第二章钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构对材料的要求 (1)较高的抗拉强度和屈服点f (2)塑性、冲击韧性好 (3)冷加工性能好 (4)可焊性好 (5)耐久性好 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 1、钢结构对材料的要求 （1） 较高的抗拉强度fu和屈服点fy （2） 塑性、冲击韧性好 （3） 冷加工性能好 （4） 可焊性好 （5） 耐久性好 第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure
第二章钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 2、钢材的生产 钢材的生产大致分为炼铁、炼钢和轧制三道工序。 (1)炼钢 炼钢炉有三种形式:转炉、平炉和电炉 转炉钢是利用高压空气或氧气使炉内生铁熔液的碳和其它杂物 氧化,在高温下使铁液变为钢液。(生产周期短,效率高,质量好,成 本低,已经成为国内外发展最快的炼钢方法。) 平炉钢是利用煤气和其它燃料供应热能,把废钢、生铁熔液或 铸铁块和不同的合金元素等冶炼成各种用途的钢。(生产周期长,效率 低,成本高,现已逐步被转炉钢所取代。) 电炉钢是利用电热原理,在电弧炉内冶炼。(质量好,但耗电 量大,成本高,一般只用来冶炼特种用途的钢材。) 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 2、钢材的生产 钢材的生产大致分为炼铁、炼钢和轧制三道工序。 电炉钢是利用电热原理，在电弧炉内冶炼。（质量好，但耗电 量大，成本高，一般只用来冶炼特种用途的钢材。） 炼钢炉有三种形式：转炉、平炉和电炉。 转炉钢是利用高压空气或氧气使炉内生铁熔液的碳和其它杂物 氧化，在高温下使铁液变为钢液。（生产周期短，效率高，质量好，成 本低，已经成为国内外发展最快的炼钢方法。） 平炉钢是利用煤气和其它燃料供应热能，把废钢、生铁熔液或 铸铁块和不同的合金元素等冶炼成各种用途的钢。（生产周期长，效率 低，成本高，现已逐步被转炉钢所取代。） （1）炼 钢
第二章钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure (2)浇注」 浇注是指把熔炼好的钢液做成钢锭或钢坯。 用连续铸造法生产钢坯的工艺和设备,由于机械化、自动化 程度高的优势,已经逐渐取代了笨重而复杂的铸锭工艺和设备 (3)脱氧」 钢液中残留的氧,将使钢材晶粒粗细不均匀并发生热脆,降 低钢材的力学性能。 按照钢液在炼钢炉中进行脱氧的方法和程度不同,碳素结构钢 可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢, 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 浇注是指把熔炼好的钢液做成钢锭或钢坯。 用连续铸造法生产钢坯的工艺和设备，由于机械化、自动化 程度高的优势，已经逐渐取代了笨重而复杂的铸锭工艺和设备。 钢液中残留的氧，将使钢材晶粒粗细不均匀并发生热脆，降 低钢材的力学性能。 按照钢液在炼钢炉中进行脱氧的方法和程度不同，碳素结构钢 可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 （2） 浇 注 （3）脱 氧
第二章钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 沸腾钢。 采用的脱氧剂为脱氧能力较弱的锰,因此脱氧不完全,且浇 注时会有气体逸岀,岀现钢液的沸腾现象,由于沸腾钢在铸模中 冷却很快,气体逸出不完全,凝固后的钢材中留有较多的杂质和 气体,钢的质量较差。 镇静钢 采用锰加硅做脱氧剂,脱氧较完全,由于硅在还原的过程中 会产生热量,使钢液冷却缓慢,让气体充分逸出,钢的质量好, 但成本高。 。半镇静钢 脱氧程度和钢材质量介于上述二者之间。 。特殊镇静钢。1 在锰和硅脱氧后,再用铝补充脱氧,其脱氧程度高于镇静钢。 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure 在锰和硅脱氧后，再用铝补充脱氧，其脱氧程度高于镇静钢。 沸 腾 钢 采用的脱氧剂为脱氧能力较弱的锰，因此脱氧不完全，且浇 注时会有气体逸出，出现钢液的沸腾现象，由于沸腾钢在铸模中 冷却很快，气体逸出不完全，凝固后的钢材中留有较多的杂质和 气体，钢的质量较差。 镇 静 钢 采用锰加硅做脱氧剂，脱氧较完全，由于硅在还原的过程中 会产生热量，使钢液冷却缓慢，让气体充分逸出，钢的质量好， 但成本高。 半 镇 静 钢 特殊镇静钢 脱氧程度和钢材质量介于上述二者之间
第二章钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure (4)加工(热加工、冷加工和热处理) 热加工 指将钢坯加热至塑性状态,依靠外力改变其形状 生产出各种厚度的钢板和型钢。(热加工的开轧和锻 压温度控制在1150-1300°C) 冷加工 指在常温下对钢材进行加工。(冷作硬化现象) 热处理 指通过加热、保温、冷却的操作方法,使钢材的组 织结构发生变化,以获得所需性能的加工工艺。(退火、 正火、淬火和回火) 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第二章 钢结构的材料 Chapter 2 Material of Steel Structure 钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure （4）加工（热加工、冷加工和热处理 ） 热处理 指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组 织结构发生变化，以获得所需性能的加工工艺。（退火、 正火、淬火和回火） 热加工 指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状， 生产出各种厚度的钢板和型钢。（热加工的开轧和锻 压温度控制在1150-1300℃ ） 冷加工 指在常温下对钢材进行加工。（冷作硬化现象）