建筑材料常见问恩解容 第9章建筑钢材 1。建筑钢材土要指哪些材料？建筑钢材有速些优缺点 答：建筑钢材丰要指用于铜结构中的各种型材（如角钢、棉钢、工学钢、圆钢等）、钢 板、解管和用于钢筋混凝上结构中的各种钢筋、钢丝等 建氨钢材材质均匀，具有较高的强度、有良好的事性和切性、能承受冲击和银动药我 可焊接或锦接、易于加工和装配，锅结构安全可靠、构件自重小，所以被广泛应用于建领 工程中。但钢材也有在号锈蚀及附火性差等典点。 2。生铁与钢是如何治炼成的？目，常用的炼钢方法有哪几种？ 答：生 溶剂》按一定比例装入商动巾，在 保件不，东装中的核等r有中发生化子风，移中老来 成一氧化碳和二氧化碳由炉顶排出，使矿广石中的铁和氧分离，透过这种治炼得到的铁中 仍含有较多的碱和确、等杂版，故性能既硬又脆，影响使月。生铁又分为钢生铁（白 口铁)和铸造生铁（灰口铁） 纸是由生铁治炼面成。将生铁在炼钢炉中进一步熔炼，并供给足够的氧气，通过炉 的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而递出，其他杂质划形成氧化物进入护高 中除去，这样可使碳的含量降低，从而得到含碳量合乎要求的产品，即为钢，比过程称为 陈钢。所以将含碳最在2%以下，含有害杂柄较少的铁一碳合金称为锅。 日前，常用的炼钢方法有；空气转护法、氯气转炉法、平炉法，电炉法，建筑钢材 般是采用前三种方法我得。 3。根据脱氧程度不同，浇棒的可分为事几种？其质量如何？ 答：根据脱程发不间，浇特的可分为沸膀钢()、颜静钢（）、半镇降钢6 气泡含量多、化学析较大、成份不均匀、质量较差，但成 领钢服氧充分，浇铸制铜水在模内平的凝因 故称镇静钢。式组织致密，化学 成分均匀，机械性能好，是质量较好的解种。缺点是成木较高、 1
1 建筑材料常见问题解答 第 9 章 建筑钢材 １．建筑钢材主要指哪些材料？建筑钢材有哪些优缺点？ 答：建筑钢材主要指用于钢结构中的各种型材（如角钢、槽钢、工字钢、圆钢等）、钢 板、钢管和用于钢筋混凝土结构中的各种钢筋、钢丝等。 建筑钢材材质均匀，具有较高的强度、有良好的塑性和韧性、能承受冲击和振动荷载、 可焊接或铆接、易于加工和装配，钢结构安全可靠、构件自重小，所以被广泛应用于建筑 工程中。但钢材也存在易锈蚀及耐火性差等缺点。 ２．生铁与钢是如何冶炼成的？目前，常用的炼钢方法有哪几种？ 答：生铁的冶炼是把铁矿石、焦炭、石灰石（助熔剂）按一定比例装入高炉中，在炉 内高温条件下，焦炭中的碳与矿石中的氧化铁发生化学反应，将矿石中的铁还原出来，生 成一氧化碳和二氧化碳由炉顶排出，使矿石中的铁和氧分离，通过这种治炼得到的铁中， 仍含有较多的碳和硫、磷等杂质，故性能既硬又脆，影响使用。生铁又分为炼钢生铁（白 口铁）和铸造生铁（灰口铁）。 钢是由生铁冶炼而成。将生铁在炼钢炉中进一步熔炼，并供给足够的氧气，通过炉内 的高温氧化作用，部分碳被氧化成一氧化碳气体而逸出，其他杂质则形成氧化物进入炉渣 中除去，这样可使碳的含量降低，从而得到含碳量合乎要求的产品，即为钢，此过程称为 炼钢。所以将含碳量在 2%以下，含有害杂质较少的铁—碳合金称为钢。 目前，常用的炼钢方法有：空气转炉法、氧气转炉法、平炉法、电炉法。建筑钢材一 般是采用前三种方法获得。 ３．根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为哪几种？其质量如何？ 答：根据脱氧程度不同，浇铸的钢锭可分为沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）、 特殊镇静钢（TZ）。 沸腾钢脱氧不完全，钢水在浇铸时会产生大量一氧化碳气体逸出，引起钢水沸腾，故 称沸腾钢。沸腾钢组织稀疏、气泡含量多、化学偏析较大、成份不均匀、质量较差，但成 本较低。 镇静钢脱氧充分，浇铸时钢水在锭模内平静的凝固，故称镇静钢。其组织致密，化学 成分均匀，机械性能好，是质量较好的钢种。缺点是成本较高
半镇恰钢的脱氢程度介于静钢和淘之其通最亦介于二者之间 4。锅的分类如何？日前，在建筑工程中常用的钢种是事些？ 答：钢材的种类很多，性质各异，为了便于选用，常将钢不可角度进行分类： )按化学成分可分为碳素钢和合金钢 2)联素根含碳量可分为：低碳钢（含碳量小于Q,25 中碳（含碳量0.25 人贴的的玩责保床具用 能或使其获得某些特殊性能。按合金元素含苹分为：低合金钢（合金元素含量小于器：中 合金解（合金元米含量5~10%）：高合金钢《合金元素含量大于10%)， (4)按钢在熔炼过程中脱氧程度的不问分为：脱氧充分为镇静绑和特殊镇静钢（代为 2和2：脱氧不充分为沈鸦胡（代号为F:介于二者之问为半镇静钢（代号为b. (5)钢孩用途可分为：结构用钢（钢结构用钢和泥凝十结构用钢）：工具钢（制作刀 具、量具、核具等：特殊钢（不锈钢、耐酸钢、时热钢、磁钢等。 (6)钢按主要质最等级分为：普通质最钢、优质钢、特殊质最钢。 目前，在建筑工程中常用的的种是普通碳素结构钢和苦西低合金结构留 5。银材的性能主要有零些方面 答：钢材的性土要包括力学性能、工艺性能和化学性能等，其中力学性能是士要 的性能之 6。钢材的力学性能主有线方面：各用什么方法测定？各用什么表示？ 用钢的强度指标，常用服点和抗拉度表示。 (2)冲击制性是指钢材抵抗冲击花线而不核破坏的能力。冲击制性指标是通过标治 试件的弯曲神击韧性试验确定的。以深蛭神击试件刻悟的背面，使试件承受冲击弯曲而由 裂。将试件冲断的候口处单位截面积上所清耗的功作为钢材的冲击团性指标。用止表示。 ak值愈大，钢材的冲击韧性寒好。 (3)钢材的驶度是指其表面抵抗重物压入产生宠性变形的能力。测定伊度的方法有 布氏法和洛氏法，较常用的方法是布氏法，其硬度指标为布氏硬度值（僧》。 (4)钢村承受交变荷载反复作用时。可能在最大应力远低于足服强度的情况下笑然
2 半镇静钢的脱氧程度介于镇静钢和沸腾钢之间，其质量亦介于二者之间。 ４．钢的分类如何？目前，在建筑工程中常用的钢种是哪些？ 答：钢材的种类很多，性质各异，为了便于选用，常将钢按不同角度进行分类： （1）钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两类。 （2）碳素钢根据含碳量可分为：低碳钢（含碳量小于 0.25%）；中碳钢（含碳量 0.25%～ 0.60%） ；高碳钢（含碳量大于 0.60%）。 （3）合金钢是在碳素钢中加入某些合金元素（锰、硅、钒、钛等），用于改善钢的性 能或使其获得某些特殊性能。按合金元素含量分为：低合金钢（合金元素含量小于 5%）；中 合金钢（合金元素含量 5%～10%）；高合金钢（合金元素含量大于 10%）。 （4）按钢在熔炼过程中脱氧程度的不同分为：脱氧充分为镇静钢和特殊镇静钢（代为 Z 和 TZ）；脱氧不充分为沸腾钢（代号为 F）；介于二者之间为半镇静钢（代号为 b）。 （5）钢按用途可分为：结构用钢（钢结构用钢和混凝土结构用钢）；工具钢（制作刀 具、量具、模具等）；特殊钢（不锈钢、耐酸钢、耐热钢、磁钢等。 （６）钢按主要质量等级分为：普通质量钢、优质钢、特殊质量钢。 目前，在建筑工程中常用的钢种是普通碳素结构钢和普通低合金结构钢。 ５．钢材的性能主要有哪些方面？ 答：钢材的性能主要包括力学性能、工艺性能和化学性能等，其中力学性能是最主要 的性能之一。 ６．钢材的力学性能主要有哪些方面？各用什么方法测定？各用什么表示？ 答：钢材的力学性能主要有：抗拉性能、冲击韧性、硬度和耐疲劳性。 （１）抗拉性能是表示钢材性能的重要指标。钢材抗拉性能采用拉伸试验测定。建筑 用钢的强度指标，通常用屈服点和抗拉强度表示。 （２）冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力。冲击韧性指标是通过标准 试件的弯曲冲击韧性试验确定的。以摆锤冲击试件刻槽的背面，使试件承受冲击弯曲面断 裂。将试件冲断的缺口处单位截面积上所消耗的功作为钢材的冲击韧性指标。用 ak 表示。 ak 值愈大，钢材的冲击韧性愈好。 （３）钢材的硬度是指其表面抵抗重物压入产生塑性变形的能力。测定硬度的方法有 布氏法和洛氏法，较常用的方法是布氏法，其硬度指标为布氏硬度值（HB）。 （４）钢材承受交变荷载反复作用时，可能在最大应力远低于屈服强度的情况下突然
破坏，这种酸坏称为疲劳破坏。钢材疲劳破坏指标用疲劳强度成〔疲劳极限)米表示，它 是指疲劳试验中试件在交变应力作用下，在规定的周期内不发生疲劳服坏所能承受的最大 应力值。 7,低碳钢受拉经历爆四个阶段？这四个阶段各有何特点？ 答：低碳钢受拉轻历四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和须缩阶段。 弹性阶段为一直级，说明应力和应变成正比关系。如卸去拉力，试件能恢复原状。这 种性质即为弹性，该阶段为弹性阶段 屈服阶段，应力应变不再成正比关系，开始出现型性变形，该阶段的应力最低点称为 尼服强度或服点，用云表示。 强化阶段，曲线逐步上升，表示试件在服阶段以后，其抵抗假性变形的能力又重新 提高，这一阶段称为强化阶段。对应于最高点C的应力值称为极限抗拉强度，简称抗拉强 度，用￡表示。 预缩阶段，试件薄弱处急刷缩小，塑性变形迅速增加，产生“须缩现象”，直到断裂。 8,付谓弹性模量？弹性模量反陕钢材什么能力？ 答：应力口与应变【的比值为常数，该常数为弹性模量E(E=口/c),弹性模量反肤钢 材抵抗变形的能力，是计算结构受力变形的重要指标。 9,钢结构设计时般以什么作为强度取值的依据？何谓条件屈服强度？ 答：结构设计时一般以屈服强度￡，作为强度取值的依据。而对屈服现象不明显的中碳 和高碳绑（硬钢），则规定以产生残余变形为原标距长度的0.2所对应的应力值作为屈服强 度，称为条件屈服强度，用fa:表示。 10.何谓屈谥比？屈送比有何意义？ 答：设计中抗拉强度不能利用，但层程比/￡即屈服程度和抗拉强度之比却能反呋钢 材的利用率和结构的安全可靠性，园屈比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性 愈人，因而结构的安全性愈高，但强比太小，则反映钢材不能有效地被利用，造成钢材 浪费。建筑结构钢合理的屈送比一般为0.60-0.75。 11,伸长率如何计算？伸长率表征了钢材的什么能力？8，和6的含义如何？ 答：试件拉新后圆定出拉断后标距部分的长度L:L与试件原标距。比较，教下式可 以计算出伸长率8。 6=[(L,-L)/L]×100% 3
3 破坏，这种破坏称为疲劳破坏。钢材疲劳破坏指标用疲劳强度或（疲劳极限）来表示，它 是指疲劳试验中试件在交变应力作用下，在规定的周期内不发生疲劳破坏所能承受的最大 应力值。 ７．低碳钢受拉经历哪四个阶段？这四个阶段各有何特点？ 答：低碳钢受拉经历四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。 弹性阶段为一直线，说明应力和应变成正比关系。如卸去拉力，试件能恢复原状，这 种性质即为弹性，该阶段为弹性阶段 屈服阶段，应力应变不再成正比关系，开始出现塑性变形，该阶段的应力最低点称为 屈服强度或屈服点,用 fy 表示。 强化阶段，曲线逐步上升，表示试件在屈服阶段以后，其抵抗塑性变形的能力又重新 提高，这一阶段称为强化阶段。对应于最高点 C 的应力值称为极限抗拉强度，简称抗拉强 度，用 fu 表示。 颈缩阶段，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加，产生“颈缩现象”，直到断裂。 ８．何谓弹性模量？弹性模量反映钢材什么能力？ 答：应力σ与应变ε的比值为常数，该常数为弹性模量 E（E=σ/ε），弹性模量反映钢 材抵抗变形的能力，是计算结构受力变形的重要指标。 ９．钢结构设计时一般以什么作为强度取值的依据？何谓条件屈服强度？ 答：结构设计时一般以屈服强度 fy 作为强度取值的依据。而对屈服现象不明显的中碳 和高碳钢（硬钢），则规定以产生残余变形为原标距长度的 0.2%所对应的应力值作为屈服强 度，称为条件屈服强度，用 f0.2 表示。 10．何谓屈强比？屈强比有何意义？ 答：设计中抗拉强度不能利用，但屈强比 fy/fu 即屈服强度和抗拉强度之比却能反映钢 材的利用率和结构的安全可靠性，屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性 愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢材不能有效地被利用，造成钢材 浪费。建筑结构钢合理的屈强比一般为 0.60～0.75。 11．伸长率如何计算？伸长率表征了钢材的什么能力？δ5 和δ10 的含义如何？ 答：试件拉断后测定出拉断后标距部分的长度 L1，L1 与试件原标距 L0 比较，按下式可 以计算出伸长率δ。 δ=[( L1－L0 )/ L0 ]×100%
伸长半表征了钢材的塑性变形能力。山子在塑性变形时颈馆处的变形最大，故若原标 距与试件的直径之比愈大，则颈缩处伸长慎在整个伸长值中的比重愈小，因而计算所得的 仲长率会小些。通常以6，利和6。分别表示【w=山，和【10时的伸长率，d山为试件直径。对 同一种钢材，5，大于8 12.影响钢材冲击韧性因素有些？何谓钢材的冷脆性、脆性临界祖度？为什么“在 负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温度低的钢材”？ 答：钢材的化学成分、内在缺陷、加工工艺及环境温度挥会夢响钢材的冲击初性 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是开始时下降较平缓。当达到一定 温度范田时，冲击韧性会突然下降很多而呈脆性，这种跪性称为钢材的冷跪性。此时的温 度称为脆性临界温度， 钢材的脆性临界温度数慎愈低，说明钢材的低温冲击性能愈好。所以在负湿下使用的 结构，应当选用橙性临界温度较工作温度低的钢材。 13,为什么“对于承受动荷载的结构应该选用时效顿感性小的钢材”？ 答：钢材随时间的延长，其强度提高，塑性和冲击韧性下降，这种现象称为时效。因 时效面导致性能改变的程度称为时效敏感性。完成时效变化的过程可达数十年，但是钢材 如经受冷加工变形，或使用中经受震动和反复萄我的作用，时效可迅速发展。所以，对于 承受动荷我的结构应该选用时效敏5性小的钢材 14,为什么“对于直接承受动荷线而且可能在负温下工作的重要结构必须进行钢材的 冲击韧性检验”？ 答：钢材如经受冷加工变形，或使用中经受震动和反复荷载的作用，时效可迅速发展， 共强度提高，塑性和冲击韧性下降。试验表明。冲击韧性随温度的降低而下降。所以，对 于直接承受动荷载而且可能在负祖下工作的重要结构必须进行钢材的冲击制性检验， 15.什么是钢材的冷弯性能？冷弯试验有何作用？ 答：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯由变形的能力，是钢材的重要工艺性能 冷弯试验能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内组织不均匀、内应 力和夹杂物等缺陷。冷弯试验也能对钢材的辉接质量进行严格的检验，能园示界件受弯表 面是否存在未溶合、裂缝及杂物等敏陷 影响钢材可焊性的主要因素 16,什么是钢材的可坪性？影响钢材可焊性的主要因素有郑些？选用焊接结构用钢应
4 伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由于在塑性变形时颈缩处的变形最大，故若原标 距与试件的直径之比愈大，则颈缩处伸长值在整个伸长值中的比重愈小，因而计算所得的 伸长率会小些。通常以δ5 和δ10 分别表示 L0=5d0 和 L0=10d0时的伸长率，d0 为试件直径。对 同一种钢材，δ5 大于δ10。 12．影响钢材冲击韧性因素有哪些？何谓钢材的冷脆性、脆性临界温度？为什么“在 负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温度低的钢材”？ 答：钢材的化学成分、内在缺陷、加工工艺及环境温度都会影响钢材的冲击韧性。 试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是开始时下降较平缓，当达到一定 温度范围时，冲击韧性会突然下降很多而呈脆性，这种脆性称为钢材的冷脆性。此时的温 度称为脆性临界温度。 钢材的脆性临界温度数值愈低，说明钢材的低温冲击性能愈好。所以在负温下使用的 结构，应当选用脆性临界温度较工作温度低的钢材。 13．为什么“对于承受动荷载的结构应该选用时效敏感性小的钢材”？ 答：钢材随时间的延长，其强度提高，塑性和冲击韧性下降，这种现象称为时效。因 时效而导致性能改变的程度称为时效敏感性。完成时效变化的过程可达数十年，但是钢材 如经受冷加工变形，或使用中经受震动和反复荷载的作用，时效可迅速发展。所以，对于 承受动荷载的结构应该选用时效敏感性小的钢材 14．为什么“对于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钢材的 冲击韧性检验”？ 答：钢材如经受冷加工变形，或使用中经受震动和反复荷载的作用，时效可迅速发展， 其强度提高，塑性和冲击韧性下降。试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降。所以，对 于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钢材的冲击韧性检验。 15．什么是钢材的冷弯性能？冷弯试验有何作用？ 答：冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。 冷弯试验能反映试件弯曲处的塑性变形，能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应 力和夹杂物等缺陷。冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验，能揭示焊件受弯表 面是否存在未熔合、裂缝及杂物等缺陷。 影响钢材可焊性的主要因素 16．什么是钢材的可焊性？影响钢材可焊性的主要因素有哪些？选用焊接结构用钢应
注意哪些？钢材挥接应注意的问题是什么？ 答：钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一孜程度。影响钢材可焊 性的主要因素是化学成分及含量。一般焊接结构用钢应注意速用含碳量较低的氧气转炉或 平炉镇静钢。对于高碳钢及合金钢，为了改善焊接性能，焊接时一般要采用焊前预热及焊 后热处理等措施。 钢材焊接应注意的问题是：冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行：钢筋悍接之前，犁接 部位应清除铁锈、熔常、油污等：应尽量避免不同国家的进口钢前之间或进口钢筋与国产 钢筋之间的界接 17.微量化学元素对钢材性能的影响如何？ 答：微量化学元素对锅材性能的影响 (1)碳(C):碳是决定铜材性质的主要元素。钢材随含碳量的增加，函度和硬度相应 提高，而塑性和物性相应降低。当含量超过1时，钢材的极限登度开始下降。建筑工程用 钢材含碳量不大于0.，。此外，含碳量过高还会增加钢的冷胞性和时效敏感性，路低抗腐 蚀性和可焊性。 (2)硅(S):娃是钢的主要合金元素，是为税氧去疏而加入的，当硅在钢材中的含 量较低〔小于%)时，可提高钢材的发度，而对型性和韧性影响不明品。但若含建量超过 1时，会增加钢材的冷脆性，降低可煤性。 (3)锰(M如)：锰是我国低合金钢的重要合金无素，锰含量一般在1%2%范国内，它 的作用主要是使强度提高，艇还能消减硫和氧引起的热跪性，使钢材的热加工性质改普， (4)疏(S):硫是有害元素。作为非金风硫化物夹杂于钢中，具有强烈的偏析作用， 会降低钢材的各种机城性能。硫化物造成的低培点使钢在焊接时易产生热裂纹，显著降低 可焊性 (5)碎(P):璃为有害元煮.含量提高，钢材的磁度提高，性和制性显著下降，相 别是温度愈低，对韧性和塑性的影响愈大。磷的偏析较严项，使钢材的冷撒性增大，可焊 性降低。但磺可以提高钢的耐密性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元 素使用： (6)氧(O):氧为有害元素。主要存任于非金属火杂物内，可降低钢的机械性能，特 别是韧性。氧有促进时效倾向的作用，使钢的可焊性交差。 (7)氨)：氮对铝材性质的影响与碳，砖相似，使钢材的强度提高，塑性、韧性及
5 注意哪些？钢材焊接应注意的问题是什么？ 答：钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊 性的主要因素是化学成分及含量。一般焊接结构用钢应注意选用含碳量较低的氧气转炉或 平炉镇静钢。对于高碳钢及合金钢，为了改善焊接性能，焊接时一般要采用焊前预热及焊 后热处理等措施。 钢材焊接应注意的问题是：冷拉钢筋的焊接应在冷拉之前进行；钢筋焊接之前，焊接 部位应清除铁锈、熔渣、油污等；应尽量避免不同国家的进口钢筋之间或进口钢筋与国产 钢筋之间的焊接。 17．微量化学元素对钢材性能的影响如何？ 答：微量化学元素对钢材性能的影响 （1）碳（C）：碳是决定钢材性质的主要元素。钢材随含碳量的增加，强度和硬度相应 提高，而塑性和韧性相应降低。当含量超过 1%时，钢材的极限强度开始下降。建筑工程用 钢材含碳量不大于 0.8%。此外，含碳量过高还会增加钢的冷脆性和时效敏感性，降低抗腐 蚀性和可焊性。 （2）硅（Si）：硅是钢的主要合金元素，是为脱氧去硫而加入的。当硅在钢材中的含 量较低（小于 1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显。但若含硅量超过 1%时，会增加钢材的冷脆性，降低可焊性。 （3）锰（Mn）：锰是我国低合金钢的重要合金无素，锰含量一般在 1%～2%范围内，它 的作用主要是使强度提高，锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。 （4）硫 (S)：硫是有害元素。作为非金属硫化物夹杂于钢中，具有强烈的偏析作用， 会降低钢材的各种机械性能。硫化物造成的低熔点使钢在焊接时易产生热裂纹，显著降低 可焊性。 （5）磷 (P)：磷为有害元素。含量提高，钢材的强度提高，塑性和韧性显著下降，特 别是温度愈低，对韧性和塑性的影响愈大。磷的偏析较严重，使钢材的冷脆性增大，可焊 性降低。但磷可以提高钢的耐磨性和耐腐蚀性，在低合金钢中可配合其他元素作为合金元 素使用。 （6）氧 (O)：氧为有害元素。主要存在于非金属夹杂物内，可降低钢的机械性能，特 别是韧性。氧有促进时效倾向的作用，使钢的可焊性变差。 （7）氮 (N)：氮对钢材性质的影响与碳、磷相似，使钢材的强度提高，塑性、韧性及
冷弯性能显著下降。氯可加刷钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 (8)铝、钛、钒、银：均为炼钢时的强税氧剂，能提高钢材强度，改善初性和可焊性， 是常用的合金元素。 18,什么是钢材的冷加工、冷加工强化处理和时效处理？钢前经冷拉时效处理后。性 能有有变化？ 答：冷加工是指解材在常温下进行的加工。钢材经冷加工产生罗性变形，从而提高共 屈服强度，这一过程称为冷加工强化处理，将经过冷拉的钢筋于常温下存放15一20，或加 热到100一200℃并保持2h左右，这个过程称为时效处理。前者称为白然时效，后者称为人 工时效。 钢筋冷拉以后再经过时效处理，共服点、抗拉强度及硬度进一步提高。塑性及韧性 维续降低。 19.：建筑钢材可分为事两类？所用钢种及其如工方式如何？ 答：建筑钢材可分为钢结构用型钢和钢筋混凝土结构用钢筋。各种型拼和钢筋的性能 主要应决于所用钢种及其加工方式，在建筑工程中，钢结构所用的各种型钢和钢锅泥凝土 结构所有的各种钢筋、钢丝，锚具等钢材基本上都是碳素结构钢和低合金结构钢等钢种经 热轧或冷轧、冷规、热处理等工艺加工面成。 0,碳素结构钢包括爆些材料？其牌号如何表示？其技术要求有耳些？各类牌号钢材 的性能和用途如何？ 答：碳素结构钢包括一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带、型钢等。现行国家标准《碳 素结构钢》(7D019网)兵体规定了它的牌号表示方法、代号和符号、技术要求、试验方 法、检验规则等。 (1)牌号表示方法：标准中规定：燕素结构钢按屈服点的数值(P©)分为195、215、 235、255、275五种：按硫、磷杂质的含量由多到少分为A、B、C、D四个质量等级：按照 脱氧程度不同分为特殊镇静钢(T2)、镇静钢(？)、半镇静钢(b)和沛鸷钢(F), 钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级和悦氧程度四个部分按顺序组 成。对于镇静钢和特妹镇静钢，在钢的牌号中可予省略，如25一1中，表示服点为5MPa 的A级沸稀钢：235一C表示屈服点为235Pa的C级镇静钢。 (2)技术要求：碳素结构钢的技术要求包括化学成分、力学性能、治炼方法、交货默 态及表面所量五个方面
6 冷弯性能显著下降。氮可加剧钢材的时效敏感性和冷脆性，降低可焊性。 （8）铝、钛、钒、铌：均为炼钢时的强脱氧剂，能提高钢材强度，改善韧性和可焊性， 是常用的合金元素。 18．什么是钢材的冷加工、冷加工强化处理和时效处理？钢筋经冷拉时效处理后，性 能有何变化？ 答：冷加工是指钢材在常温下进行的加工。钢材经冷加工产生塑性变形，从而提高其 屈服强度，这一过程称为冷加工强化处理。将经过冷拉的钢筋于常温下存放 15～20d，或加 热到 100～200℃并保持 2h 左右，这个过程称为时效处理。前者称为自然时效，后者称为人 工时效。 钢筋冷拉以后再经过时效处理，其屈服点、抗拉强度及硬度进一步提高，塑性及韧性 继续降低。 19．：建筑钢材可分为哪两类？所用钢种及其加工方式如何？ 答：建筑钢材可分为钢结构用型钢和钢筋混凝土结构用钢筋。各种型钢和钢筋的性能 主要取决于所用钢种及其加工方式。在建筑工程中，钢结构所用的各种型钢和钢筋混凝土 结构所有的各种钢筋、钢丝、锚具等钢材基本上都是碳素结构钢和低合金结构钢等钢种经 热轧或冷轧、冷拔、热处理等工艺加工而成。 20．碳素结构钢包括哪些材料？其牌号如何表示？其技术要求有哪些？各类牌号钢材 的性能和用途如何？ 答：碳素结构钢包括一般结构钢和工程用热轧钢板、钢带、型钢等。现行国家标准《碳 素结构钢》（GB700-1988）具体规定了它的牌号表示方法、代号和符号、技术要求、试验方 法、检验规则等。 （1）牌号表示方法：标准中规定：碳素结构钢按屈服点的数值（MPa）分为 195、215、 235、255、275 五种；按硫、磷杂质的含量由多到少分为 A、B、C、D 四个质量等级；按照 脱氧程度不同分为特殊镇静钢（TZ）、镇静钢（Z）、半镇静钢（b）和沸腾钢（F）。 钢的牌号由代表屈服点的字母 Q、屈服点数值、质量等级和脱氧程度四个部分按顺序组 成。对于镇静钢和特殊镇静钢，在钢的牌号中可予省略。如 Q235—A·F，表示屈服点为 235MPa 的 A 级沸腾纲；Q235—C 表示屈服点为 235MPa 的 C 级镇静钢。 （2）技术要求：碳素结构钢的技术要求包括化学成分、力学性能、冶炼方法、交货状 态及表面质量五个方面
(3)各类牌号钢材的性能和用途：钢材随钢号的增大，含碳量增加，强度和硬度相应 提高，而塑性和韧性则降低。 建筑工程中应用最广泛的是Q235号钢。其含碳量为0.1性~0.22%，属低碳锅，具有较 高的强度，良好的型性、韧性及可挥性，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝上用 钢要求，且成木较低，在钢结构中主要使用2器5钢轧制成的各种型钢、钢板。 Q195、215号钢，强度较低，留性和制性较好，易于冷加工，常用作钢钉、算钉、 螺栓及铁控等。Q215号钢经冷加工后可代替Q235号绑使用 g255、275号钢，强度较高、但塑性、制性较差，可焊性也差，不易焊接和冷弯加工， 可用于轧制带肋钢筋或作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等， 21,何明低合金高强度结构钢？低命金高强度结构钢在应用上有何特点？其牌号如何表 示 容：低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添如少量的一种或几种合金元素（总 含量小于头》的一种结构钢。其日的是为了提高钢的届服强度、抗拉耳度、时性、耐蚀性及 耐低湿性能等。 它是综合性较为想的建筑钢材，尤其在大骑度、承受动荷机和冲击荷载的结构中更活用。 另外，与使用碳素钢相比，可节约钢材2X%一%，而成本并不很高。 牌号表示方法：根据国家标准《低合金高强度结构解》(G讯1591一1994)规定，共有五 个牌号。其牌号的表示方法由屈服点字母Q、服点数值、质量等级（分A、B、C,D、E五 级)三个部分组成。 2.试述碳素结构铜和低合金钢在工程中的应用。 答：我回建筑用热轧型钢主要采用碳素结构钢235一A,共强度适中，塑性及可焊性较 好，成木低，适合建筑工程使用。在钢结构设计规范中，推荐使用的低合金钢主要有两种： Q345及Q390,用于大黔度、承受动荷载的钢结构中。 建筑用钢板及钢带主要是碳素结构钢。一些重型结构、大跨度析梁、高压容器等也采 用低合金钢板。 钢筋混凝上结构用的钢筋和钢丝，主要由碳素结构锅或低合金结构钢轧制而成，主受 品种有热轧钢畅、冷加工钢筋、热处理钢筋、预应力泥凝上用钢丝和钢饺线。 HP25缓钢筋：是用25碳素结构钢轧制而成的光圆钢筋。它的强度较低，但具有塑 性好，伸长率高姿态(6，>5%)，便于膏折成型，容易想接等特点，它的使用范田很广
7 （3）各类牌号钢材的性能和用途：钢材随钢号的增大，含碳量增加，强度和硬度相应 提高，而塑性和韧性则降低。 建筑工程中应用最广泛的是 Q235 号钢。其含碳量为 0.14%～0.22%，属低碳钢，具有较 高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土用 钢要求，且成本较低。在钢结构中主要使用 Q235 钢轧制成的各种型钢、钢板。 Q195、Q215 号钢，强度较低、塑性和韧性较好，易于冷加工，常用作钢钉、铆钉、 螺栓及铁丝等。Q215 号钢经冷加工后可代替 Q235 号钢使用。 Q255、Q275 号钢，强度较高、但塑性、韧性较差，可焊性也差，不易焊接和冷弯加工， 可用于轧制带肋钢筋或作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等。 21．何谓低合金高强度结构钢？低合金高强度结构钢在应用上有何特点？其牌号如何表 示？ 答：低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元素（总 含量小于 5%）的一种结构钢。其目的是为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及 耐低温性能等。 它是综合性较为理想的建筑钢材，尤其在大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构中更适用。 另外，与使用碳素钢相比，可节约钢材20%～30%，而成本并不很高。 牌号表示方法：根据国家标准《低合金高强度结构钢》（GB1591—1994）规定，共有五 个牌号。其牌号的表示方法由屈服点字母 Q、屈服点数值、质量等级（分 A、B、C、D、E 五 级）三个部分组成。 22．试述碳素结构钢和低合金钢在工程中的应用。 答：我国建筑用热轧型钢主要采用碳素结构钢 Q235—A，其强度适中，塑性及可焊性较 好，成本低，适合建筑工程使用。在钢结构设计规范中，推荐使用的低合金钢主要有两种： Q345 及 Q390，用于大跨度、承受动荷载的钢结构中。 建筑用钢板及钢带主要是碳素结构钢。一些重型结构、大跨度桥梁、高压容器等也采 用低合金钢板。 钢筋混凝土结构用的钢筋和钢丝，主要由碳素结构钢或低合金结构钢轧制而成。主要 品种有热轧钢筋、冷加工钢筋、热处理钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线。 HPB235 级钢筋：是用 Q235 碳素结构钢轧制而成的光圆钢筋。它的强度较低，但具有塑 性好，伸长率高姿态（δ5 ＞25％ ），便于弯折成型，容易焊接等特点。它的使用范围很广
可用作中、小型钢筋混凝上结构的主要受力钢筋，构件的箍筋，钢、木结构的拉杆等：可 作为冷轧带助钢筋的原材科，盘条还可作为冷拔低碳钢丝原材料。 B335、RB400级钢筋：用低合金镇静钢和半镇静钢轧制，以硅、锰作为主要固溶强 化元素。其强度较高，型性和可焊性较好。钢筋表面轧有通长的纵助和均匀分布的横助， 从而加送了钢筋混凝土之间的粘结力。用R$335、RB400级钢筋作为钢筋混凝士结构的受 力钢防，比使用235级钢筋可节省钢材0%0%，因此，广泛用于大、巾型钢筋混凝 土结构的主前。冷拉后也可作预应力筋。 HB5缓钢筋：用中碳低合金镇静钢轧制而成，其中以硅、缸为主要合金元素，使之 在提高促度的同时保证其塑性和切性。它是房屋建筑的主要顶应力钢筋。 预应力混凝土用热处理钢筋，是用热轧带肋钢筋经淬火和回火调质处理后的钢筋： 热轧圆盘经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均分布的三面或两面慌助，即成为冷轧 带肋钢筋。 冷拔：碳钢丝是由直径为6一8m的Q195、Q215或235热轧园条经冷拔而成， 冷轧扭钢筋是用低碳拼热轧圆盘条专用钢筋经冷轧扭机调直、冷轧并冷扭一次成形， 规定截面形状和节距的连续螺枕状钢筋。 侦应力凝土用锅丝是用优质碳素结构钢制成， 侦应力凝土用解纹线，是以数根优质碳素结构钢拼蛇经蚁稔和清除内应力的热处理 后制成。 23.钢材的锈蚀可分为娜两类？ 答：钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两类。 化学锈蚀：指钢材直接与周田介厦发生化学反应面产生的锈蚀，这种锈蚀多颈是氧化 作用，使钢材表面形成疏松的铁氧化。 电化学锈蚀：是由于金属表面形成了原电池而产生的锈蚀 24,如何防止钢材的锈蚀？ 答：(1)钢材在使用中锈蚀的防止 钢给构助止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆，常用底漆有红丹、环氧富锌读、铁红环 氧底漆等，而漆有灰铅油、船酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸捷锌或镀锌后加 涂型料涂层，这种方法效果最好，但价格较高 混凝土配篇的防锈措施，主要是根据结构的性质和所处环境条件等，考虑混凝士的质
8 可用作中、小型钢筋混凝土结构的主要受力钢筋，构件的箍筋，钢、木结构的拉杆等；可 作为冷轧带肋钢筋的原材料，盘条还可作为冷拔低碳钢丝原材料。 HRB335、HRB400 级钢筋：用低合金镇静钢和半镇静钢轧制，以硅、锰作为主要固溶强 化元素。其强度较高，塑性和可焊性较好。钢筋表面轧有通长的纵肋和均匀分布的横肋， 从而加强了钢筋混凝土之间的粘结力。用 HRB335、HRB400 级钢筋作为钢筋混凝土结构的受 力钢筋，比使用 HPB235 级钢筋可节省钢材 40％～50％，因此，广泛用于大、中型钢筋混凝 土结构的主筋。冷拉后也可作预应力筋。 HRB500 级钢筋：用中碳低合金镇静钢轧制而成，其中以硅、锰为主要合金元素，使之 在提高强度的同时保证其塑性和韧性。它是房屋建筑的主要预应力钢筋。 预应力混凝土用热处理钢筋，是用热轧带肋钢筋经淬火和回火调质处理后的钢筋。 热轧圆盘经冷轧后，在其表面带有沿长度方向均分布的三面或两面横肋，即成为冷轧 带肋钢筋。 冷拔低碳钢丝是由直径为 6 ～8mm 的 Q195、Q215 或 Q235 热轧圆条经冷拔而成， 冷轧扭钢筋是用低碳钢热轧圆盘条专用钢筋经冷轧扭机调直、冷轧并冷扭一次成形， 规定截面形状和节距的连续螺旋状钢筋。 预应力混凝土用钢丝是用优质碳素结构钢制成， 预应力混凝土用钢绞线，是以数根优质碳素结构钢钢丝经绞捻和消除内应力的热处理 后制成。 23．钢材的锈蚀可分为哪两类？ 答：钢材的锈蚀可分为化学锈蚀和电化学锈蚀两类。 化学锈蚀：指钢材直接与周围介质发生化学反应而产生的锈蚀，这种锈蚀多数是氧化 作用，使钢材表面形成疏松的铁氧化。 电化学锈蚀：是由于金属表面形成了原电池而产生的锈蚀。 24．如何防止钢材的锈蚀？ 答：（1）钢材在使用中锈蚀的防止 钢结构防止锈蚀的方法通常是采用表面刷漆，常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环 氧底漆等，面漆有灰铅油、醋酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可采用热浸镀锌或镀锌后加 涂塑料涂层，这种方法效果最好，但价格较高。 混凝土配筋的防锈措施，主要是根据结构的性质和所处环境条件等，考虑混凝土的质
量要求。即限制水灰比，并加强生产演工管理，以保证混凝土的密实性，以及保证足够的 保护尽厚度和限切氯盐外加村的携用量。 对于预应力钢简，一般含碳量较高，又多系经过变形加工或冷拉，因面对锅快破坏较 敏感，特别是高强度热处理網筋，容易产生应力辆烛现象。故重要的预应力承重结构，除 不修擦用气盐外，还应对原材料进行严格检绘控制。 (2)金储中钢材锈烛的防止 保护会属材料的防护与包装，不使根坏。创陆有利的保管环境。在金属表面欲数一层 防锈油（剂）。如西检有，经常淮护保养. 9
9 量要求，即限制水灰比，并加强生产施工管理，以保证混凝土的密实性，以及保证足够的 保护层厚度和限制氯盐外加剂的掺用量。 对于预应力钢筋，一般含碳量较高，又多系经过变形加工或冷拉，因而对锈蚀破坏较 敏感，特别是高强度热处理钢筋，容易产生应力锈蚀现象。故重要的预应力承重结构，除 不能掺用氯盐外，还应对原材料进行严格检验控制。 （2）仓储中钢材锈蚀的防止 保护金属材料的防护与包装，不使损坏。创造有利的保管环境。在金属表面涂敷一层 防锈油（剂）。加强检查，经常维护保养