第1章 工程材料
1.7 建筑钢材
建筑钢材主要指用于钢结构中各种型材(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。它具有较高的强度、良好的塑性和韧性,能承受冲击荷载和振动荷载,易于加工和装配等优点,所以被广泛地应用于建筑工程中。但钢材具有易锈蚀、耐火性差的缺点。
1.7.1 钢材的化学成分及其影响
钢的化学成分是以铁(Fe)为主要元素并含少量碳(C)、硅(si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(s)等诸多元素的金属材料。这些元素虽然含量不大,但对钢材性能却有重要影响。
1.碳(C)
碳是形成钢材强度的主要成分。材料中大部分空间内为柔软的纯铁体,而化合物渗碳体(Fe,c)及渗碳体与纯铁体的混合物一珠光体则十分坚硬,它们形成网络夹杂于纯铁体之间。钢的强度来自渗碳体与珠光体。含碳量提高,则钢材强度提高,但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降。因此不能用含碳量高的钢材,以便保持其钢材的优良性能。按碳含量区分,小于0.25%的为低碳钢,大于0.25%而小于0.6%的为中碳钢,大于0.6%的为高碳钢。
2.锰(Mn)
锰是有益元素,它能显著提高钢材的强度但不过多降低塑性和冲击韧性。锰有脱氧作用,是弱脱氧剂。锰还能消除硫对钢的热脆影响。碳素钢中锰是有益的杂质,在低合金钢中它是合金元素。一般碳素钢中锰含量在0.9%以下。
3.硅(Si)
硅是有益元素,是强脱氧剂。硅能使钢材的粒度变细,控制适量时可提高强度而不显著影响塑性、韧性、冷弯性能及可焊性。通常碳素钢中硅含量小于0.3%。
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