文档介绍：6 建筑钢材
本章概述了钢材的冶炼、加工及分类方法。重点介绍了钢材的力学性能、工艺性能及现行国家标准或规范对钢材的性能及技术要求。阐述了钢的化学成分及所含合金元素等对钢材性能的影响。介绍了碳素结构钢和低合金结构钢的牌号表示方法、技术要力作用下，于规定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。
一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组织和表面质量有关。
3 疲劳强度
硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。
布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。★HB值越大，表示钢材越硬。。
4 硬度
布氏硬度测定示意图
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。
钢材的冷弯性能指标是用弯曲角度和弯心直径对试件厚度(直径)的比值来衡量的。试验时采用的弯曲角度愈大，弯心直径对试件厚度(直径)的比值愈小，表示对冷弯性能的要求愈高。
钢材的冷弯性能和伸长率都是塑性变形能力的反映。
5 冷弯性能
钢材冷弯
(a)试样安装；(b)弯曲90°；(c)弯曲180°；(d)弯曲至两面重合；(e)规定弯心
钢材经冷加工产生一定塑性变形后，其屈服强度、硬度提高，而塑性、韧性及弹性模量降低，这种现象称为冷加工强化。
钢材的冷加工方式有冷拉、冷拔和冷轧。
以钢筋的冷拉为例()，图中OBCD为未经冷拉时的应力-应变曲线。
★ 6 钢材的冷加工强化及时效
时效
经冷拉的钢材随时间延长强度提高,塑性、韧性下降的现象叫做时效。
可分为两类：分为自然时效（经冷拉的钢材在常温下存放15-20天）和人工时效（经冷拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段时间）。
钢筋经冷拉时效后应力-应变图的变化
冷拔是将外形为光圆的盘条钢筋从硬质合金拔丝模孔中强行拉拔()，由于模孔直径小于钢筋直径，钢筋在拔制过程中既受拉力又受挤压力，使强度大幅度提高但塑性显著降低。
冷拔模孔
1）可提高强度，冷拉后屈服强度可提高20-30%，时效处理后还可使抗拉强度提高。
2）可节约钢材20-30%。
3）对于受动荷载或经常处于高温条件工作的钢结构，如桥梁、钢轨、锅炉等，为避免过大脆性，出现突然断裂，要求采用时效敏感小的钢材。
意义
★(1)碳是决定钢材性能的主要元素。
，随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。%时，由于钢材变脆，强度反而下降。
(2)硅、锰
加入硅和锰可以与钢中有害成分FeO和FeS分别形成SiO2、MnO和MnS而进入钢渣排出，起到脱氧、降硫的作用。
7 钢的化学成分对钢材性能的影响
含碳量对热轧碳素钢性质的影响
σb—抗拉强度；αk—冲击韧性；HB—硬度；
δ—伸长率；φ—面积缩减率
(3)硫、磷
硫不溶于铁而以FeS的形式存在，FeS和Fe形成低熔点的共晶体。当钢材温度升至1000℃以上进行热加工时，共晶体熔化，晶粒分离，使钢材沿晶界破裂，这种现象叫做热脆性。
磷能使钢的强度、硬度提高，但显著降低钢材的塑性和韧性，特别是低温状态的冲击韧性下降更为明显，使钢材容易脆裂，这种现象叫做冷脆性。
(4)氧、氮
未除尽的氧、氮大部分以化合物的形式存在，如FeO、Fe4N等。这些非金属化合物、夹杂物降低了钢材的强度、冷弯性能和焊接性能。氧还使钢的热脆性增加，氮使冷脆性及时效敏感性增加。（硫、磷、氧、氮是钢材中的有害杂质）
(5)钛、钒、铌 是钢的强脱氧剂和合金元素。能改善钢的组织、细化晶粒、改善韧性，并显著提高强度。
建筑钢材的技术标准及选用
建筑工程中需要消耗大量的钢材，按用于不同的工程结构类型可分为：钢结构用钢，如各种型钢、钢板、钢管等；钢筋混凝土工程用钢，如各种钢筋和钢丝。
从材质上分主要有碳素结构钢和低合金结构钢，也用到优质碳素结构钢。
碳素结构钢，化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁-碳合金。%~%，此外尚含有少量的硅、锰和微量的硫、磷等元素。
现行国家标准《碳素结构钢》(GB 700—2006)具体规定了它的牌号表示方法、技术要求、试验方法、检验规则等。
1 碳素结构钢
碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧程度符号四部分按顺序组成。碳素结构钢可分为Q195、Q215、Q235、