建筑材料-钢材-钢材基本性能

钢材的力学性能标准
钢材作为一种常见的建筑材料，其力学性能标准对于保障建筑结构的安全和稳定起着至关重要的作用。

力学性能标准包括了许多方面，如强度、韧性、硬度、塑性等，下面将对钢材的力学性能标准进行详细介绍。

首先，钢材的强度是衡量其抗拉、抗压、抗弯等方面性能的重要指标。

钢材的拉伸强度是指在拉伸试验中材料发生破坏前的最大抗拉应力，而压缩强度和弯曲强度分别是材料在受压和受弯试验中的最大抗压应力和抗弯应力。

这些强度指标直接影响着材料在实际工程中的使用性能，因此在制定力学性能标准时需要对这些指标进行严格的控制和测试。

其次，钢材的韧性是指材料在受力过程中能够吸收较大的能量而不发生断裂的能力。

韧性指标包括冲击韧性和断裂韧性两个方面。

冲击韧性是指材料在受冲击载荷作用下能够吸收的能量，而断裂韧性则是指材料在受静载荷作用下能够抵抗断裂的能力。

这些韧性指标对于钢材在受到外部冲击或载荷时的抗破坏能力起着至关重要的作用，因此也需要在力学性能标准中进行详细规定和测试。

此外，钢材的硬度和塑性也是其力学性能标准中重要的指标之一。

硬度是指材料抵抗划痕或压痕的能力，常用的硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度等。

而塑性则是指材料在受力作用下发生形变的能力，包括延展性、收缩性等指标。

这些指标直接影响着钢材在加工和使用过程中的性能表现，因此也需要在力学性能标准中进行详细规定和测试。

综上所述，钢材的力学性能标准涵盖了强度、韧性、硬度、塑性等多个方面的指标，这些指标直接影响着钢材在实际工程中的使用性能。

因此，在制定和执行力学性能标准时，需要对这些指标进行严格的控制和测试，以确保钢材在工程中的安全可靠性和稳定性。

常用建筑钢材主要技术性能指标一、碳素结构钢碳素结构钢主要轧制成型材(圆、方、扁、工、槽、角等钢材)、异型型钢(轻轨、窗框钢、汽车轮轮辋钢等)和钢板，用于厂房、桥梁、船舶、建筑及工程结构。

这类钢材一般不需热处理即可直接使用。

碳素结构钢的力学、工艺性能及化学成分指标应符合表10-2、表10-3和表l0-4的规定。

表10-2 碳素结构钢的力学性能表10-3 碳素结构钢的冷弯性能注：B为试样宽度，a为钢材厚度(直径)。

表l0-4 碳素结构钢化学成分Q235A 0.14～0.30～0.30.050 0.045 F.b，ZB 0.12～0.30～0.045C ≤0.18 0.34～0.040 0.040 ZD ≤0.17 0.035 0.035 TZQ255 A 0.18～0.47～0.3 0.050 0.045 F.b.ZB 0.045Q75 0.28～0.50～O.35 0.050 0.045 Z二、常用建筑钢筋按生产工艺、性能和用途的不同，常用建筑钢筋可分为热轧光面圆钢筋、热轧带肋钢筋、低碳热轧网缸条钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋等。

1．热轧光向圆钢筋经热轧成型并自然冷却的成品为表面光圆的钢筋(见图10-1)，称为热轧光面圆钢筋。

按其供应方式又可分为热轧直条光圆钢筋(直径为8～20mm)和热轧圆盘条钢筋(直径为5.5～14mm)。

图10-1 光圆钢筋截面形态I级钢筋足用Q235号钢轧制而成，是低强度钢筋，蝮性好，伸长率大，便于弯折成型，焊接性好，广泛用于普通钢筋t昆凝土构件中。

圆钢盘条可用作中小型构件的受力筋或构造筋，还可加工成冷拔低碳钢丝及冷轧钢筋等。

(I)钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋的力学、工艺性能见表10-5，牌号及化学成分见表10-6。

表10-5 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋力学工艺性能表10-6 钢筋混凝土用热轧光面圆钢筋牌号及化学成分(2)低碳热轧圆盘条(GH701-97)盘条钢筋是成卷盘状供应的热轧钢筋。

建筑钢材的力学性能及其技术指标建筑钢材的力学性能及其技术指标钢筋作为一种建筑材料，广泛用于各种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。

钢筋是指钢筋混凝土用和预应力钢筋混凝土用钢材。

钢筋的分类钢筋可按化学成分、外形、加工方法和供货形式进行分类。

钢筋按化学成分的不同可分为碳素钢筋和合金钢筋，碳元素和合金元素的含量还有低、中、高之分。

钢筋按外形的不同分为光圆钢筋、带肋钢筋、刻痕钢筋和钢绞线（建筑结构第三版图2-1）。

带肋是指表面带有凸纹。

目前，带肋钢筋的凸纹一般为月牙纹。

刻痕是将刻出椭圆形的浅坑。

钢绞线则由多股高强度光圆钢筋绞合而成。

钢筋按加工方法的不同可分为热轧钢筋、冷拉钢筋、冷拔钢筋、冷轧钢筋和热处理钢筋等。

热轧钢筋是用低碳钢或低合金钢在高温下轧制而成。

根据其强度标准值的不同，热轧钢筋又分为235、335、400、500四个级别。

级别越高，钢筋的强度也越高，但塑性越差。

235级钢筋用普通低碳钢（含碳不大于0.25%）制成，表面光圆，最小直径为6mm。

335、400、500级钢筋用低、中碳的低合金钢（含碳不大于0.6%，其他合金总量不大于5%）制成，表面有肋纹，最小直径一般为10mm。

各种级别热轧钢筋的符号和所用，钢材的牌号列于表2-1。

各种级别热轧钢筋的符号和牌号表2-1 热扎钢筋级别符号牌号曾用牌号235 HPB235 Q235335 HRB335 20MnSi400 HRB400、RRB400 20MnSiV、20MNnTi、20MnSiNb、K20MnSi500 HRB500 40Si2Mn、48Si2Mn、45Si2Cr注：400级K20MnSi钢筋系余热处理钢筋，牌号为RRB400。

牌号中的字母H表示热轧；P表示光圆，R表示带肋；B表示钢筋。

数字表示最低屈服强度标准值。

冷拉钢筋是在常温下，把热轧钢筋拉伸至强化阶段所得到的钢筋。

热轧钢筋经冷拉后屈服强度有较大提高，经时效处理后抗拉极限强度也有所提高，但钢筋的塑性则有所下降。

建筑钢材概述金属材料一般包括黑色金属和有色金属两大类。

在建筑工程中应用最多的钢材属于黑色金属。

建筑钢材包括钢结构用型钢（如钢板、型钢、钢管等）各钢筋混凝土用钢筋（如钢筋、钢丝等）。

钢材是在严格的技术控制条件下生产的，与非金属材料相比，具有品质均匀稳定、强度高、塑性韧性好、可焊接和铆接等优异性能。

钢材主要的缺点是易锈蚀、维护费用大、耐火性差、生产能耗大。

一、钢材的冶炼钢是由生铁冶炼而成。

生铁的冶炼过程是；将铁矿石、熔剂（石灰石）、燃料（焦炭）置于高炉中，约在1750℃高温下，石灰石志铁矿石中的硅、锰、硫、磷等经过化学反应，生成铁渣，浮于铁水表面。

铁渣和铁水分别从出渣口和出铁口排出，铁渣排出时用水急冷得水淬矿渣；排出生铁中含有碳、硫、磷、锰等杂质。

生铁又分为炼钢生铁（白口铁）和铸造生铁（灰口铁）。

生铁硬而脆、无塑性和韧性，不能焊接、锻造、轧制。

炼钢就是将生铁进行精练。

炼钢过程中，在提供足够氧气的条件下，通过炉内的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出，其他杂质则形成氧化物进入炉渣中被除去，从而使碳的含量降低到一定的限度，同时把其他杂质的含量也降低到允许范围内。

所以，在理论上凡是含碳量在2%以下，含有害杂质较少的Fe-C合金都可称为钢。

根据炼钢设备的不同，常用的炼钢方法有空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。

二、钢材的分类钢材的品种繁多，分类方法很多，通常有按化学成分、质量、用途等几种分类方法。

钢的分类见表一，目前，在建筑工程中常用的钢种是普通碳素钢和普通低合金结构钢。

建筑钢材的主要技术性能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。

一、力学性能1.拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式，所以拉伸性能是表示钢材性能和选用的钢材的重要指标。

将低碳钢（软钢）制成一定规格的试件，放在材料试验机上进行拉伸试验，可以绘出如图一所示的应力—应变关系曲线。

史上最全钢材基本知识汇总一、钢材机械性能1 .屈服点3s）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点as =Ps/Fo（MPa）2 .屈服强度30.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度a0.2。

3 .抗拉强度3b）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度ab= Pb/Fo（MPa）。

4 .伸长率（bs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5 .屈强比（os/ob）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6 .硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB）。

洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。

根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料（如硬质合金等）。

常用建筑钢材主要技术性能指标1.强度：强度是钢材的最重要的技术性能之一，包括屈服强度和抗拉强度。

屈服强度是指材料开始发生塑性变形时所能承受的最大应力，抗拉强度是指材料在拉伸过程中的最大抗拉应力。

建筑结构所使用的钢材要求具有足够的强度，以承受荷载和外部力的作用。

2.延展性：延展性是指材料在受力作用下的变形能力，也称为塑性。

建筑结构所使用的钢材需要具有良好的延展性，以便在受到外部冲击或震动时能够发生塑性变形而不会断裂。

3.韧性：韧性是指材料在受力作用下能够吸收大量的能量而不发生破坏的能力。

建筑结构所使用的钢材需要具有良好的韧性，以抵抗外部冲击和震动的影响。

4.硬度：硬度是指材料抵抗局部切削或压痕形成的能力。

建筑结构所使用的钢材需要具有适当的硬度，以保证其表面不易受到磨损或划伤。

5.可焊性：可焊性是指材料在焊接过程中的表现。

建筑结构所使用的钢材需要具有良好的可焊性，以便进行焊接连接并保证焊缝的质量和强度。

6.耐腐蚀性：耐腐蚀性是指材料在受到大气、水、化学物质等侵蚀时的抵抗能力。

由于建筑结构常受到湿润环境或化学物质的侵蚀，所以建筑钢材需要具有良好的耐腐蚀性，以延长其使用寿命。

7.可焊接性：可焊接性是指材料在焊接过程中的初始工艺性能，包括易熔性、润湿性以及图形性；以及焊接后的力学性能，包括塑性、抗应力腐蚀能力和力学性能。

8.焊缝性能：焊缝性能是指焊接后的材料强度、韧性、抗冲击性能等。

焊缝强度应达到或接近基体强度，韧性应符合设计要求，并且焊缝应满足精确的尺寸要求。

9.剪切性：剪切性是指材料在受到剪切力作用时的抵抗能力。

建筑结构所使用的钢材需要具有良好的剪切性，以承受剪切力的作用。

10.热处理性:热处理性是指材料在加热后进行一定的冷却过程后，材料组织和性能发生的变化。

钢材在热处理过程中能够调整改善其力学性能和组织结构，使其达到设计要求。

总的来说，常用建筑钢材需要具备强度、延展性、韧性、硬度、可焊性、耐腐蚀性等多种技术性能指标，以确保建筑结构的安全可靠性。