建筑材料与构造C7钢材ZD

由镀锌钢带或薄钢板轧制而成强度高、自重轻、 通用性强、耐火性好、安装简易等优点、可装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，用作墙体和吊顶的龙骨支架。

建筑材料与构造C7钢材ZD

• （七）其他金属
  • 铝
    • 大气中有良好的抗蚀能力。
    • 防锈铝合金常用阳极氧化法对铝材进行表面处理，增加氧化膜厚度，以提高铝材表面硬度、耐磨性和耐蚀性。
    • 铝合金延伸性好，硬度低，可锯可刨，可通过冷轧、冲压、挤压、弯曲、。卷边等加工，制成不同尺寸、不同形状和截面的型材。
    • 铝及铝合金强度低，弹性模量小，价格性能比高，较少用作承重结构材料。
    • 铝箔具有较高的热反射性、隔蒸汽性和装饰性能。
    • 铝粉俗称银粉，常用于调制各种装饰涂料和金属防锈涂料。
  • 铜
    • 纯铜：紫铜，压延成薄片和线材，良好的止水和导电材料。
    • 铜锌合金：黄铜
    • 铜锡合金：青铜
    • 铜合金特点：强度较高，耐磨，耐蚀。
    • 黄铜粉：金粉，用于调制装饰涂料。
  • 铅
    • 柔软的低熔点（327°C）金属，抗拉强度很低（σb=20MPa），延展加工性能极好。
    • 1、 铅板是射线的屏蔽材料，用于医院实验室工业建筑中的X、γ射线操作室和屏蔽。
    • 2、 钢铁管道接口的嵌缝密封材料。
    • 3、耐腐蚀，能经受浓度80%的热硫酸和浓度92%冷硫酸的侵蚀。
• （六）钢材的防锈与防火
  • 1、防锈
    • 表面覆盖法：油漆、金属（镀锌、镀锡）、塑料覆盖
    • 常用方法：表面涂刷防锈漆
      • 常用底漆:红丹、环氧富锌漆、铁红环氧底漆等。
      • 面漆:灰铅油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。
      • 薄壁钢材也可表面镀锌或涂塑,但费用较高。
    • 埋于混凝土中的钢筋具有一层碱性保护膜，故在碱性介质中不致锈蚀。但氯等卤素的离子可加速锈蚀反应，甚至破坏保护膜，造成锈蚀迅速发展。
    • 混凝土配筋的防锈措施应考虑
      • 1)限制水灰比和水泥用量限制;
      • 2)限制氯盐外加剂的使用:
      • 3)保证混凝土的密实性;
      • 4)掺加防锈剂(如重铬酸盐等)
  • 2、防火
    • 裸露未作处理的钢结构，耐火极限仅15min左右，在温升500C的环境下，强度迅速降低，甚至会垮塌。
    • 对于钢结构，尤其是有可能经历高温环境的钢结构，需要作必要的防火处理。
    • 钢结构防火的主要方法是涂敷防火隔热涂层。
• （五）钢材的标准与选用
  • （1）建筑钢材的主要钢种
    • 1、碳素结构钢（铁碳硅锰硫磷）
      • 在检测时必须作拉伸(抗拉强度)、冲击(韧性)、冷弯试验(塑性)，不用作硬度试验。
      • 碳素结构钢共有四个牌号，牌号油:屈服点字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号组成。例如Q235-A·F, 表示屈服点为235MPa的A级沸腾钢。
      • 选用钢材时，应考虑荷载类型、焊接情况及环境温度等条件。通常下列几种情况限制使用沸腾钢:
        • ①直接承受动荷载的焊接结构
        • ②非焊接结构而计算温度等于或低于-20^C
        • ③受静荷载及间接动荷载作用，而计算温度等于或低于30°C时的焊接结构
      • 建筑工程中应用最多的碳素钢时Q235号钢。
    • 2、低合金高强度结构钢
      • 在碳索钢的基础，上加入总量< 5%的合金元素(硅、 锰、钒等)即得低合金高强度结构钢。
    • 3、优质碳素结构钢
      • 生产过程中对硫、磷等有害杂质控制严格(S < 0.035%，P < 0.035%)，其性能主要取决于含碳量。
      • 优质碳素结构钢可用于重要结构的钢铸件、碳素钢丝、钢绞线等。
      • 普通碳素钢的颜色:
        • 1#一蓝色B; 2#一 黄色Y; 3#一红色R
        • 4#一黑色B; 5#一绿色G
  • （2）常用建筑钢材
    • 1、钢筋
      • 1 热轧钢筋
        • 分类
          • 热轧光圆钢筋HPB235、HPB300（横截面通常为圆形）
          • 热轧带肋钢筋
            • 普通热轧带肋钢筋(按热轧状态交货的钢筋)。热轧带肋钢筋的牌号由HRB和屈服强度特征值构成，分为:HRB335/400/500
            • 细晶粒热轧带肋钢筋(在热轧过程中，通过控扎和控冷工艺形成的细晶粒钢筋)。钢筋牌号由HRBF和屈服强度特征值构成，分为:HRBF335/400/500
        • 应用：一般钢筋混凝土中应用最多
      • 2 冷拉热轧钢筋与冷拔低碳钢丝
        • 冷拉热轧钢筋
          • 将热轧钢筋在常温下拉伸至超过屈服点(小于抗拉强度)的某-应力，卸荷即得冷拉钢筋,冷拉可使屈服点提高1 7%~ 27%,但伸长率降低
          • 冷拉钢筋分为四个等级:
            • 冷拉级钢筋适用于钢筋混凝土中的受拉钢筋。
            • 冷拉I、I IV级钢筋可作为预应力混凝土结构中的预应力筋，但在负温及冲击或重复荷载下易脆断
        • 冷拔低碳钢丝
          • 将直径为6.6~8mm的Q235 (或Q215) 热轧盘条，在常温下通过截面小于钢筋截面的拔丝模。经一-次或多次拔制即得冷拔低碳钢丝
          • 冷拔可提高屈服点40%~ 60%，材质硬脆，属硬钢类钢丝。
          • 按级别分为
            • 甲级为预应力钢丝。
            • 乙级为非预应力钢丝，用于焊接或绑扎骨架、网片或箍筋
          • 凡伸长率不合格者，不得用于预应力混凝土构件中。
      • 3 冷轧带肋钢筋
        • 其牌号由CRB和钢筋抗拉强度最小值构成，分为:CRB550; CRB650; CRB800; CRB970
        • 与传统的冷拔低碳钢丝相比，有强度高、塑性好、握裹力强、节约钢材、质量稳定等优点
        • CRB5宜用做普通钢筋混凝土结构的受力主筋，其他牌号宜用做中、小型预应力混凝土结构的受力主筋。
      • 4 热处理钢筋
        • 热处理钢筋是钢厂将热车中碳低合金钢筋经淬火和回火调质热处理而成。强度显著提高，韧性高，塑性降低不大，综合性能较好。
        • 使用时不能用电焊切割，也不能焊接。，可用于预应力混凝土 工程中。
      • 5 冷轧扭钢筋
        • 采用直径为6.5~10mm的低碳热车盘条钢筋(Q235钢)，经冷轧扁和冷扭转而成的具有一定螺距的钢筋。
        • 冷轧扭钢筋屈服强度高，与混凝土的握裹力大，因此无需预应力和弯钩即可用于普通混凝土工程，可节约钢材30%。
        • 可用于预应力及承重荷载较大的建筑部位如梁、柱等。(主要用于中小型钢混受弯结构构件) .
      • 6 预应力混凝土用钢丝及钢绞线
        • 用优质碳素结构钢经冷加工、再回火、冷轧或绞捻等加工而成，又称优质碳素钢丝及钢绞线。
        • 钢丝及钢绞线适用于大荷载、大跨度及曲线配筋的预应力混凝土结构。
      • 钢筋代换原则：
        • 1、等强度：当构件受强度控制时，钢筋可按强度相等原则进行代换；
        • 2、等面积：当构件按最小配筋率时，钢筋可按面积相等原则进行代换；
        • 3、当构件受裂缝宽度/ 挠度控制时，代换后应进行裂缝宽度/挠度验算。
    • 2、型钢
      • (1)热轧型钢:主要采用Q235A钢。角工槽THZ
      • (2)冷弯薄壁型钢:通常用2~ 6mm的薄钢板冷弯或模压而成，可用于轻型钢结构。
      • (3)钢板和压型钢板
      • (4)轻钢龙骨
        • 由镀锌钢带或薄钢板轧制而成强度高、自重轻、 通用性强、耐火性好、安装简易等优点
        • 可装配各种类型的石膏板、钙塑板、吸声板等，用作墙体和吊顶的龙骨支架。
    • 3、钢管
      • 无缝钢管
      • 焊接钢管
        • 镀锌焊接钢管
        • 不镀锌焊接钢管
• （一）组成
  • 铁和碳，含碳量2%以下
• （二）分类
  • （1）化学成分
    • 碳素钢（含碳量）
      • 低碳钢（X＜0.25%）
      • 中碳钢（0.25%~0.60%）
      • 高碳钢（X＞0.6%）
    • 合金钢（合金元素含量）
      • 低合金钢（X＜5%）
      • 中合金钢（5%~10%）
      • 高合金钢（X＞10%）
  • （2）钢冶炼过程脱氧程度
    • 沸腾钢F（逐渐淘汰）
    • 半镇静钢b
    • 镇静钢Z
    • 特殊镇静钢TZ
  • （3）钢中有害杂质含量
    • 普通钢、优质钢、高级优质钢
  • （4）用途
    • 结构钢、工具钢、特殊性能钢
• （三）主要力学性能
  • +实验目的
    • 拉力试验：测定钢材的屈服点、抗拉强度和伸长率
    • 冷弯试验：揭示钢材内部是否存在组织不均匀、内应力和夹杂物等缺陷
    • 冲击试验：测定钢材的冲击韧性
    • 疲劳试验：测定钢材的疲劳极限
  • +评定
    • 屈服点是评定钢材强度的重要指标
    • 伸长率评定钢材质量
    • 冷弯性能是钢材塑性的表现
  • (1)抗拉性能
    • 1、屈服点（屈服强度）
      • 设计中，一般采用,σs作为强度取值的依据。
      • 规范规定以产生0.2%残余变形时的应力值作为名义屈服点，以,σ0.2表示。
      • 屈强比：屈服强度/抗拉强度=屈强比
        • 钢材屈强比：0.6~0.75（一般碳素钢0.6~0.65；低合金结构钢0.65~0.75；合金结构钢0.84~0.86）
        • 屈强比低，材料塑性好；屈强比高，抗变形能力强。
    • 2、抗拉强度
      • 在一定范围内，屈服比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。但屈服比太小，反映钢材不能有效被利用。
      • Q235钢的屈强比为0.56~0.63，低合金结构钢的屈强比一般为0.65~0.75.
    • 3、伸长率
      • δ表征钢的塑性变形能力。
  • (2)冷弯性能
    • 冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，它表征恶劣变形条件下的塑性，是一项重要的工艺性能(焊接性能也是钢材的工艺性能)。
    • 冷弯性能指标以试件被弯曲的角度(90°，180°)及弯心直径d与试件厚度(或直径)a的比值(d/a)来表示。
  • (3)冲击韧性
    • 冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。
    • 发生冷脆时的温度称为脆性临界温度，其数值越低，说明钢材的低温冲击韧性越好。
    • 对直接承受动荷载而且可能在负温下，工作的重要结构,必须进行冲击韧性检验。
  • (4)硬度
    • 表征值常用布氏硬度HB.
    • 硬度与强度有一定关系，故可在结构上通过测量硬度来推算近似强度值
  • (5)耐疲劳性
    • 材料在交变应力作用下，在远低于抗拉强度时突然断裂，称为疲劳破坏
    • 疲劳破坏的危险应力用疲劳极限表示，其含义时:试件在交变应力下工作，在规定的周期基数内不发生断裂的最大应力。
• （四）影响钢材力学性能的主要因素
  • (0)晶体组织：铁素体、渗碳体、珠光体
  • (1)化学成分
    • 碳 C
      • C≤0.8%时， C ↑，抗拉强度和硬度 ↑，塑性、韧性↓，焊接性能、耐腐蚀性↓
      • 含碳> 1.0%时， 钢的强度↓
      • 含碳超0.3%时，钢的可焊性↓（碳是显著降低焊接性元素之一）
      • 钢材多为含碳0.25%以下的低碳钢和含碳0.52%以下的低合金钢
    • 硅 Si
      • 当含硅量< 1.0%时，Si含量的加可显著提高强度和硬度;对塑性、韧性无显著影响
      • 钢材主加合金元素之一
    • 锰 Mn
      • 锰可起脱氧去硫作用，故可有消减因硫引起的热脆性。
      • 显著改善耐腐和耐磨性，增强强度和硬度。降低焊接性能
    • 硫 S
      • 有害元素
      • 引发热脆性，使各种力学性能降低，加热过程中易断裂;建筑钢材要求硅含量低于0.045%。
    • 磷 P
      • 有害元素
      • 引发冷脆性,造成塑性、韧性显著下降，可焊性、冷弯性变差。但磷可使钢耐磨性及耐腐蚀性提高
    • 氧 O 有害元素
      • 强度、塑性降低，尤其对疲劳强度、冲击韧性有严重影响
    • 氮 N
      • 有害元素
      • 氮对钢材性质的影响与碳、磷相似。强度、硬度提高，塑性下降。
    • 钛Ti：提高钢的韧性
    • 钒V、铌Nb、氢（氢脆）
  • (2)冶炼过程
    • 脱氧剂:铝、锰、硅等
    • 按脱氧程度分为沸腾钢(脱氧不充分，铸锭时大量C0气体逸出)、镇静钢(脱氧充分)、以及介于二者之间的半镇静钢。
  • (3)加工处理
    • 1、冷加工及时处理
      • 冷加工:钢材屈服点↑、塑性↓韧性↓弹性模量↓、抗拉强度不变、疲劳极限不变。
      • 时效处理:经过冷加工的钢材，在常温下存放15d左右，或加热到100~200°C并保持一定的时间。经这样处理可使屈服点↑、抗拉强度↑、 塑性↓、韧性↓,冷加工产生的内应力消除，弹性模量在时效处理后恢复。
    • 2、热处理
      • 1)退火:将钢材加热到723~910C或更高温度，在退火炉中保温、缓慢冷却的热处理方法。消除内应力，改善显微结构，达到硬度↓、塑性↑、韧性↑的目的。
      • 2)正火:将钢材加热到723~910*C或更高温度后，在空气中冷却的热处理方法。与退火相比强度和硬度提高，但塑性和韧性减小。
      • 3)淬火:将钢材加热到723~910C或更高温度并保持段时间，随即漫入淬冷介质(水或油)中快速冷却的热处理工艺。硬度大大提高、塑性和韧性显著降低。
      • 4)回火:将淬火后的钢材在低于723C以下的温度范围内重新加热，保温-定时间，然后冷却到室温的热处理工艺。加热温度越高，回火后钢材的硬度降低越多，塑性和韧性恢复越好。在淬火后随之采取高温回火，称为调质处理。经过调质处理的钢材，强度、塑性和韧性都有所改善。
        • 高温回火(500~650C)
        • 中温回火(300~ 500°C)
        • 低温回火(150~300*C)