1、碳素鋼的定義及鋼中五元素 含碳2%以下的鐵碳合金稱(chēng)為鋼。
碳素鋼中的五元素是指化學(xué)成份中的主要組成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、錳、硫、磷)。其次是在煉鋼過(guò)程中不可避免地會(huì )混入氣體,含O、H、N(氧、氫、氮)。
此外,用鋁—硅脫氧鎮靜工藝中,必然在鋼水中含有 Al,當Als(酸溶鋁)≥0。020%時(shí), 還有細化晶粒的作用。
2、鋼鐵是怎樣煉成的? 煉鋼的主要任務(wù)是按所煉鋼種的質(zhì)量要求,調整鋼中碳和合金元素含量到規定范圍之內,并使P、S、H、O、N等雜質(zhì)的含量降至允 許限量之下。 煉鋼過(guò)程實(shí)質(zhì)上是一個(gè)氧化過(guò)程,爐料中過(guò)剩的碳被氧化,燃燒成CO氣體逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后進(jìn)入爐渣中。
S部份進(jìn)入 煉渣中,部份則生成SO2排出。當鋼水成份和溫度達到工藝要求后,即可出鋼。
為了除去鋼中過(guò)剩的氧及調整化學(xué)成份,可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。 3、轉爐煉鋼簡(jiǎn)介 從魚(yú)雷車(chē)運來(lái)的鐵水經(jīng)過(guò)脫硫、擋渣等處理后即可倒入轉爐中作為主要爐料,另加10% 以下的廢鋼。
然后,向轉爐內吹氧燃燒,鐵 水中的過(guò)量碳被氧化并放出大量熱量,當探頭測得達到預定的低碳含量時(shí),即停止吹氧 并出鋼。一般在鋼包中需進(jìn)行脫氧及調整成份操作;然后在鋼液表面拋上碳化稻殼防止鋼水被氧化,即可送往連鑄或模鑄工區。
對要求高的鋼種可增加底吹氬、RH真空處理、噴粉處理(噴SI—CA粉及變性石灰)可以有效降低鋼中的氣體與夾雜,并有進(jìn)一步降 碳及降硫的作用。在這些爐外精煉措施后還可以最終微調成份,滿(mǎn)足優(yōu)質(zhì)鋼材的需求。
4、初軋 模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝,進(jìn)入均熱爐加熱,然后通過(guò)初軋機及鋼坯連軋機軋成板坯、管坯、小方坯等初軋產(chǎn)品,經(jīng)過(guò)切頭、切尾、表面清理,(火焰清理、打磨)高品質(zhì)產(chǎn)品則還需對初軋坯進(jìn)行扒皮和探傷,檢驗合格后入庫。 目前初軋廠(chǎng)的產(chǎn)品有初軋板坯、軋制方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車(chē)輛用車(chē)軸坯及塑模用鋼等。
初軋板坯主要供應熱軋廠(chǎng)作為原料;軋制方坯除部份外供,主要送往高速線(xiàn)材軋機作原料。 由于連鑄板坯的先進(jìn)性,初軋板坯的需求量大為削減,因此轉向上述其它產(chǎn)品了。
5、熱連軋 用連鑄板坯或初軋板坯作原料,經(jīng)步進(jìn)式加熱爐加熱,高壓水除鱗后進(jìn)入粗軋機,粗軋料經(jīng)切頭、尾、再進(jìn)入精軋機,實(shí)施計算機 控制軋制,終軋后即經(jīng)過(guò)層流冷卻(計算機控制冷卻速率)和卷取機卷取、成為直發(fā)卷。直發(fā)卷的頭、尾往往呈舌狀及魚(yú)尾狀,厚度、寬度精度較差,邊部常存在浪形、折邊、塔形等缺陷。
其卷重較重、鋼卷內徑為760mm。(一般制管行業(yè)喜歡使用。)
將直發(fā)卷經(jīng)切頭、切尾、切邊及多道次的矯直、平整等精整線(xiàn)處理后,再切板或重卷,即成為:熱軋鋼板、平整熱軋鋼卷、縱切帶等產(chǎn)品。 熱軋精整卷若經(jīng)酸洗去除氧化皮并涂油后即成熱軋酸洗板卷。
該產(chǎn)品有局部替代冷軋板的趨向,價(jià)格適中,深受廣大用戶(hù)喜愛(ài)。 寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線(xiàn)正在緊張建設中。
6、冷連軋 用熱軋鋼卷為原料,經(jīng)酸洗去除氧化皮后進(jìn)行冷連軋,其成品為軋硬卷,由于連續冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強度、硬度上升、韌塑指標下降,因此沖壓性能將惡化,只能用于簡(jiǎn)單變形的零件。 軋硬卷可作為熱鍍鋅廠(chǎng)的原料,因為熱鍍鋅機組均設置有退 火線(xiàn)。
軋硬卷重一般在6~13.5噸,鋼卷內徑為610mm。 一般冷連軋板、卷均應經(jīng)過(guò)連續退火(CAPL機組)或罩式爐退火消除冷作硬化及軋制應力,達到相應標準規定的力學(xué)性能指標。
冷軋鋼板的表面質(zhì)量、外觀(guān)、尺寸精度均優(yōu)于熱軋板,且其產(chǎn)品厚度右軋薄至0.18mm左右,因此深受廣大用戶(hù)青睞。 以冷軋鋼卷為基板進(jìn)行產(chǎn)品的深加工,成為高附加值產(chǎn)品。
如電鍍鋅、熱鍍鋅、耐指紋電鍍鋅、彩涂鋼板卷及減振復合鋼板、PVC 復膜鋼板等,使這些產(chǎn)品具有美觀(guān)、高抗腐蝕等優(yōu)良品質(zhì),得到了廣泛應用。 冷軋鋼卷經(jīng)退火后必須進(jìn)行精整,包括切頭、尾、切邊、矯平、平整、重卷、或縱剪切板等。
冷軋產(chǎn)品廣泛應用于汽車(chē)制造、家電 產(chǎn)品、儀表開(kāi)關(guān)、建筑、辦公家具等行業(yè)。鋼板捆包后的每包重量為3~5噸。
平整分卷重一般為3~10噸/卷。鋼卷內徑610mm。
7、鋼的力學(xué)性能 7.1拉力試驗 按標準制備的拉力試樣,安裝在拉力試驗機的夾頭內,對試樣緩慢施加單軸向拉伸應力,直至試樣被拉斷為止的試驗稱(chēng)作拉力試驗。 7.1.1強度 金屬材料在外力作用下,抵抗變形和斷裂的能力叫強度。
強度指標包括:比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等。 7.1.2比例極限 對金屬施加拉力,金屬存在著(zhù)力與變形成直線(xiàn)比例的階段,而這個(gè)階段的最大極限負荷Pp除以試樣的原橫截面積即為比例極限,用 σ P表示。
7.1.3彈性極限 金屬受外力作用發(fā)生了變形,外力去掉后,能完全恢復原來(lái)的形狀,這種變形稱(chēng)為彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應力稱(chēng)為彈性極限,用σe表示。
7.1.4抗拉強度 試樣拉伸時(shí),在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截面積所得的應力,稱(chēng)作抗拉強度,用σb表示。當材料所受的外應力大于其抗拉強度時(shí),將會(huì )發(fā)生斷裂。
因此σb越高,則表示它能承受愈大的外應。
線(xiàn)材:普線(xiàn) 高線(xiàn) 螺紋鋼 型材:工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼 板材:中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩涂板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼 管材: 焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無(wú)縫管 螺旋管 熱軋無(wú)縫 金屬材料:生鐵 馬口鐵 鋁 鉛 黃銅 錫 鋅 一、黑色金屬、鋼和有色金屬 在介紹鋼的分類(lèi)之前先簡(jiǎn)單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。
鋼和生鐵都是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的合金,統稱(chēng)為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品,主要用來(lái)煉鋼和制造鑄件。
把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(液狀),把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件,這種鑄鐵叫鑄鐵件。 鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金,鐵合金是煉鋼的原料之一,在煉鋼時(shí)做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。
通常所講的鋼,一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。
3、有色金屬又稱(chēng)非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的性能,其中鎢、鈦、鉬等多用以生產(chǎn)刀具用的硬質(zhì)合金。
以上這些有色金屬都稱(chēng)為工業(yè)用金屬,此外還有貴重金屬:鉑、金、銀等和稀有金屬,包括放射性的鈾、鐳等。二、鋼的分類(lèi) 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。
為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。
鋼的分類(lèi)方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1、按品質(zhì)分類(lèi) (1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%) (2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均≤0.035%) (3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)2.、按化學(xué)成份分類(lèi) (1) 碳素鋼:a.低碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(C≤0.60%)。 (2)合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%)b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%)c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。
3、按成形方法分類(lèi):(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類(lèi) (1) 退火狀態(tài)的a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體)b.共析鋼(珠光體)c.過(guò)共析鋼(珠光體+滲碳體)d.萊氏體鋼(珠光體+滲體)。
(2) 正火狀態(tài)的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。 (3) 無(wú)相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類(lèi) (1) 建筑及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼 a.機械制造用鋼:(a)調質(zhì)結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;(d)冷塑性成形用 鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼 c.軸承鋼 (3) 工具鋼:a.碳素工具鋼;b.合金工具鋼;c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼:a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼 (5) 專(zhuān)業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。6、綜合分類(lèi) (1)普通鋼 a.碳素結構鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金結構鋼 c.特定用途的普通結構鋼 (2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼) a.結構鋼:(a)優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結構鋼。b.工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。
c.特殊性能鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼。7、按冶煉方法分類(lèi) (1) 按爐種分 a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)堿性平爐鋼。
b.轉爐鋼:(a)酸性轉爐鋼;(b)堿性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼;(c)頂吹轉爐鋼。
c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應爐鋼;(d)真空自耗爐鋼;(e)電子束爐鋼。 (2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼;b.半鎮靜鋼;c.鎮靜鋼;d.特殊鎮靜鋼。
造船及海洋平臺用鋼:A/B/D/E,AH32/AH36,DH32/DH36,EH32/EH36,FH36/FH40(Z25/Z35)通過(guò)ABS、BV、CCS、DNV、GL、KR、LR、NK、RINA等九家船級社認可。
建筑結構鋼板Q345GJB/Q345GJC/Q345GJD/Q420GJC/Q420GJD/Q460GJD(Z15/25/35)橋梁結構鋼板:Q235qC Q345qC Q345qD Q345qE Q390qD Q390qE Q420qD Q420qE 風(fēng)電用鋼板及高強度鋼板:Q235D/E,Q345B/C/D/E,Q390B/C/D,Q420B/C/D,Q460C/D/E,Q500D/E,Q550D/E,Q620D/E,Q690D/E,Q890D/E,Q960D/E(Z15/25/35)耐候耐腐蝕鋼:Q450NQR,09CuPCrNi-A,10CrMnCu,10CrMoAl,A588GrA/B機械結構鋼: HJ58,HG60/70/785/960,WH60/80,HQ60/70,WQ890/960,WDB620/690,S355NL,SM490A/B/C,SM570,B-WELDY700/960Q,ACR950耐磨專(zhuān)用鋼板:NM360,NM400,NM500,NR400,NR450,B-HARD360/400/450,XAR400/500,HARDOX400,HARDOX450,HARDOX500,JFE360,JFE400,JFE500鍋爐球罐及壓力容器用鋼:20R,Q245R,Q345R,Q370R,A516Gr60/70,SA738Gr,SB450N,,P275NL,P355GH,13MnNiMoR,15CrMoR,12Cr2Mo1R,ADB610,B610CF,A387Gr11/12,08MnNiVR,WDL610。
線(xiàn)材:普線(xiàn) 高線(xiàn) 螺紋鋼 型材:工字鋼 槽鋼 角鋼 方鋼 重軌 高工鋼 H型鋼 圓鋼 不等邊角鋼 扁鋼 輕軌 齒輪鋼 六角鋼 耐熱鋼棒 合結圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結圓鋼 不銹圓鋼 軸承圓鋼 矩型管 彈簧鋼 板材:中厚板 容器板 中板 碳結板 鍋爐板 低合金板 花紋板 冷板 熱板 冷卷板 熱卷板 鍍鋅板 電鍍鋅板 電鍍鋅卷 錳板 不銹鋼板 硅鋼片 彩涂板 彩鋼瓦楞鐵 鍍鋅卷板 熱軋帶鋼 管材: 焊管 不銹鋼管 熱鍍鋅管 冷鍍鋅管 無(wú)縫管 螺旋管 熱軋無(wú)縫 金屬材料:生鐵 馬口鐵 鋁 鉛 黃銅 錫 鋅一、黑色金屬、鋼和有色金屬在介紹鋼的分類(lèi)之前先簡(jiǎn)單介紹一下黑色金屬、鋼與有色金屬的基本概念。
1、黑色金屬是指鐵和鐵的合金。如鋼、生鐵合金、鑄鐵等。
鋼和生鐵都是以鐵為基礎,以碳為主要添加元素的合金,統稱(chēng)為鐵碳合金。生鐵是指把鐵礦石放到高爐中冶煉而成的產(chǎn)品,主要用來(lái)煉鋼和制造鑄件。
把鑄造生鐵放在熔鐵爐中熔煉,即得到鑄鐵(液狀),把液狀鑄鐵澆鑄成鑄件,這種鑄鐵叫鑄鐵件。 鐵合金是由鐵與硅、錳、鉻、鈦等元素組成的合金,鐵合金是煉鋼的原料之一,在煉鋼時(shí)做鋼的脫氧劑和合金元素添加劑用。
2、把煉鋼用生鐵放到煉鋼爐內按一定工藝熔煉,即得到鋼。鋼的產(chǎn)品有鋼錠、連鑄坯和直接鑄成各種鋼鑄件等。
通常所講的鋼,一般是指軋制成各種鋼材的鋼。鋼屬于黑色金屬但鋼不完全等于黑色金屬。
3、有色金屬又稱(chēng)非鐵金屬,指除黑色金屬外的金屬和合金,如銅、錫、鉛、鋅、鋁以及黃銅、青銅、鋁合金和軸承合金等。另外在工業(yè)上還采用鉻、鎳、錳、鉬、鈷、釩、鎢、鈦等,這些金屬主要用作合金附加物,以改善金屬的性能,其中鎢、鈦、鉬等多用以生產(chǎn)刀具用的硬質(zhì)合金。
以上這些有色金屬都稱(chēng)為工業(yè)用金屬,此外還有貴重金屬:鉑、金、銀等和稀有金屬,包括放射性的鈾、鐳等。二、鋼的分類(lèi) 鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。
為了保證其韌性和塑性,含碳量一般不超過(guò)1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。
鋼的分類(lèi)方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1、按品質(zhì)分類(lèi) (1) 普通鋼(P≤0.045%,S≤0.050%) (2) 優(yōu)質(zhì)鋼(P、S均≤0.035%) (3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼(P≤0.035%,S≤0.030%)2.、按化學(xué)成份分類(lèi) (1) 碳素鋼:a.低碳鋼(C≤0.25%);b.中碳鋼(C≤0.25~0.60%);c.高碳鋼(C≤0.60%)。 (2)合金鋼:a.低合金鋼(合金元素總含量≤5%)b.中合金鋼(合金元素總含量>5~10%)c.高合金鋼(合金元素總含量>10%)。
3、按成形方法分類(lèi):(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類(lèi) (1) 退火狀態(tài)的a.亞共析鋼(鐵素體+珠光體)b.共析鋼(珠光體)c.過(guò)共析鋼(珠光體+滲碳體)d.萊氏體鋼(珠光體+滲體)。
(2) 正火狀態(tài)的:a.珠光體鋼;b.貝氏體鋼;c.馬氏體鋼;d.奧氏體鋼。 (3) 無(wú)相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類(lèi) (1) 建筑及工程用鋼:a.普通碳素結構鋼;b.低合金結構鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼a.機械制造用鋼:(a)調質(zhì)結構鋼;(b)表面硬化結構鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結構鋼;(d)冷塑性成形用鋼:包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼 (3) 工具鋼:a.碳素工具鋼;b.合金工具鋼;c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼:a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼;d.耐磨鋼;e.低溫用鋼;f.電工用鋼 (5) 專(zhuān)業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。6、綜合分類(lèi) (1)普通鋼a.碳素結構鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金結構鋼c.特定用途的普通結構鋼 (2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼)a.結構鋼:(a)優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼;(b)合金結構鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結構鋼。b.工具鋼:(a)碳素工具鋼;(b)合金工具鋼;(c)高速工具鋼。
c.特殊性能鋼:(a)不銹耐酸鋼;(b)耐熱鋼;(c)電熱合金鋼;(d)電工用鋼;(e)高錳耐磨鋼。7、按冶煉方法分類(lèi) (1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)堿性平爐鋼。
b.轉爐鋼:(a)酸性轉爐鋼;(b)堿性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼;(b)側吹轉爐鋼;(c)頂吹轉爐鋼。
c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應爐鋼;(d)真空自耗爐鋼;(e)電子束爐鋼。 (2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼;b.半鎮靜鋼;c.鎮靜鋼;d.特殊鎮靜鋼。
鋼筋種類(lèi)很多,通常按化學(xué)成分、機械性能、生產(chǎn)工藝等進(jìn)行分類(lèi)。
一、按化學(xué)成分分 碳素鋼鋼筋和普通低合金鋼筋。 碳素鋼鋼筋按碳量多少,又分為低碳鋼鋼筋(含碳量低于0.25%,如I級鋼筋),中碳鋼鋼筋(含碳量0.25%~0.7%,如IV級鋼筋),高碳鋼鋼筋(含碳量0.70%~1.4%,如碳素鋼絲),碳素鋼中除含有鐵和碳元素外,還有少量在冶煉過(guò)程中帶有的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)。
普通低合金鋼鋼筋是在低碳鋼和中碳鋼中加入少量合金無(wú)素,獲得強度高和綜合性能好的鋼種,在鋼筋中常用的合金元素有硅、錳、釩、鈦等,普通低合金鋼鋼筋主要品種有:20MnSi、40Si2MnV、45SiMnTi等。 各種化學(xué)成分含量的多少,對鋼筋機械性能和可焊性的影響極大。
一般建筑用鋼筋在正常情況下不作化學(xué)成分的檢驗,但在選用鋼筋時(shí),仍需注意鋼筋的化學(xué)成分。下面介紹鋼筋中主要的五種元素對其性能的影響。
碳(C):碳與鐵形成化合物滲碳休(Fe3C),材性硬且脆,鋼中含碳量增加滲碳體量就大,鋼的硬度和強度也提高,而塑性和韌性則下降,材性變脆,其焊接性也隨之變差。 錳(Mn):它是煉鋼時(shí)作為脫氧劑加入鋼中的,可使鋼的塑性及韌性下降,因此含量要合適,一般含量在1.5%以下。
硅(Si):它也是作為脫氧劑加入鋼中的,可使鋼的強度和硬度增加。有時(shí)特意加入一些使其含量大于0.4%,但不能超過(guò)0.6%,因為它含量大時(shí)與碳(C)含量大時(shí)的作用一樣。
硫(S):它是一種導致鋼熱脆性、使鋼在焊接時(shí)出現熱裂紋的有害雜質(zhì)。它在鋼中的存在使鋼的塑性和韌性下降。
一般要求其含量不得超過(guò)0.045%。 磷(P):它也是一種有害物質(zhì)。
磷使鋼容易發(fā)生冷脆并惡化鋼的焊接性能,尤其在200℃時(shí),它可使鋼材或焊縫出現冷裂紋。一般要求其含量低于0.045%,即使有些低合金鋼也必須控制在0.050%~0.120%之間。
二、按機械性能分 鋼筋混凝土結構用熱軋鋼筋,過(guò)去大都采用碳鋼。隨著(zhù)普通低合金鋼的發(fā)展,現行熱軋鋼筋,除了碳鋼的3號鋼外,全為普通低合金鋼。
按機械性能把鋼筋分為四級: Ⅰ級鋼筋-235/370級 Ⅱ級鋼筋-335/510級 Ⅲ級鋼筋-370/570 Ⅳ級鋼筋-540/835級 分子是屈服強度,分母是抗拉強度,單位是MPa。 三、按生產(chǎn)工藝及軋制外形分 鋼筋混凝土用鋼筋分為熱軋帶肋鋼筋(GB1499-91)、余熱處理鋼筋(GB13014-91)、熱軋光圓鋼筋(GB13013-91)和普通低碳鋼熱軋圓盤(pán)條。
1、熱軋帶肋鋼筋 熱軋帶肋鋼筋是經(jīng)熱軋成型并自然冷卻的成品鋼筋。它的橫截面通常為圓形,且表面帶有兩條縱肋和沿長(cháng)度方向均勻分布的橫肋,當橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交時(shí),稱(chēng)為月牙形鋼筋;當橫肋的縱截面高度相等,且與縱肋相交時(shí),稱(chēng)為等高肋鋼筋,其形狀見(jiàn)圖1-1和圖1-2,Ⅱ、Ⅲ級帶肋鋼筋,采用月牙肋表面形狀,其尺寸及允許偏差應符合表1-1的規定。
2、余熱處理鋼筋 余熱處理鋼筋是指將鋼材熱軋成型后立即穿水,進(jìn)行表面冷卻控制,然后利用芯部余熱自身完成回火處理所得的成品鋼筋,它也是帶肋鋼筋,目前僅有月牙鋼筋,其鋼筋表面及截面形狀與熱軋帶肋鋼筋相同,余熱處理帶肋鋼筋的級別為Ⅲ級。
鋼材的尺寸和重量 (一)、鋼材長(cháng)度尺寸 鋼材長(cháng)度尺寸是各種鋼材的最基本尺寸,是指鋼材的長(cháng)、寬、高、直徑、半徑、內徑、外徑以及壁厚等長(cháng)度。
鋼材長(cháng)度的法定計量單位是米( m )、厘米( cm )、毫米( mm )。在現行習慣中,也有用英寸(〃)表示的,但它不是法定計量單位。
1. 鋼材的范圍定尺是節省材料的一種有效措施。 范圍定尺就是長(cháng)度或長(cháng)乘寬不小于某種尺寸,或是長(cháng)度、長(cháng)乘寬從多少到多少的尺寸范圍內交貨。
生產(chǎn)單位可以按此尺寸要求進(jìn)行生產(chǎn)供貨。 2. 不定尺(通常長(cháng)度)凡產(chǎn)品尺寸(長(cháng)度或寬度),在標準規定范圍內, 而又不要求固定尺寸的叫不定尺。
不定尺長(cháng)度又叫通常長(cháng)度(通尺)。按不定尺交貨的金屬材料,只要在規定長(cháng)度范圍內交貨即可。
例如,不大于25mm的普通圓鋼,其通常長(cháng)度規定為4-10m,則長(cháng)度在此范圍內的圓鋼都可以交貨。 3. 定尺按訂貨要求切成固定尺寸的稱(chēng)為定尺。
按定尺長(cháng)度交貨時(shí) ,所交金屬材料必須具有需方在訂貨合同中指定的長(cháng)度。例如,合同上注明按定尺長(cháng)度5m交貨,則所交貨的材料必須都是5m長(cháng)的,短于5m或長(cháng)于5m均為不合格。
但實(shí)際上交貨不可能都是5m長(cháng),因此規定了允許有正偏差,而不允許有負偏差。 4. 倍尺按訂貨要求的固定尺寸切成整倍數的稱(chēng)為倍尺。
按倍尺長(cháng)度交貨時(shí) ,所交金屬材料的長(cháng)度必須為需方在訂貨合同中指定的長(cháng)度(叫單倍尺)的整數倍數(另加鋸口)。例如,需方在訂貨合同中要求單倍尺長(cháng)度為2m,那么, 切成雙倍尺時(shí)長(cháng)度即為4m切成3倍尺時(shí)即為6m,并分別加上一個(gè)或兩個(gè)鋸口量。
鋸口量在標準中有規定。倍尺交貨時(shí),只允許有正偏差,不允許出現負偏值。
5. 短尺長(cháng)度小于標準規定的不定尺長(cháng)度下限 ,但不小于允許的最短長(cháng)度的叫短尺。例如,水、煤氣輸送鋼管標準中規定,允許每批有10%的(按根數計算)2-4m長(cháng)的短尺鋼管。
4m即為不定尺長(cháng)度的下限,允許的最短長(cháng)度為2m。 6. 窄尺寬度小于標準規定的不定尺寬度下限,但不小于允許的最窄寬度的叫窄尺。
按窄尺交貨時(shí),必須注意有關(guān)標準規定的窄尺比例和最窄尺。 (二)、鋼材長(cháng)度尺寸舉例 1. 型鋼的長(cháng)度尺寸 ⑴火車(chē)軌的標準長(cháng)度有12.5m和25m兩種。
⑵圓鋼、線(xiàn)材、鋼絲尺寸以直徑d的毫米( mm )數標定。 ⑶方鋼尺寸以邊長(cháng)a的毫米( mm )數標定。
⑷六角鋼、八角鋼尺寸以對邊距離s的毫米( mm )數標定。 ⑸扁鋼的尺寸以寬度b和厚度d的毫米( mm )數標定。
⑹工字鋼、槽鋼的尺寸以腰高h、腿寬b和腰厚d的毫米( mm )數標定。 ⑺等邊角鋼的尺寸以相等邊寬b和邊厚d的毫米(mm)數標定。
不等邊角鋼的尺寸以邊寬B、b和邊厚d的毫米(mm)數標定。 ⑻H型鋼的尺寸以腹板高度h、翼板寬度b和腹板厚度t1、翼板厚度t2的毫米( mm )數標定。
2. 鋼板、鋼帶的長(cháng)度尺寸 ⑴一般以鋼板的厚度 d 的毫米( mm )數標定。而鋼帶則以鋼帶的寬度b和厚度d的毫米( mm )數標定 ⑵單張鋼板有規定的不同尺寸,如熱軋鋼板有:1mm厚的鋼板,有寬度600*長(cháng)度2000mm;650*2000 mm700*1420 mm ;750*1500 mm ;900*1800 mm ;1000*2000 mm 等。
3. 鋼管的長(cháng)度尺寸 ⑴一般以鋼管的外徑 D 、內徑和壁厚 S 的毫米(mm)數標定。 ⑵每種鋼管有規定的不同尺寸,如無(wú)縫鋼管外徑50mm的,壁厚有2.5-10mm的15種;或者說(shuō)相同壁厚5mm的,外徑有32-195mm的2種。
又如焊接鋼管公稱(chēng)口徑25mm 的壁厚有3.25mm的普通鋼管和4mm的加厚鋼管。 (三)、鋼材重量 1. 鋼材的理論重量 鋼材的理論重量是按鋼材的公稱(chēng)尺寸和密度(過(guò)去稱(chēng)為比重)計算得出的重量稱(chēng)之為理論重量。
這與鋼材的長(cháng)度尺寸、截面面積和尺寸允許偏差有直接關(guān)系。由于鋼材在制造過(guò)程中的允許偏差,因此用公式計算的理論重量與實(shí)際重量有一定出入,所以只作為估算時(shí)的參考。
2. 鋼材的實(shí)際重量 鋼材實(shí)際重量是指鋼材以實(shí)際稱(chēng)量(過(guò)磅)所得的重量,稱(chēng)之為實(shí)際重量。實(shí)際重量要比理論重量準確。
3. 鋼材重量的計算方法 ⑴毛重 是“凈重”的對稱(chēng),是鋼材本身和包裝材料合計的總重量。運輸企業(yè)計算運費時(shí)按毛重計算 。
但鋼材購銷(xiāo)中是按凈重計算。 ⑵凈重是“毛重”的對稱(chēng)。
鋼材毛重減去包裝材料重量后的重量,即實(shí)際重量,稱(chēng)之為凈重。在鋼材購銷(xiāo)中一般按凈重計算。
⑶皮重 鋼材包裝材料的重量,稱(chēng)之為皮重。 ⑷重量噸按鋼材毛重計算運費時(shí)使用的重量單位。
其法定計量單位為噸(1000kg),還有長(cháng)噸(英制重量單位1016.16kg)、短噸(美制重量單位907.18kg)。 ⑸計費重量亦稱(chēng)“計費噸”或“運費噸”。
運輸部門(mén)收取運費的鋼材重量。不同的運輸方式,有不同的計算標準和方法。
如鐵路整車(chē)運輸,一般以所使用的貨車(chē)標記載重作為計費重量。公路運輸則是結合車(chē)輛的載重噸位收取運費。
鐵路、公路的零擔,則以毛重若干公斤為起碼計費重量,不足時(shí)進(jìn)整。 (四)、鋼材理論重量計算 鋼材理論重量計算的計量單位為公斤( kg )。
其基本公式為: W (重量,kg ) = F(斷面積 mm2 )* L (長(cháng)度m )*ρ(密度, g/cm3 )* 1/1000 以上只是一些書(shū)面知識,如果你真的想從事鋼材方面的工作的話(huà),盡量要多去一些鋼材網(wǎng)站。
第一章 鋼筋工基本知識 §1-1 鋼筋的分類(lèi) 鋼筋由于品種、規格、型號的不同和在構件中所起的作用不同,在施工中常常有不同的叫法。
對一個(gè)鋼筋工來(lái)說(shuō),只有熟悉鋼筋的分類(lèi),才能比較清楚地了解鋼筋的性能和在構件中所起的作用,在鋼筋加工和安裝過(guò)程中不致發(fā)生差錯。鋼筋的分類(lèi)方法很多,主要有以下幾種:一、按鋼筋在構件中的作用分1、受力筋:是指構件中根據計算確定的主要鋼筋,包括有:受拉筋、彎起筋、受壓筋等。
2、構造鋼筋:是指構件中根據構造要求設置的鋼筋,包括有:分布筋、箍筋、架立筋、橫筋、腰筋等。二、按鋼筋的外形分1、光圓鋼筋:鋼筋表面光滑無(wú)紋路,主要用于分布筋、箍筋、墻板鋼筋等。
直徑6-10mm時(shí)一般做成盤(pán)圓,直徑12mm以上為直條。2、變形鋼筋:鋼筋表面刻有不同的紋路,增強了鋼筋與混凝土的粘結力,主要用于柱、梁等構件中的受力筋。
變形鋼筋的出廠(chǎng)長(cháng)度有9m、12m兩種規格。3、鋼絲:分冷拔低碳鋼絲和碳素高強鋼絲兩種,直徑均在5mm 以下。
4、鋼絞線(xiàn):有3股和7股兩種,常用于預應力鋼筋混凝土構 件中 三、按鋼筋的強度分 在鋼筋混凝土結構中常用的是熱軋鋼筋,熱軋鋼筋按強度可分為四級,HPB235(Ⅰ級鋼),其屈服強度標準值為235MPa;HRB335(Ⅱ級鋼),其屈服強度標準值為335MPa;HRB400(Ⅲ級鋼),其屈服強度標準值為400MPa;RRB400(Ⅳ級鋼),其屈服強度標準值為400MPa。現澆樓板的鋼筋和梁柱的箍筋多采用HPB235級鋼筋;梁柱的受力鋼筋多采用HRB335、HRB400、RRB400級鋼筋。
§1-2鋼筋混凝土結構原理 混凝土和天然石材一樣,是一種脆性材料,鋼筋是一種彈性材料,如果將鋼筋放到混凝土中就可運用到工程結構上的重要部位。這種配有鋼筋的混凝土叫做鋼筋混凝土。
一、鋼筋混凝土結構的工作原理 為什么要將鋼筋和混凝土這兩種材料結合在一起工作呢?其目的是為了充分利用材料的各自?xún)?yōu)點(diǎn),提高結構承載能力。因為混凝土的抗壓能力較強,而抗拉能力卻很弱。
鋼筋的抗拉和抗壓能力都很強。把這兩種材料結合在一起共同工作,充分發(fā)揮了混凝土的抗壓性能和鋼筋的抗拉性能。
我們把凡是由鋼筋和混凝土組成的結構構件統稱(chēng)為鋼筋混凝土結構。 鋼筋和混凝土這兩種物理力學(xué)性能截然不同的材料為什么能夠結合在一起共同工作呢?這主要是由于(1)硬化后的混凝土與鋼筋表面有很強的粘結力;(2)鋼筋和混凝土之間有較接近的溫度膨脹系數,不會(huì )因溫度變化產(chǎn)生變形不同步,從而使鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生錯動(dòng);(3)混凝土包裹在鋼筋表面,能防止鋼筋銹蝕,起保護作用。
混凝土本身對鋼筋無(wú)腐蝕作用,從而保證了鋼筋混凝土構件的耐久性。二、鋼筋混凝土結構的優(yōu)點(diǎn) 鋼筋混凝土結構有著(zhù)許多的優(yōu)點(diǎn):(1)能充分利用材料的力學(xué)性能,提高構件的承載能力,使混凝土應用范圍得到拓寬。
(2)耐久性好,幾乎不需要維修和養護。(3)施工時(shí)能就地利用水泥、砂子、石子等地方材料,可節約鋼材。
(4)可根據設計意圖隨意造型,適應性較強。(5)具有良好的耐火性和抗震性。
鋼筋混凝土結構正是由于有著(zhù)這許多的優(yōu)點(diǎn),所以已被廣泛應用在房屋建筑、市政、道路、橋梁、隧道等許多土建工程中。§1-3鋼筋在構件中的配置 在建筑施工中,用鋼筋混凝土制成的常用構件有梁、板、墻、柱等,這些構件由于在建筑中發(fā)揮的作用不同,所以在其內部配置的鋼筋也不盡相同。
(一)梁內鋼筋的配置 梁在鋼筋混凝土構件中屬于受彎構件。在其內部配置的鋼筋主要有:縱向受力鋼筋、彎起鋼筋、箍筋和架立筋等。
1、縱向受力鋼筋:布置在梁的受拉區,主要作用是承受由 彎矩在梁內產(chǎn)生的拉力。2、彎起鋼筋:彎起段用來(lái)承受彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應力,彎起后的水平段可承受支座處的負彎矩,跨中水平段用來(lái)承受彎矩產(chǎn)生的拉力。
彎起鋼筋的彎起角度有45o和60o兩種。3、箍筋:主要用來(lái)承受由剪力和彎矩在梁內產(chǎn)生的主拉應力,固定縱向受力鋼筋,與其它鋼筋一起形成鋼筋骨架。
鋼箍的形式分開(kāi)口式和封閉式兩種。一般常用的是封閉式。
4、架立筋:設置在梁的受壓區外緣兩側,用來(lái)固定箍筋和 形成鋼筋骨架。(二)板內鋼筋的配置 板在鋼筋混凝土構件中屬于受彎構件。
板內配置有受力鋼筋 和分布鋼筋兩種。1、受力鋼筋:沿板的跨度方向在受拉區配置。
單向板沿短向布置,四邊支承板,沿長(cháng)短邊方向均應布置受力筋。2、分布筋:布置在受力筋的內側,與受力筋垂直。
分布筋的作用是將板面上的荷載均勻地傳給受力鋼筋,同時(shí)在澆注混凝土時(shí)固定受力筋的位置,且能抵抗溫度應力和收縮應力。(三)柱內鋼筋的配置 柱在鋼筋混凝土構件中起受壓、受彎作用。
柱根據外形不同有普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種。柱內配置的鋼筋有縱向鋼筋和箍筋。
縱向鋼筋主要起承受壓力的作用,箍筋起限制橫向變形,有助抗壓強度提高,對縱向鋼筋定位并與縱筋形成鋼筋骨架的作用。柱內箍筋應采用封閉式。
(四)墻內鋼筋的配置 鋼筋混凝土墻內根據需要可配置單層或雙層鋼筋網(wǎng)片,墻體鋼筋網(wǎng)片主要由豎筋和橫筋組成。豎筋的作用主要是承受水平荷載對墻體產(chǎn)生的拉應力,橫筋主要用來(lái)固定豎筋的位置。
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