1、碳素鋼的定義及鋼中五元素 含碳2%以下的鐵碳合金稱為鋼。
碳素鋼中的五元素是指化學成份中的主要組成物,即 C、Si、Mn、S、P(碳、硅、錳、硫、磷)。其次是在煉鋼過程中不可避免地會混入氣體,含O、H、N(氧、氫、氮)。
此外,用鋁—硅脫氧鎮(zhèn)靜工藝中,必然在鋼水中含有 Al,當Als(酸溶鋁)≥0。020%時, 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(diào)整鋼中碳和合金元素含量到規(guī)定范圍之內(nèi),并使P、S、H、O、N等雜質(zhì)的含量降至允 許限量之下。 煉鋼過程實質(zhì)上是一個氧化過程,爐料中過剩的碳被氧化,燃燒成CO氣體逸出,其它Si、P、Mn 等氧化后進入爐渣中。
S部份進入 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。
為了除去鋼中過剩的氧及調(diào)整化學成份,可以添加脫氧劑和鐵合金或合金元素。 3、轉(zhuǎn)爐煉鋼簡介 從魚雷車運來的鐵水經(jīng)過脫硫、擋渣等處理后即可倒入轉(zhuǎn)爐中作為主要爐料,另加10% 以下的廢鋼。
然后,向轉(zhuǎn)爐內(nèi)吹氧燃燒,鐵 水中的過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,即停止吹氧 并出鋼。一般在鋼包中需進行脫氧及調(diào)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(qū)。
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(diào)成份,滿足優(yōu)質(zhì)鋼材的需求。
4、初軋 模鑄鋼錠采取熱裝、熱送新工藝,進入均熱爐加熱,然后通過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行扒皮和探傷,檢驗合格后入庫。 目前初軋廠的產(chǎn)品有初軋板坯、軋制方坯、氧氣瓶用鋼坯、齒輪用圓管坯、鐵路車輛用車軸坯及塑模用鋼等。
初軋板坯主要供應(yīng)熱軋廠作為原料;軋制方坯除部份外供,主要送往高速線材軋機作原料。 由于連鑄板坯的先進性,初軋板坯的需求量大為削減,因此轉(zhuǎn)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)步進式加熱爐加熱,高壓水除鱗后進入粗軋機,粗軋料經(jīng)切頭、尾、再進入精軋機,實施計算機 控制軋制,終軋后即經(jīng)過層流冷卻(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(nèi)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,價格適中,深受廣大用戶喜愛。 寶鋼新投資的一條熱軋酸洗線正在緊張建設(shè)中。
6、冷連軋 用熱軋鋼卷為原料,經(jīng)酸洗去除氧化皮后進行冷連軋,其成品為軋硬卷,由于連續(xù)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,只能用于簡單變形的零件。 軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料,因為熱鍍鋅機組均設(shè)置有退 火線。
軋硬卷重一般在6~13.5噸,鋼卷內(nèi)徑為610mm。 一般冷連軋板、卷均應(yīng)經(jīng)過連續(xù)退火(CAPL機組)或罩式爐退火消除冷作硬化及軋制應(yīng)力,達到相應(yīng)標準規(guī)定的力學性能指標。
冷軋鋼板的表面質(zhì)量、外觀、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,因此深受廣大用戶青睞。 以冷軋鋼卷為基板進行產(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、高抗腐蝕等優(yōu)良品質(zhì),得到了廣泛應(yīng)用。 冷軋鋼卷經(jīng)退火后必須進行精整,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(yīng)用于汽車制造、家電 產(chǎn)品、儀表開關(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(nèi)徑610mm。
7、鋼的力學性能 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(nèi),對試樣緩慢施加單軸向拉伸應(yīng)力,直至試樣被拉斷為止的試驗稱作拉力試驗。 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,金屬存在著力與變形成直線比例的階段,而這個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,能完全恢復原來的形狀,這種變形稱為彈性變形。金屬能保持彈性變形的最大應(yīng)力稱為彈性極限,用σe表示。
7.1.4抗拉強度 試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大負荷除以原橫截面積所得的應(yīng)力,稱作抗拉強度,用σb表示。當材料所受的外應(yīng)力大于其抗拉強度時,將會發(fā)生斷裂。
因此σb越高,則表示它能承受愈大的外應(yīng)。
線材:普線 高線 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(jié)圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結(jié)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(jié)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 無縫管 螺旋管 熱軋無縫 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 在介紹鋼的分類之前先簡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(chǔ),以碳為主要添加元素的合金,統(tǒng)稱為鐵碳合金。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(nèi)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 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1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。
鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1、按品質(zhì)分類 (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.、按化學成份分類 (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:(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類 (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) 無相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類 (1) 建筑及工程用鋼:a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼;b.低合金結(jié)構(gòu)鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結(jié)構(gòu)鋼 a.機械制造用鋼:(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼;(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結(jié)構(gòu)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) 專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。6、綜合分類 (1)普通鋼 a.碳素結(jié)構(gòu)鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金結(jié)構(gòu)鋼 c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼 (2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼) a.結(jié)構(gòu)鋼:(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;(b)合金結(jié)構(gòu)鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)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 (1) 按爐種分 a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)堿性平爐鋼。
b.轉(zhuǎn)爐鋼:(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼;(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?;?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼;(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。
c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應(yīng)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(zhèn)靜鋼;c.鎮(zhèn)靜鋼;d.特殊鎮(zhèn)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ABS、BV、CCS、DNV、GL、KR、LR、NK、RINA等九家船級社認可。
建筑結(jié)構(gòu)鋼板Q345GJB/Q345GJC/Q345GJD/Q420GJC/Q420GJD/Q460GJD(Z15/25/35)橋梁結(jié)構(gòu)鋼板:Q235qC Q345qC Q345qD Q345qE Q390qD Q390qE Q420qD Q420qE 風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(jié)構(gòu)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。
線材:普線 高線 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(jié)圓鋼 合工圓鋼 方管 碳工鋼 軸承鋼 碳結(jié)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(jié)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 無縫管 螺旋管 熱軋無縫 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之前先簡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(chǔ),以碳為主要添加元素的合金,統(tǒng)稱為鐵碳合金。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(nèi)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 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1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外,還有硅、錳、硫、磷等。
鋼的分類方法多種多樣,其主要方法有如下七種:1、按品質(zhì)分類 (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.、按化學成份分類 (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:(1) 鍛鋼;(2) 鑄鋼;(3) 熱軋鋼;(4) 冷拉鋼。4、按金相組織分類 (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) 無相變或部分發(fā)生相變的5、按用途分類 (1) 建筑及工程用鋼:a.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼;b.低合金結(jié)構(gòu)鋼;c.鋼筋鋼。
(2) 結(jié)構(gòu)鋼a.機械制造用鋼:(a)調(diào)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼;(b)表面硬化結(jié)構(gòu)鋼:包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼;(c)易切結(jié)構(gòu)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) 專業(yè)用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。6、綜合分類 (1)普通鋼a.碳素結(jié)構(gòu)鋼:(a) Q195;(b) Q215(A、B);(c) Q235(A、B、C);(d) Q255(A、B);(e) Q275。
b.低合金結(jié)構(gòu)鋼c.特定用途的普通結(jié)構(gòu)鋼 (2)優(yōu)質(zhì)鋼(包括高級優(yōu)質(zhì)鋼)a.結(jié)構(gòu)鋼:(a)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;(b)合金結(jié)構(gòu)鋼;(c)彈簧鋼;(d)易切鋼;(e)軸承鋼;(f)特定用途優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)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 (1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼;(b)堿性平爐鋼。
b.轉(zhuǎn)爐鋼:(a)酸性轉(zhuǎn)爐鋼;(b)堿性轉(zhuǎn)爐鋼?;?(a)底吹轉(zhuǎn)爐鋼;(b)側(cè)吹轉(zhuǎn)爐鋼;(c)頂吹轉(zhuǎn)爐鋼。
c. 電爐鋼:(a)電弧爐鋼;(b)電渣爐鋼;(c)感應(yīng)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(zhèn)靜鋼;c.鎮(zhèn)靜鋼;d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。
鋼筋種類很多,通常按化學成分、機械性能、生產(chǎn)工藝等進行分類。
一、按化學成分分 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成分的檢驗,但在選用鋼筋時,仍需注意鋼筋的化學成分。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。有時特意加入一些使其含量大于0.4%,但不能超過0.6%,因為它含量大時與碳(C)含量大時的作用一樣。
硫(S):它是一種導致鋼熱脆性、使鋼在焊接時出現(xiàn)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,它可使鋼材或焊縫出現(xiàn)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(jié)構(gòu)用熱軋鋼筋,過去大都采用碳鋼。隨著普通低合金鋼的發(fā)展,現(xiàn)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,稱為月牙形鋼筋;當橫肋的縱截面高度相等,且與縱肋相交時,稱為等高肋鋼筋,其形狀見圖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(yīng)符合表1-1的規(guī)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)、鋼材長度尺寸 鋼材長度尺寸是各種鋼材的最基本尺寸,是指鋼材的長、寬、高、直徑、半徑、內(nèi)徑、外徑以及壁厚等長度。
鋼材長度的法定計量單位是米( m )、厘米( cm )、毫米( mm )。在現(xiàn)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(jié)省材料的一種有效措施。 范圍定尺就是長度或長乘寬不小于某種尺寸,或是長度、長乘寬從多少到多少的尺寸范圍內(nèi)交貨。
生產(chǎn)單位可以按此尺寸要求進行生產(chǎn)供貨。 2. 不定尺(通常長度)凡產(chǎn)品尺寸(長度或?qū)挾龋?,在標準?guī)定范圍內(nèi), 而又不要求固定尺寸的叫不定尺。
不定尺長度又叫通常長度(通尺)。按不定尺交貨的金屬材料,只要在規(guī)定長度范圍內(nèi)交貨即可。
例如,不大于25mm的普通圓鋼,其通常長度規(guī)定為4-10m,則長度在此范圍內(nèi)的圓鋼都可以交貨。 3. 定尺按訂貨要求切成固定尺寸的稱為定尺。
按定尺長度交貨時 ,所交金屬材料必須具有需方在訂貨合同中指定的長度。例如,合同上注明按定尺長度5m交貨,則所交貨的材料必須都是5m長的,短于5m或長于5m均為不合格。
但實際上交貨不可能都是5m長,因此規(guī)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(shù)的稱為倍尺。
按倍尺長度交貨時 ,所交金屬材料的長度必須為需方在訂貨合同中指定的長度(叫單倍尺)的整數(shù)倍數(shù)(另加鋸口)。例如,需方在訂貨合同中要求單倍尺長度為2m,那么, 切成雙倍尺時長度即為4m切成3倍尺時即為6m,并分別加上一個或兩個鋸口量。
鋸口量在標準中有規(guī)定。倍尺交貨時,只允許有正偏差,不允許出現(xiàn)負偏值。
5. 短尺長度小于標準規(guī)定的不定尺長度下限 ,但不小于允許的最短長度的叫短尺。例如,水、煤氣輸送鋼管標準中規(guī)定,允許每批有10%的(按根數(shù)計算)2-4m長的短尺鋼管。
4m即為不定尺長度的下限,允許的最短長度為2m。 6. 窄尺寬度小于標準規(guī)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,必須注意有關(guān)標準規(guī)定的窄尺比例和最窄尺。 (二)、鋼材長度尺寸舉例 1. 型鋼的長度尺寸 ⑴火車軌的標準長度有12.5m和25m兩種。
⑵圓鋼、線材、鋼絲尺寸以直徑d的毫米( mm )數(shù)標定。 ⑶方鋼尺寸以邊長a的毫米( mm )數(shù)標定。
⑷六角鋼、八角鋼尺寸以對邊距離s的毫米( mm )數(shù)標定。 ⑸扁鋼的尺寸以寬度b和厚度d的毫米( mm )數(shù)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(shù)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(shù)標定。
不等邊角鋼的尺寸以邊寬B、b和邊厚d的毫米(mm)數(shù)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(shù)標定。
2. 鋼板、鋼帶的長度尺寸 ⑴一般以鋼板的厚度 d 的毫米( mm )數(shù)標定。而鋼帶則以鋼帶的寬度b和厚度d的毫米( mm )數(shù)標定 ⑵單張鋼板有規(guī)定的不同尺寸,如熱軋鋼板有:1mm厚的鋼板,有寬度600*長度2000mm;650*2000 mm700*1420 mm ;750*1500 mm ;900*1800 mm ;1000*2000 mm 等。
3. 鋼管的長度尺寸 ⑴一般以鋼管的外徑 D 、內(nèi)徑和壁厚 S 的毫米(mm)數(shù)標定。 ⑵每種鋼管有規(guī)定的不同尺寸,如無縫鋼管外徑50mm的,壁厚有2.5-10mm的15種;或者說相同壁厚5mm的,外徑有32-195mm的2種。
又如焊接鋼管公稱口徑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尺寸和密度(過去稱為比重)計算得出的重量稱之為理論重量。
這與鋼材的長度尺寸、截面面積和尺寸允許偏差有直接關(guān)系。由于鋼材在制造過程中的允許偏差,因此用公式計算的理論重量與實際重量有一定出入,所以只作為估算時的參考。
2. 鋼材的實際重量 鋼材實際重量是指鋼材以實際稱量(過磅)所得的重量,稱之為實際重量。實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,是鋼材本身和包裝材料合計的總重量。運輸企業(yè)計算運費時按毛重計算 。
但鋼材購銷中是按凈重計算。 ⑵凈重是“毛重”的對稱。
鋼材毛重減去包裝材料重量后的重量,即實際重量,稱之為凈重。在鋼材購銷中一般按凈重計算。
⑶皮重 鋼材包裝材料的重量,稱之為皮重。 ⑷重量噸按鋼材毛重計算運費時使用的重量單位。
其法定計量單位為噸(1000kg),還有長噸(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“計費噸”或“運費噸”。
運輸部門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。
如鐵路整車運輸,一般以所使用的貨車標記載重作為計費重量。公路運輸則是結(jié)合車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,不足時進整。 (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 (長度m )*ρ(密度, g/cm3 )* 1/1000 以上只是一些書面知識,如果你真的想從事鋼材方面的工作的話,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 鋼筋由于品種、規(guī)格、型號的不同和在構(gòu)件中所起的作用不同,在施工中常常有不同的叫法。
對一個鋼筋工來說,只有熟悉鋼筋的分類,才能比較清楚地了解鋼筋的性能和在構(gòu)件中所起的作用,在鋼筋加工和安裝過程中不致發(fā)生差錯。鋼筋的分類方法很多,主要有以下幾種:一、按鋼筋在構(gòu)件中的作用分1、受力筋:是指構(gòu)件中根據(jù)計算確定的主要鋼筋,包括有:受拉筋、彎起筋、受壓筋等。
2、構(gòu)造鋼筋:是指構(gòu)件中根據(jù)構(gòu)造要求設(shè)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:鋼筋表面光滑無紋路,主要用于分布筋、箍筋、墻板鋼筋等。
直徑6-10mm時一般做成盤圓,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(jié)力,主要用于柱、梁等構(gòu)件中的受力筋。
變形鋼筋的出廠長度有9m、12m兩種規(guī)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:有3股和7股兩種,常用于預應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu) 件中 三、按鋼筋的強度分 在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)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?,F(xiàn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的工作原理 為什么要將鋼筋和混凝土這兩種材料結(jié)合在一起工作呢?其目的是為了充分利用材料的各自優(yōu)點,提高結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)構(gòu)構(gòu)件統(tǒng)稱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。 鋼筋和混凝土這兩種物理力學性能截然不同的材料為什么能夠結(jié)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(jié)力;(2)鋼筋和混凝土之間有較接近的溫度膨脹系數(shù),不會因溫度變化產(chǎn)生變形不同步,從而使鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生錯動;(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腐蝕作用,從而保證了鋼筋混凝土構(gòu)件的耐久性。二、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有著許多的優(yōu)點:(1)能充分利用材料的力學性能,提高構(gòu)件的承載能力,使混凝土應(yīng)用范圍得到拓寬。
(2)耐久性好,幾乎不需要維修和養(yǎng)護。(3)施工時能就地利用水泥、砂子、石子等地方材料,可節(jié)約鋼材。
(4)可根據(jù)設(shè)計意圖隨意造型,適應(yīng)性較強。(5)具有良好的耐火性和抗震性。
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正是由于有著這許多的優(yōu)點,所以已被廣泛應(yīng)用在房屋建筑、市政、道路、橋梁、隧道等許多土建工程中?!?-3鋼筋在構(gòu)件中的配置 在建筑施工中,用鋼筋混凝土制成的常用構(gòu)件有梁、板、墻、柱等,這些構(gòu)件由于在建筑中發(fā)揮的作用不同,所以在其內(nèi)部配置的鋼筋也不盡相同。
(一)梁內(nèi)鋼筋的配置 梁在鋼筋混凝土構(gòu)件中屬于受彎構(gòu)件。在其內(nèi)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(qū),主要作用是承受由 彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的拉力。2、彎起鋼筋:彎起段用來承受彎矩和剪力產(chǎn)生的主拉應(yīng)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:主要用來承受由剪力和彎矩在梁內(nèi)產(chǎn)生的主拉應(yīng)力,固定縱向受力鋼筋,與其它鋼筋一起形成鋼筋骨架。
鋼箍的形式分開口式和封閉式兩種。一般常用的是封閉式。
4、架立筋:設(shè)置在梁的受壓區(qū)外緣兩側(cè),用來固定箍筋和 形成鋼筋骨架。(二)板內(nèi)鋼筋的配置 板在鋼筋混凝土構(gòu)件中屬于受彎構(gòu)件。
板內(nèi)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(qū)配置。
單向板沿短向布置,四邊支承板,沿長短邊方向均應(yīng)布置受力筋。2、分布筋:布置在受力筋的內(nèi)側(cè),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,同時在澆注混凝土時固定受力筋的位置,且能抵抗溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力。(三)柱內(nèi)鋼筋的配置 柱在鋼筋混凝土構(gòu)件中起受壓、受彎作用。
柱根據(jù)外形不同有普通箍筋柱和螺旋箍筋柱兩種。柱內(nèi)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(nèi)箍筋應(yīng)采用封閉式。
(四)墻內(nèi)鋼筋的配置 鋼筋混凝土墻內(nèi)根據(jù)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(yīng)力,橫筋主要用來固定豎筋的位置。
1.碳素結(jié)構(gòu)鋼:@生產(chǎn)地腳螺栓、焊接件、鉚釘、薄版 可以買Q195,Q215鋼
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@沖頭、木工工具、虎鉗 買T8鋼 T8Mn鋼
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