擊韌性、疲勞強度和硬度等) )和工藝性能和工藝性能( (冷彎冷彎性能、焊接性能和熱處理性能等性能、焊接性能和熱處理性能等) )兩個方面。兩個方面。一、力學(xué)性能一、力學(xué)性能（一）拉伸性能（一）拉伸性能實驗方法：使用萬能試驗機在試件兩端施加一對緩慢實驗方法：使用萬能試驗機在試件兩端施加一對緩慢增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至增加的拉伸荷載，觀察試件的受力與變形過程，直至被拉斷，如圖被拉斷，如圖7-27-2所示所示 。 低碳鋼受拉時，低碳

8、鋼受拉時，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線可分為四個階段：線可分為四個階段：彈性階段、屈服階段、彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段，強化階段和頸縮階段，見圖見圖7-37-3。 圖圖7-27-2鋼材的拉伸試件鋼材的拉伸試件d0(a)拉伸前L0LA0d1(b)拉伸后L0LA1+L11.1.鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線鋼材應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線應(yīng)變應(yīng)力0AECD高低aBCC圖圖7-3 7-3 低碳鋼單軸拉伸應(yīng)力低碳鋼單軸拉伸應(yīng)力- -應(yīng)變示意圖應(yīng)變示意圖1 1）彈性階段）彈性階段OBOB段段 如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，不產(chǎn)生殘留塑性變形。與A A點相對應(yīng)的

9、應(yīng)力為比例極限；與點相對應(yīng)的應(yīng)力為比例極限；與B B點相對應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性點相對應(yīng)的最大應(yīng)力稱為彈性極限極限 。2 2）屈服階段）屈服階段BCBC段段定義：在定義：在BCBC曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變曲線范圍內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變不成比例，不再是彈性變形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，形，而是產(chǎn)生了塑性變形，應(yīng)變增加的速度大于應(yīng)力增長速度，這一階段稱為屈服階段。這一階段稱為屈服階段。 表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗機上表現(xiàn)為指針不動表現(xiàn)：該階段在材料萬能試驗機上表現(xiàn)為指針不動( (即使加大即使加大送油送油) )或來回窄幅搖動?；騺砘卣鶕u動。3 3）強化階段）強

10、化階段CDCD段段 當(dāng)荷載超過屈服點以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)當(dāng)荷載超過屈服點以后，由于試件內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為構(gòu)發(fā)生變化，抵抗變形能力又重新提高，故稱為強化階段。對應(yīng)于最高點強化階段。對應(yīng)于最高點D D點的應(yīng)力為抗拉強度點的應(yīng)力為抗拉強度，又稱強度極限，又稱強度極限， 用用 表示表示 。4 4）頸縮破壞階段）頸縮破壞階段DEDE段段 過過 D D點后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下點后，材料變形迅速增大，而應(yīng)力反而下降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)降。試件在拉斷前，于薄弱處截面顯著縮小，產(chǎn)生生“頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象”，直至斷裂，如圖，直至斷裂，如圖7-47

11、-4所示。所示。 b圖圖7-4 7-4 鋼材頸縮拉斷示意圖鋼材頸縮拉斷示意圖2.2.主要指標(biāo)主要指標(biāo) 1 1）彈性模量）彈性模量(E)(E)定義：在彈性階段的定義：在彈性階段的OAOA段內(nèi)，應(yīng)力與段內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，應(yīng)變的比值為一常量，稱為彈性模量，用用E E 表示表示 。公式：公式：ta n aE2 2）屈服強度）屈服強度定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點作定義：以屈服階段的最低應(yīng)力點作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服強度或為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服強度或屈服點，用屈服點，用 表示。表示。 公式：公式：0ssFAss 應(yīng)用：應(yīng)用：鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力不得進(jìn)入屈服鋼材在結(jié)構(gòu)中的受力

12、不得進(jìn)入屈服階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中以屈服強度作為鋼材階段，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中以屈服強度作為鋼材設(shè)計強度取值的依據(jù)，施工選材驗收也以設(shè)計強度取值的依據(jù)，施工選材驗收也以屈服強度作為重要的技術(shù)指標(biāo)。屈服強度作為重要的技術(shù)指標(biāo)。 硬鋼性質(zhì)：硬鋼性質(zhì)：中碳鋼與高碳鋼中碳鋼與高碳鋼( (硬鋼硬鋼) )，拉伸，拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線無明顯屈服現(xiàn)象，伸長率小，斷裂時呈脆性破壞，其應(yīng)力應(yīng)長率小，斷裂時呈脆性破壞，其應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖變曲線如圖7-57-5所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉所示。規(guī)范規(guī)定以試件在拉伸過程中產(chǎn)生伸過程中產(chǎn)生0.2%0.2%塑性變形時的應(yīng)力作為塑性變形時的應(yīng)力作為該鋼材的屈

13、服強度，稱為條件屈服強度該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度00.2b圖圖7-5 7-5 硬鋼的應(yīng)力硬鋼的應(yīng)力- -應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線3 3）抗拉強度）抗拉強度 定義：稱強度極限定義：稱強度極限D(zhuǎn) D點對應(yīng)的應(yīng)力點對應(yīng)的應(yīng)力為抗拉強度為抗拉強度公式：公式：b0bbFA4 4）屈強比）屈強比 定義：鋼材的屈服強度與抗拉強定義：鋼材的屈服強度與抗拉強度之比稱為屈強比度之比稱為屈強比公式：公式：=sb屈 強 比5）伸長率）伸長率定義：試件拉斷后有效長度的伸長量與原有效長定義：試件拉斷后有效長度的伸長量與原有效長度的比率。度的比率。 公式：公式：6 6）斷面收縮率）斷面收縮率定義：試件斷口處斷面面積的收索

14、量與原斷面面定義：試件斷口處斷面面積的收索量與原斷面面積的比率。積的比率。 公式：公式：n100100%nLLL010100%AAA（二）沖擊韌性（二）沖擊韌性表示方法：以擺錘沖斷表示方法：以擺錘沖斷V V形缺口試件時，單位面積形缺口試件時，單位面積所消耗的功來表示，如圖所消耗的功來表示，如圖7-67-6所示。所示。公式：公式：()kkAmg HhaAA擺錘試驗臺試件刻度盤和指針試驗臺圖圖7-6 7-6 鋼材沖擊韌性試驗示意圖及試驗機樣圖鋼材沖擊韌性試驗示意圖及試驗機樣圖影響鋼材沖擊韌性的主要影響鋼材沖擊韌性的主要因素因素：化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、：化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、冷作硬化及時效、環(huán)境溫度冷作

15、硬化及時效、環(huán)境溫度等。溫度對沖擊韌性有重大等。溫度對沖擊韌性有重大影響，如圖影響，如圖7-77-7。當(dāng)溫度降。當(dāng)溫度降低到一定程度時，沖擊韌性低到一定程度時，沖擊韌性大幅度下降而使鋼材呈脆性，大幅度下降而使鋼材呈脆性，這一現(xiàn)象稱為冷脆性，這一這一現(xiàn)象稱為冷脆性，這一溫度范圍稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度。溫度范圍稱為脆性轉(zhuǎn)變溫度。試驗溫度，C沖擊韌性,J/cm-20020404080120脆性破壞20-40-60-80-100-120160轉(zhuǎn)變溫度 塑性破壞0圖圖7-7 7-7 溫度對低合金鋼溫度對低合金鋼 沖擊韌性的影響沖擊韌性的影響 （三）硬度（三）硬度 鋼材的硬度是指鋼材抵鋼材的硬度是指鋼材抵抗硬物

16、壓入表面的能力。抗硬物壓入表面的能力。 1.1.布氏硬度（布氏硬度（HBHB） 試驗方法：布氏法是用試驗方法：布氏法是用一定的壓力把淬火鋼球壓一定的壓力把淬火鋼球壓入鋼材表面（如圖入鋼材表面（如圖7-87-8），將壓力除以壓痕面積即，將壓力除以壓痕面積即得到布氏硬度值，用符號得到布氏硬度值，用符號HBHB表示。表示。HBHB越大表示鋼材越大表示鋼材越硬。越硬。F圖圖7-8 7-8 布氏硬度試驗示意圖布氏硬度試驗示意圖2.2.洛氏硬度（洛氏硬度（HRHR） 試驗方法：在洛氏硬度試驗機上，用試驗方法：在洛氏硬度試驗機上，用12001200的金的金剛石圓錐壓頭或淬火鋼球?qū)︿摬倪M(jìn)行壓陷，通過剛石圓錐壓

17、頭或淬火鋼球?qū)︿摬倪M(jìn)行壓陷，通過測量壓痕深度來計算硬度值，用測量壓痕深度來計算硬度值，用HRHR表示。表示。6868F3.3.維氏硬度（維氏硬度（HVHV） 試驗方法：在維氏硬度試驗試驗方法：在維氏硬度試驗機上，用機上，用13601360的金剛石棱錐壓頭的金剛石棱錐壓頭對鋼材進(jìn)行壓陷，如圖對鋼材進(jìn)行壓陷，如圖7-97-9所示，所示，以單位凹陷面積上所承受的壓力以單位凹陷面積上所承受的壓力表示的硬度作為維氏硬度，用表示的硬度作為維氏硬度，用HVHV表示。表示。圖圖7-9 7-9 維氏硬度試驗示意圖維氏硬度試驗示意圖（四）疲勞強度（四）疲勞強度 鋼材在交變荷載的反復(fù)作鋼材在交變荷載的反復(fù)作用下，往

18、往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗用下，往往在應(yīng)力遠(yuǎn)小于其抗拉強度甚至小于屈服強度的情拉強度甚至小于屈服強度的情況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)況下就突然發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。在一象稱為鋼材的疲勞破壞。在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)定條件下，鋼材疲勞破壞的應(yīng)力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而力值隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而降低，如圖降低，如圖7-107-10所示。所示。lgn(n應(yīng)力循環(huán)次數(shù)）應(yīng)力,%02 4 6 8 10 12 14 162018406080 100 120疲勞極限靜力抗拉強度圖圖7-10 7-10 鋼材疲勞強度鋼材疲勞強度 示意圖示意圖二、工藝性能二、工藝性能（一）冷彎性能（一）冷彎性能定義：

19、冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的定義：冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形而不斷裂的能力。能力。試驗要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試試驗要求：鋼材試件繞著指定彎心彎曲至指定角度后，如試件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷件彎曲處的外拱面和兩側(cè)面不出現(xiàn)斷裂、起層現(xiàn)象，即認(rèn)為冷彎合格。如圖彎合格。如圖7-117-11和圖和圖7-127-12所示：所示：(a)彎 曲 準(zhǔn) 備(b)彎 曲 至 a角 度a(c)彎 心 d,彎 曲 180dd0(d)彎 心 0,彎 曲 18002a a）彎曲準(zhǔn)備）彎曲準(zhǔn)備 b b）彎曲至）彎曲至a a角度角度 c c）彎心）

20、彎心d d，彎曲，彎曲1801800 0 d d）彎心）彎心0 0，彎曲，彎曲1801800 0 圖圖7-11 7-11 鋼材的冷彎試驗示意圖鋼材的冷彎試驗示意圖d1800d=31800d=21800d=1800d=0dd 圖圖7-12 7-12 鋼材鋼材按規(guī)定彎心直按規(guī)定彎心直徑冷彎大樣圖徑冷彎大樣圖（二）焊接性能（二）焊接性能可焊性定義：指鋼材在焊接后，所焊部位連接的牢固程度和硬可焊性定義：指鋼材在焊接后，所焊部位連接的牢固程度和硬脆傾向大小的性能。脆傾向大小的性能。影響因素：化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、冷加工、焊接工藝及焊條材影響因素：化學(xué)成分、冶煉質(zhì)量、冷加工、焊接工藝及焊條材料等。料等。注意

21、事項：冷拉鋼筋的焊接應(yīng)在冷拉之前進(jìn)行；焊接部位應(yīng)注意事項：冷拉鋼筋的焊接應(yīng)在冷拉之前進(jìn)行；焊接部位應(yīng)清除鐵銹、熔渣、油污等；應(yīng)盡量避免不同國家的進(jìn)口鋼筋之間清除鐵銹、熔渣、油污等；應(yīng)盡量避免不同國家的進(jìn)口鋼筋之間的焊接或進(jìn)口鋼筋與國產(chǎn)鋼筋之間的焊接。的焊接或進(jìn)口鋼筋與國產(chǎn)鋼筋之間的焊接。二、化學(xué)成分對鋼材性能的影響二、化學(xué)成分對鋼材性能的影響 鋼中除含有主體元素鐵和碳之外，還含有錳、硅、釩、鋼中除含有主體元素鐵和碳之外，還含有錳、硅、釩、鈦等有益元素及硫、磷、氮、氧、氫等有害元素，這些元素鈦等有益元素及硫、磷、氮、氧、氫等有害元素，這些元素對鋼材的性能都有不同程度的影響。對鋼材的性能都有不同程

22、度的影響。（一）碳（一）碳（C C） 隨著含碳量的增加，鋼材的強度隨著含碳量的增加，鋼材的強度增加（含碳量大于增加（含碳量大于1%1%則相反），硬度則相反），硬度提高，塑性、韌性下降，冷脆性增大，提高，塑性、韌性下降，冷脆性增大，可焊性變差，抵抗大氣腐蝕的性能也可焊性變差，抵抗大氣腐蝕的性能也下降，如圖下降，如圖7-13, 7-13, 圖圖7-147-14所示。所示。0應(yīng)變應(yīng)力0.70%C0.55%C0.23%C0.11%C圖圖7-13 7-13 不同含碳量時鋼材拉伸不同含碳量時鋼材拉伸1.1.硅（硅（SiSi） 當(dāng)含硅當(dāng)含硅1%1%以內(nèi)時，能顯著提高鋼材的強度，而對塑性、韌性以內(nèi)時，能顯著提

23、高鋼材的強度，而對塑性、韌性沒有顯著影響。沒有顯著影響。 A A） B B） 圖圖7-147-14含碳量對碳素鋼力學(xué)性能的影響含碳量對碳素鋼力學(xué)性能的影響 含碳量，%抗拉強度，MPa0.2 0.4200 400600 800 1000 120000.6 0.8 1.01.24080120 160200240沖擊韌性，J/cm沖擊韌性抗拉強度硬度圖（a)2含碳量，%0.2 0.450100150 200 25030000.6 0.8 1.01.2102030405060圖（b)硬度伸長率伸長率、斷面收縮率，%0000斷面收縮率2.2.錳（錳（MnMn） 當(dāng)錳的含量在當(dāng)錳的含量在0.8%0.8%1

24、%1%時，可顯著提高鋼材的強度和硬度，而時，可顯著提高鋼材的強度和硬度，而對塑性、韌性沒有顯著影響。對塑性、韌性沒有顯著影響。3.3.釩（釩（V V）、鈦）、鈦(Ti)(Ti)、鈮、鈮(Nb)(Nb) 加入適量的釩、鈦或鈮，能夠改善鋼的組織結(jié)構(gòu)，細(xì)化晶粒，加入適量的釩、鈦或鈮，能夠改善鋼的組織結(jié)構(gòu)，細(xì)化晶粒，提高鋼材的強度和硬度，改善塑性和韌性。提高鋼材的強度和硬度，改善塑性和韌性。1.1.硫硫(S)(S) 硫與鐵化合形成低熔點的夾雜物硫化亞鐵（硫與鐵化合形成低熔點的夾雜物硫化亞鐵（FeSFeS），鋼材在進(jìn)），鋼材在進(jìn)行熱軋加工或焊接加工時硫化亞鐵熔化，致使鋼內(nèi)晶粒脫開，形行熱軋加工或焊接加工

25、時硫化亞鐵熔化，致使鋼內(nèi)晶粒脫開，形成細(xì)微裂縫，鋼材受力后發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。成細(xì)微裂縫，鋼材受力后發(fā)生脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為熱脆性。（三）有害雜質(zhì)（三）有害雜質(zhì)2.2.磷磷(P)(P) 磷顯著地提高了鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度，增加鋼材的冷脆性，磷顯著地提高了鋼材的脆性轉(zhuǎn)變溫度，增加鋼材的冷脆性，降低鋼材的塑性、韌性、冷彎性和可焊性。降低鋼材的塑性、韌性、冷彎性和可焊性。3.3.氮氮(N)(N) 氮可加劇鋼材的時效敏感性和冷脆性，降低可焊性。氮可加劇鋼材的時效敏感性和冷脆性，降低可焊性。4.4.氧氧(O)(O) 氧有促進(jìn)時效傾向的作用，氧化物造成的低熔點亦使鋼的可氧有促進(jìn)時效傾向的作用

26、，氧化物造成的低熔點亦使鋼的可焊性變差。焊性變差。四、熱處理對鋼材性能的影響四、熱處理對鋼材性能的影響定義：熱處理是將鋼材在固態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行加熱、保定義：熱處理是將鋼材在固態(tài)范圍內(nèi)進(jìn)行加熱、保溫和冷卻，從而改變其金相組織和顯微結(jié)構(gòu)組織，溫和冷卻，從而改變其金相組織和顯微結(jié)構(gòu)組織，獲得需要性能的一種綜合工藝。獲得需要性能的一種綜合工藝。處理方式：退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)處理。處理方式：退火、正火、淬火、回火、調(diào)質(zhì)處理。如圖如圖7-157-15。（一）退火（一）退火定義：將鋼材加熱到一定的溫度，并保持一定的時間后，隨定義：將鋼材加熱到一定的溫度，并保持一定的時間后，隨爐緩慢冷卻的熱處理工藝。爐緩

27、慢冷卻的熱處理工藝。作用：降低鋼材的硬度，提高鋼材的塑性和韌性，并能消除作用：降低鋼材的硬度，提高鋼材的塑性和韌性，并能消除冷加工、熱加工或熱處理所形成的內(nèi)應(yīng)力。冷加工、熱加工或熱處理所形成的內(nèi)應(yīng)力。圖圖7-15 7-15 鋼材熱處理工藝示意圖鋼材熱處理工藝示意圖0時間溫度回火淬火正火退火保溫保溫（二）正火（二）正火定義：正火是退火的一種特例，正定義：正火是退火的一種特例，正火在空氣中冷卻。火在空氣中冷卻。作用：提高鋼材的塑性和韌性，消作用：提高鋼材的塑性和韌性，消除鋼材在熱軋過程中造成的組織不均除鋼材在熱軋過程中造成的組織不均勻和內(nèi)應(yīng)力。勻和內(nèi)應(yīng)力。（三）淬火（三）淬火定義：將鋼材加熱到相變

28、臨界點以上，保溫后放入水、油或其定義：將鋼材加熱到相變臨界點以上，保溫后放入水、油或其他介質(zhì)中快速冷卻。他介質(zhì)中快速冷卻。作用：顯著提高鋼材的硬度和耐磨性。作用：顯著提高鋼材的硬度和耐磨性。（四）回火（四）回火定義：將鋼材加熱到相變溫度以下，保溫后在空氣中冷卻的處定義：將鋼材加熱到相變溫度以下，保溫后在空氣中冷卻的處理工藝。理工藝。作用：消除鋼材的內(nèi)應(yīng)力，降低其硬度和脆性。作用：消除鋼材的內(nèi)應(yīng)力，降低其硬度和脆性。（五）調(diào)質(zhì)處理（五）調(diào)質(zhì)處理定義：淬火高溫回火定義：淬火高溫回火作用：使鋼材具有很高的強度，又具有一定的塑性和韌性。作用：使鋼材具有很高的強度，又具有一定的塑性和韌性。（一）概念（一

29、）概念 定義：將鋼材在常溫下進(jìn)行強力的拉或壓，使之超過屈服，定義：將鋼材在常溫下進(jìn)行強力的拉或壓，使之超過屈服，產(chǎn)生一定的塑性變形，以達(dá)到提高其機械強度和鋼材利用率（同產(chǎn)生一定的塑性變形，以達(dá)到提高其機械強度和鋼材利用率（同時降低塑性和韌性）的加工方法，稱為鋼材的冷加工；包括冷加時降低塑性和韌性）的加工方法，稱為鋼材的冷加工；包括冷加工強化和冷加工時效。工強化和冷加工時效。五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用五、鋼材冷加工技術(shù)及應(yīng)用1 1冷加工強化冷加工強化 定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會發(fā)定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若立即再拉伸，會發(fā)現(xiàn)屈服點明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這

30、現(xiàn)屈服點明顯提高，而塑性、韌性和彈性模量明顯降低，這種現(xiàn)象稱為冷加工強化；種現(xiàn)象稱為冷加工強化； 如圖如圖7-167-16曲線曲線 對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所示。示。O BCD應(yīng)變應(yīng)力0ADCBDCB0OACD - 冷拉前關(guān)系曲線OBCD - 冷拉后關(guān)系曲線OBCD- 冷拉及時效后關(guān)系曲線圖圖7-16 7-16 鋼材冷拉時效強化示意圖鋼材冷拉時效強化示意圖2 2冷加工時效冷加工時效 定義：鋼材經(jīng)冷加定義：鋼材經(jīng)冷加工（冷拉）后，若放置工（冷拉）后，若放置一段時間，會發(fā)現(xiàn)屈服一段時間，會發(fā)現(xiàn)屈服強度進(jìn)一步提高、極限強度進(jìn)一步提高、極限抗拉強度也提高，塑性抗拉強度也提高，塑性

31、和韌性進(jìn)一步降低、彈和韌性進(jìn)一步降低、彈性模量得到一定恢復(fù)的性模量得到一定恢復(fù)的現(xiàn)象稱為冷加工時效；現(xiàn)象稱為冷加工時效； 如圖如圖7-16 7-16 曲線對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變曲線對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線所示。關(guān)系曲線所示。O BCD（二）應(yīng)用（二）應(yīng)用 常利用冷加工、時效作用來提高其強度，增加鋼常利用冷加工、時效作用來提高其強度，增加鋼材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、材的品種規(guī)格，節(jié)約鋼材。常見的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷軋等。冷拔、冷軋等。1.1.冷拉冷拉定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長至超過屈服定義：將鋼筋用拉伸設(shè)備在常溫下拉長至超過屈服點某處，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后緩慢卸

32、去荷點某處，使之產(chǎn)生一定的塑性變形，然后緩慢卸去荷載的加工方式。載的加工方式。作用：通過冷拉，能使鋼筋的強度提高，長度增加，作用：通過冷拉，能使鋼筋的強度提高，長度增加，從而達(dá)到矯直、除銹、節(jié)約鋼材的目的。從而達(dá)到矯直、除銹、節(jié)約鋼材的目的。2.2.冷拔冷拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔定義：在常溫下將鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲模孔強行拉拔，如圖絲?？讖娦欣?，如圖7-177-17所示。所示。作用：提高鋼材的屈服強度。作用：提高鋼材的屈服強度。拔模鋼 筋 圖圖7-17 7-17 冷拔加工示意圖冷拔加工示意圖3.3.冷軋冷軋工藝：將圓鋼在軋鋼機上軋成刻痕。工藝：將圓鋼在軋鋼機上軋成刻痕。作用：增大

33、鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。作用：增大鋼筋與混凝土間的黏結(jié)力。第三節(jié)鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用第三節(jié)鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用 目前，我國用于建筑工程和鐵道工程的建筑鋼材主要有碳目前，我國用于建筑工程和鐵道工程的建筑鋼材主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼三大類素結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼三大類一、碳素結(jié)構(gòu)鋼一、碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋板、管、帶、型、碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋板、管、帶、型、棒材等。棒材等。（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服強度的字母表示方法：碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服強度的字母Q Q、屈服、屈服

34、強度特征值、質(zhì)量等級符號強度特征值、質(zhì)量等級符號(A(A、B B、C C、D)D)、脫氧程度符號、脫氧程度符號(F(F、b b、Z Z、TZ)TZ)四個部分按順序組成。四個部分按順序組成。示例：示例： Q235-A Q235-AF F，表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼是屈服強度為，表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼是屈服強度為235MPa235MPa的的A A級沸騰鋼；級沸騰鋼；Q235-CQ235-C，表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼是屈服強度，表示此碳素結(jié)構(gòu)鋼是屈服強度為為235MPa235MPa的的C C級鎮(zhèn)靜鋼。級鎮(zhèn)靜鋼。（二）碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 各牌號的碳素結(jié)構(gòu)鋼均應(yīng)符合各牌號的碳素結(jié)構(gòu)鋼均應(yīng)符合碳素結(jié)構(gòu)

35、鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼(GB/T 700(GB/T 7002006)2006)的規(guī)定，其力學(xué)性能見表的規(guī)定，其力學(xué)性能見表7-27-2，冷彎性能見表，冷彎性能見表7-37-3。（表見教材）（表見教材）（三）碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用（三）碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 Q195 Q195和和Q215Q215鋼的強度低，塑性、韌性很好，易于冷加工，鋼的強度低，塑性、韌性很好，易于冷加工，可制作冷拔低碳鋼絲、鐵釘、鉚釘、螺栓?？芍谱骼浒蔚吞间摻z、鐵釘、鉚釘、螺栓。 Q235 Q235具有較高的強度和良好的塑性、韌性、可焊性和冷加具有較高的強度和良好的塑性、韌性、可焊性和冷加工性能，能較好地滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼要工性

36、能，能較好地滿足一般鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼要求。求。 Q275 Q275強度雖高，但塑性、韌性和可焊性較差，加工難度增強度雖高，但塑性、韌性和可焊性較差，加工難度增大，可用于結(jié)構(gòu)中的配件、螺栓配件、預(yù)應(yīng)力錨具等。大，可用于結(jié)構(gòu)中的配件、螺栓配件、預(yù)應(yīng)力錨具等。二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼二、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋板、管、帶、型、碳素結(jié)構(gòu)鋼指一般結(jié)構(gòu)鋼和工程用熱軋板、管、帶、型、棒材等。棒材等。（一）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號（一）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號是由兩位數(shù)字和字母兩表示方法：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號是由兩位數(shù)字和字母兩部分組成。兩位數(shù)字表示平均碳

37、含量的萬分?jǐn)?shù)；字母分別部分組成。兩位數(shù)字表示平均碳含量的萬分?jǐn)?shù)；字母分別表示錳含量、冶金質(zhì)量等級、脫氧程度。表示錳含量、冶金質(zhì)量等級、脫氧程度。示例：示例：15F15F號鋼表示平均碳含量為號鋼表示平均碳含量為0.15%0.15%、普通錳含量的優(yōu)、普通錳含量的優(yōu)質(zhì)沸騰鋼；質(zhì)沸騰鋼；45Mn45Mn號鋼表示平均碳含量為號鋼表示平均碳含量為0.45%0.45%、較高錳含量、較高錳含量的優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼。的優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)靜鋼。（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)性能應(yīng)符合優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)性能應(yīng)符合(GB/T 699-1999)(GB/T 699-1999)的的規(guī)定。

38、規(guī)定。 （表見教材）（表見教材）（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在工程中適用于高強度、高硬度、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼在工程中適用于高強度、高硬度、受強烈沖擊荷載作用的部位和作冷拔坯料等。受強烈沖擊荷載作用的部位和作冷拔坯料等。三、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼三、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼 低合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入總低合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上，加入總量不超過鋼質(zhì)量量不超過鋼質(zhì)量5%5%的錳的錳(Mn)(Mn)、硅、硅(Si)(Si)、釩、釩(V)(V)、鈦、鈦(Ti)(Ti)、鈮鈮(Nb)(Nb)、鉻、鉻(Cr)(Cr)、鎳、鎳(Ni)(Ni)、銅、銅(Cu)(

39、Cu)等合金元素或稀土等合金元素或稀土元素元素(RE)(RE)而成的。加入合金元素后，可使其強度、塑而成的。加入合金元素后，可使其強度、塑性、耐腐蝕性、耐磨性、低溫沖擊韌性等性能得到顯性、耐腐蝕性、耐磨性、低溫沖擊韌性等性能得到顯著提高和改善。著提高和改善。（一）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號（一）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的牌號表示方法：由代表屈服點的字母表示方法：由代表屈服點的字母(Q)(Q)、屈服點的數(shù)值、屈服點的數(shù)值(MPa)(MPa)和質(zhì)和質(zhì)量等級量等級(A(A、B B、C C、D D、E)E)符號三部分組成。符號三部分組成。示例：示例：Q345CQ345C表示屈服點為表示屈服點為345Mpa,3

40、45Mpa,質(zhì)量等級為質(zhì)量等級為C C級的低合金高強級的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。度結(jié)構(gòu)鋼。（二）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 各牌號的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見表各牌號的低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，見表7-57-5、7-67-6、7-77-7。 （表見教材）（表見教材）（三）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用（三）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)用 低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重鋼筋，廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)

41、構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及大柱網(wǎng)結(jié)構(gòu)等。四、鋼筋和鋼絲四、鋼筋和鋼絲 鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶鋼筋的主要品種有熱軋鋼筋、冷拉鋼筋、冷軋帶肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳肋鋼筋、熱處理鋼筋等。鋼絲的主要品種有冷拔低碳鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。鋼絲、預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲、鋼絞線等。（一）熱軋鋼筋（一）熱軋鋼筋 根據(jù)鋼筋的表面特征將熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和根據(jù)鋼筋的表面特征將熱軋鋼筋分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋。帶肋鋼筋。1.1.鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋牌號：牌號： HPB235 HPB235、HPB300HP

42、B300兩個牌號兩個牌號符號意義：符號意義： H H、P P、B B分別為熱軋分別為熱軋( Hot rolled)( Hot rolled)、光、光圓圓(Plain)(Plain)、鋼筋、鋼筋(Bars)3(Bars)3個詞的英文首位字母，后面?zhèn)€詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強度特征值。的數(shù)值代表鋼筋的屈服強度特征值。2.2.熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋 帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和帶肋鋼筋分為月牙肋鋼筋和等高肋鋼筋，見圖等高肋鋼筋，見圖7-187-18。b)等高肋鋼筋a)月牙肋鋼筋圖圖7-18 7-18 帶肋鋼筋帶肋鋼筋牌號：熱軋帶肋鋼筋分為牌號：熱軋帶肋鋼筋分為HRB335HRB335

43、、HRB400HRB400、HRB500HRB500、HRBF335HRBF335、HRBF400HRBF400、HRBF500HRBF500六個牌號六個牌號. .符號意義：符號意義：H H表示熱軋表示熱軋(hot rolled)(hot rolled)，R R表示帶肋表示帶肋(ribbed)(ribbed)，B B表示鋼筋表示鋼筋(bars)(bars)，F(xiàn) F表示細(xì)（表示細(xì)（FineFine）4 4個詞個詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強度特的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的屈服強度特征值。征值。3.3.熱軋鋼筋的選用熱軋鋼筋的選用 光圓鋼筋：廣泛用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；光圓鋼

44、筋：廣泛用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；HRB335HRB335和和HRB400HRB400帶肋鋼筋：廣泛用作大、中型鋼筋混帶肋鋼筋：廣泛用作大、中型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；凝土結(jié)構(gòu)的受力鋼筋；HRB500HRB500帶肋鋼筋：強度高，但塑性和焊接性較差，適帶肋鋼筋：強度高，但塑性和焊接性較差，適宜用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。宜用作預(yù)應(yīng)力鋼筋。（二）冷軋帶肋鋼筋（二）冷軋帶肋鋼筋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋工藝：冷軋帶肋鋼筋是用低碳鋼熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或后，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的二面或三面橫肋的鋼筋，見圖三面橫肋的鋼筋，見圖7-197-19。牌號：

45、牌號：CRB550CRB550、CRB650CRB650、CRB800CRB800、CRB970CRB970四個牌號。四個牌號。符號意義：符號意義：C C、R R、B B分別為冷軋分別為冷軋(Cold rolled)(Cold rolled)、帶、帶肋肋(Ribbed)(Ribbed)、鋼筋、鋼筋(Bar)(Bar)三個詞的英文首位字母，三個詞的英文首位字母，后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強度最小值。后面的數(shù)值代表鋼筋的抗拉強度最小值。(a)二面肋(b)三面肋（三）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理（三）預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋鋼筋工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用熱處理鋼筋是由熱軋螺紋鋼筋（即普

46、通熱軋中碳是由熱軋螺紋鋼筋（即普通熱軋中碳低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處低合金鋼筋）經(jīng)淬火和回火等調(diào)質(zhì)處理制成的螺紋鋼筋。理制成的螺紋鋼筋。用途：主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁用途：主要用于預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁軌枕，還用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊軌枕，還用于預(yù)應(yīng)力梁、板結(jié)構(gòu)及吊車梁等。車梁等。（四）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲（四）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)工藝：預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力碳素結(jié)構(gòu)鋼盤條，經(jīng)冷拉或消除應(yīng)力等處理后制成的高強度鋼絲。等處理后制成的高強度鋼絲。a a）二面肋）二面肋 b b）三面肋）三面肋c c）冷軋帶肋鋼筋實物圖）冷軋帶肋鋼筋實物

47、圖 圖圖7-19 7-19 冷軋帶肋鋼筋橫截面上冷軋帶肋鋼筋橫截面上月牙肋分布情況月牙肋分布情況分類：分類：用途：主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊車用途：主要用于大跨度屋架及薄腹梁、大跨度吊車梁、橋梁、軌枕、壓力管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。梁、橋梁、軌枕、壓力管道等預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。PHI冷拉鋼絲(代號WCD)按加工狀態(tài)分低松弛鋼絲(代號WLR)消除應(yīng)力鋼絲普通松弛鋼絲(代號WNR)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲分類光圓鋼絲（代號 ）按外形分 螺旋肋鋼絲（代號 ）刻痕鋼絲（代號 ）（五）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線（五）預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線工藝：以數(shù)根優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲經(jīng)絞捻和消除內(nèi)工藝：以數(shù)根優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼絲

48、經(jīng)絞捻和消除內(nèi)應(yīng)力的熱處理而制成。應(yīng)力的熱處理而制成。分類分類 ：按結(jié)構(gòu)分為五類，其代號為：按結(jié)構(gòu)分為五類，其代號為：1 12 2（用兩根（用兩根鋼絲捻制）、鋼絲捻制）、1 13 3（用三根鋼絲捻制）、（用三根鋼絲捻制）、1 13I3I（用三（用三根刻痕鋼絲捻制）、根刻痕鋼絲捻制）、1 17 7（用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)（用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型）、型）、(1(17)C7)C（用七根鋼絲捻制又經(jīng)模拔），如圖（用七根鋼絲捻制又經(jīng)模拔），如圖7-7-2020所示。所示。標(biāo)示：產(chǎn)品標(biāo)記是由預(yù)應(yīng)力鋼絞線、結(jié)構(gòu)代號、公標(biāo)示：產(chǎn)品標(biāo)記是由預(yù)應(yīng)力鋼絞線、結(jié)構(gòu)代號、公稱直徑、抗拉強度級別、標(biāo)準(zhǔn)號五部分組成。稱直徑、

49、抗拉強度級別、標(biāo)準(zhǔn)號五部分組成。示例：預(yù)應(yīng)力鋼絞線示例：預(yù)應(yīng)力鋼絞線1 17-15.20-1860-GB/T 5224-7-15.20-1860-GB/T 5224-20032003，表示預(yù)應(yīng)力鋼絞線是用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型，表示預(yù)應(yīng)力鋼絞線是用七根鋼絲捻制的標(biāo)準(zhǔn)型鋼絞線，其公稱直徑為鋼絞線，其公稱直徑為15.20mm15.20mm，抗拉強度為，抗拉強度為1860MPa1860MPa，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 5224-2003GB/T 5224-2003。a a）1 17 7鋼絞線及截面示意圖鋼絞線及截面示意圖 b b）鋼絞線實物圖）鋼絞線實物圖 圖圖7-20 7-20 鋼絞線示意圖鋼絞

50、線示意圖【案例案例7-17-1】鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜鋼絞線用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土梁和橋梁斜拉索，如圖拉索，如圖7-217-21所示。所示。圖圖7-21 7-21 鋼絞線的工程應(yīng)用實例鋼絞線的工程應(yīng)用實例第四節(jié)第四節(jié) 橋梁用鋼與鋼軌用鋼橋梁用鋼與鋼軌用鋼 一、橋梁結(jié)構(gòu)鋼一、橋梁結(jié)構(gòu)鋼（一）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的牌號（一）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的牌號牌號意義：由代表屈服點的字母牌號意義：由代表屈服點的字母“Q Q”、屈服點數(shù)值、屈服點數(shù)值、橋梁鋼的漢語拼音字母橋梁鋼的漢語拼音字母“q q”、質(zhì)量等級符號、質(zhì)量等級符號4 4部分組部分組成。成。 示例：例如：示例：例如：Q345qCQ345qC代表屈服點為代

51、表屈服點為345MPa345MPa、質(zhì)量等級、質(zhì)量等級為為C C級的橋梁鋼。級的橋梁鋼。（二）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的類型和規(guī)格（二）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的類型和規(guī)格1.1.鋼板鋼板表示方法：用符號表示方法：用符號“”表示。表示。示例：例如示例：例如200200121210001000表示板寬表示板寬200mm200mm，厚度，厚度12mm12mm，長度，長度1000mm1000mm。2.2.型鋼型鋼類型：常用的型鋼有工字鋼、類型：常用的型鋼有工字鋼、H H型鋼、型鋼、T T型鋼、槽鋼、型鋼、槽鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼等，如圖等邊角鋼、不等邊角鋼等，如圖7-227-22。表示方法：表示方法： 100 100 12

52、GB/T 714-2008Q235-C GB/T 700-2006型鋼規(guī)格 型鋼標(biāo)準(zhǔn)號型鋼名稱例如：熱軋等邊角鋼原材牌號 原材標(biāo)準(zhǔn)號（a）工字鋼高度腿寬腰厚腰厚腹板厚高度高度腿寬翼緣寬邊寬短邊寬邊寬長邊寬（b）槽鋼（c）H型鋼（d）等邊角鋼（e）不等邊角鋼翼緣厚厚度厚度a a）工字鋼）工字鋼 b b）槽鋼）槽鋼 c c）H H型鋼型鋼 d d）等邊角鋼）等邊角鋼 e e）不等邊角鋼）不等邊角鋼 圖圖7-22 7-22 型鋼斷面示意圖型鋼斷面示意圖1 1）工字鋼）工字鋼規(guī)格：以規(guī)格：以“腰高腰高腿寬腿寬腰厚腰厚”（mmmm）表示，或用）表示，或用“腰高腰高”（cmcm）表示。）表示。3 3）槽鋼

53、）槽鋼規(guī)格：規(guī)格以規(guī)格：規(guī)格以“腰高腰高腿寬腿寬腰厚腰厚”（mmmm）或）或“腰高腰高”（cmcm）表示。表示。2 2）H H型鋼和型鋼和T T型鋼型鋼分類：分類：H H型鋼分為寬翼緣（型鋼分為寬翼緣（HWHW）、中翼緣（）、中翼緣（HMHM）、窄）、窄翼緣翼緣H H型鋼（型鋼（HNHN）、薄壁）、薄壁H H型鋼（型鋼（HTHT）四種。）四種。 規(guī)格：用規(guī)格：用“代號代號 腹板高腹板高翼板寬翼板寬腹板厚腹板厚翼板厚翼板厚”（mmmm）表示，或用）表示，或用“代號代號 腹板高腹板高翼板寬翼板寬”表示表示 。示例：例如：示例：例如：HM150HM150100100表示中翼緣表示中翼緣H H型鋼的腹

54、板高型鋼的腹板高為為150mm150mm，翼板寬度為，翼板寬度為100mm100mm。T T型鋼：由型鋼：由H H型鋼剖分而成，分為寬翼緣（型鋼剖分而成，分為寬翼緣（TWTW）、中翼）、中翼緣（緣（TMTM）和窄翼緣（）和窄翼緣（TNTN）型三種。）型三種。 4 4）角鋼）角鋼規(guī)格：等邊角鋼的兩個邊寬相等，規(guī)格用規(guī)格：等邊角鋼的兩個邊寬相等，規(guī)格用 “邊寬邊寬厚度厚度”（mmmm）或）或“邊寬邊寬”（cmcm）表示）表示 。 不等邊角鋼的兩個邊寬不相等，規(guī)格用不等邊角鋼的兩個邊寬不相等，規(guī)格用“長邊寬長邊寬短邊寬短邊寬厚度厚度”（mmmm）或）或“長邊寬長邊寬/ /短邊寬短邊寬”（cmcm）表

55、示）表示 示例：示例：1001001212表示邊寬表示邊寬100mm100mm、厚度、厚度12mm12mm的等邊角鋼。的等邊角鋼。 L100 L10080801010表示長邊寬表示長邊寬100mm100mm、短邊寬為、短邊寬為80mm80mm、厚、厚度度10mm10mm的不等邊角鋼。的不等邊角鋼。 （三）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的特點及應(yīng)用（三）橋梁結(jié)構(gòu)鋼的特點及應(yīng)用 Q235qQ235q鋼：是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，可焊性好，是專用于焊接橋梁鋼：是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，可焊性好，是專用于焊接橋梁的鋼。的鋼。Q345qQ345q和和Q370qQ370q鋼：具有良好的綜合機械性能，不僅強度較高，鋼：具有良好的綜合機械性能，

56、不僅強度較高，而且塑性、韌性、可焊性等都較好，是建造鋼梁主體結(jié)構(gòu)的基而且塑性、韌性、可焊性等都較好，是建造鋼梁主體結(jié)構(gòu)的基本鋼材。本鋼材。Q420qQ420q鋼鋼: :強度、塑性、韌性和可焊性均很好，并具有較小的強度、塑性、韌性和可焊性均很好，并具有較小的冷脆性和時效敏感性。冷脆性和時效敏感性?！景咐咐?-27-2】: :南京長江大橋主要是使用南京長江大橋主要是使用Q345qQ345q鋼建造的；鋼建造的；蕪湖長江大橋鋼梁是使用蕪湖長江大橋鋼梁是使用Q370qQ370q鋼建造的；鋼建造的；Q420qQ420q鋼用于九江鋼用于九江長江大橋橋梁結(jié)構(gòu)中。長江大橋橋梁結(jié)構(gòu)中。二、鋼軌鋼二、鋼軌鋼（一）鋼軌的基本要求（一）鋼軌的基本要求1.1.足夠的強度和耐磨性。足夠的強度和耐磨性。2.2.較高的抗疲勞強度和沖擊韌性較高的抗疲勞強度和沖擊韌性3.3.一定的彈性一定的彈性4.4.良好的可焊性良好的可焊性5.5.光滑的頂面光滑的頂面6.6.高速鐵路鋼軌的高平直度高速鐵路鋼軌的高平直度（二）鋼軌長度及允許偏差（二）鋼軌長度及允許偏差類型：我國主要有類型：我國主要有38kg/m 38kg/m 、43kg/m43kg/m