巖土工程師輔導(dǎo)資料：建筑用鋼材

　　鋼材特點：與非金屬材料相比，具有品質(zhì)均勻穩(wěn)定、強(qiáng)度高、塑性、韌性好，可以焊接和鉚接等優(yōu)異性能。鋼材的主要缺點是易銹蝕、維護(hù)費用大，耐火性差，生產(chǎn)能耗大。

　　鋼與鐵的區(qū)別：鋼是由生鐵冶煉而成。生鐵是由鐵礦石、焦炭和石灰石等經(jīng)高溫熔煉，從鐵礦石中還原生鐵而得。鋼和鐵的主要成分均是鐵和碳。含碳量大于2%的為生鐵，含碳量小于2%的為鋼。

　　含碳量對鋼材性能的影響：碳是影響鋼材性能的主要元素之一，隨著含碳量的增加，其強(qiáng)度和硬度提高，塑性和韌性降低。當(dāng)含碳量大于0.3%時，鋼的可焊性顯著降低;當(dāng)含碳量大于1%時，脆性增大，硬度增加，強(qiáng)度下降。此外，含碳量增加，鋼的冷脆性和時效敏感性增大，耐銹蝕性降低。

　　鋼材的化學(xué)成分：碳、硅、錳、磷、硫。其中鋼中的有害成分為磷和硫。

　　2.2鋼的分類：

　　(一)按化學(xué)成分分類

　　(1)碳素鋼。碳素鋼的化學(xué)成分主要是鐵，其次是碳，故也稱鐵一碳合金。此外，還含

　　有極少量的硅、錳和微量的硫、磷等元素。碳素鋼按含碳量又可以分為：

　　低碳鋼：含碳量小于0.25%

　　中碳鋼：含碳量為0.25%～0.6%

　　高碳鋼：含碳量大于0.6%

　　(2)合金鋼。合金鋼是指在煉鋼過程中，有針對性地加入一種或多種能改善鋼材性能

　　的合金元素而制得的鋼種。常用合金元素有硅、錳、鈦、鋇、鈮、鉻等。按合金元素總含

　　量的不同，合金鋼可分為：

　　低合金鋼：合金元素總含量小于5%

　　中合金鋼：合金元素總含量為(5～10)%

　　高合金鋼：合金元素總含量大于10%

　　(二)按鋼中有害雜質(zhì)含量分類

　　1.普通鋼：磷含量不大于0.045%硫含量不大于0.050%

　　2.優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.035%硫含量不大于0.035%

　　3.高級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.025%硫含量不大于0.025%

　　4.特級優(yōu)質(zhì)鋼：磷含量不大于0.025%硫含量不大于0.015%

　　(三)按用途分類，

　　根據(jù)用途的不同，鋼可以分為：

　　1.結(jié)構(gòu)鋼：主要用于工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件等。

　　2.工具鋼：主要用于各種刀具、量具及模具等。

　　3.特殊性能鋼：主要是具有特殊的物理、化學(xué)或機(jī)械性能的鋼，如不銹鋼、耐磨鋼、

　　耐酸鋼等。

　　2.3鋼材的技術(shù)性質(zhì)：

　　鋼材的技術(shù)性質(zhì)主要包括：力學(xué)性能(抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞和硬度等)和工藝性能(冷彎和焊接)兩個方面。

　　(1)抗拉性能：

　　低碳鋼受拉時應(yīng)力應(yīng)變曲線如下圖所示：

　　(2)冷彎性能：

　　冷彎性能是以試驗時的彎曲角度和彎心直徑來表示。冷彎是指將鋼材彎曲到規(guī)定的角度，檢查彎曲處有無裂紋、起層現(xiàn)象以及斷裂，如果沒有，則認(rèn)為冷彎性能合格。鋼材冷彎時的彎曲角度越大，彎心直徑越小，則表示其冷彎性能越好。

　　(3)焊接性能

　　鋼材本身的可焊性，直接影響著焊接質(zhì)量。在磷、硫含量均小于0.05%情況下，鋼材的可焊性主要決定于其含碳量，含碳量小于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性，含碳量超過0.3%時，鋼材的可焊性變差;硫、磷及氣體雜質(zhì)也會導(dǎo)致鋼材的可焊性降低;過量合金元素的加入，同樣會影響鋼材的可焊性。

　　建筑鋼材的主要焊接方法有兩種：

　　電弧焊：電弧焊是將金屬焊條高溫熔化在焊件上，使兩部分鋼材熔合連成一體。

　　接觸對焊：接觸對焊是利用電流通過兩個焊件的接觸面所產(chǎn)生的高溫，熔化接觸面金屬，再對接加壓熔合為一體。

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