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1、钢结构基础知识系列讲座之一钢结构基础知识系列讲座之一钢桥及结构用钢钢桥及结构用钢2009.111A第一部分第一部分钢的分类和钢板新国家标准钢的分类和钢板新国家标准2A1.1.1.1.钢的分类钢的分类钢的分类钢的分类 按不同方式钢可以有很多种分类按不同方式钢可以有很多种分类按不同方式钢可以有很多种分类按不同方式钢可以有很多种分类3A1.1 1.1 按化学成份分类按化学成份分类按是否加入合金元素按是否加入合金元素按是否加入合金元素按是否加入合金元素,可分为碳素钢和合金钢可分为碳素钢和合金钢可分为碳素钢和合金钢可分为碳素钢和合金钢:碳素钢是指钢中除为了脱氧而加入硅碳素钢是指钢中除为了脱氧而加入硅碳素
2、钢是指钢中除为了脱氧而加入硅碳素钢是指钢中除为了脱氧而加入硅(Si)(Si)(Si)(Si)、锰（、锰（、锰（、锰（MnMnMnMn）等合金元素外，不含其它合金元素的钢。等合金元素外，不含其它合金元素的钢。等合金元素外，不含其它合金元素的钢。等合金元素外，不含其它合金元素的钢。vv按含碳量高低又可分为按含碳量高低又可分为按含碳量高低又可分为按含碳量高低又可分为 低碳钢低碳钢低碳钢低碳钢 C0.25%C0.25%C0.25%C0.25%中碳钢中碳钢中碳钢中碳钢 0.25%C0.60%0.25%C0.60%0.25%C0.60%0.25%C0.60%高碳钢高碳钢高碳钢高碳钢 C C C C0.60
3、%0.60%0.60%0.60%4A 合金钢合金钢合金钢合金钢 指除指除指除指除SiSiSiSi，MnMnMnMn等元素外等元素外等元素外等元素外 还含有其它合金元素（如铬、还含有其它合金元素（如铬、还含有其它合金元素（如铬、还含有其它合金元素（如铬、镍、钼、钛、钒、铜、铝、铌等和稀有元素，有的还含有某镍、钼、钛、钒、铜、铝、铌等和稀有元素，有的还含有某镍、钼、钛、钒、铜、铝、铌等和稀有元素，有的还含有某镍、钼、钛、钒、铜、铝、铌等和稀有元素，有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等）的钢。些非金属元素（如硼、氮等）的钢。些非金属元素（如硼、氮等）的钢。些非金属元素（如硼、氮等）的钢。vv按钢中所
4、含的主要合金元素不同，可分为锰钢、硅钢、硼钢按钢中所含的主要合金元素不同，可分为锰钢、硅钢、硼钢按钢中所含的主要合金元素不同，可分为锰钢、硅钢、硼钢按钢中所含的主要合金元素不同，可分为锰钢、硅钢、硼钢等等等等5A1.2 1.2 按冶炼方法分类按冶炼方法分类按冶炼方法分类按冶炼方法分类 按炼钢炉设备的不同，可分为转炉钢、电炉钢、平炉按炼钢炉设备的不同，可分为转炉钢、电炉钢、平炉按炼钢炉设备的不同，可分为转炉钢、电炉钢、平炉按炼钢炉设备的不同，可分为转炉钢、电炉钢、平炉钢。平炉钢工艺落后已基本不采用。钢。平炉钢工艺落后已基本不采用。钢。平炉钢工艺落后已基本不采用。钢。平炉钢工艺落后已基本不采用。6
5、A1.3 1.3 按脱氧程度分类按脱氧程度分类按脱氧程度分类按脱氧程度分类（1 1）沸腾钢（）沸腾钢（）沸腾钢（）沸腾钢（F F）沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，性能差。沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，性能差。沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，性能差。沸腾钢脱氧不完全，组织不致密，性能差。结构一般不用沸腾钢。结构一般不用沸腾钢。结构一般不用沸腾钢。结构一般不用沸腾钢。（2 2）镇静钢）镇静钢）镇静钢）镇静钢 （Z Z）脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能脱氧完全，组织致密，成分较均匀，性能较好。较好。较好。较好。（3 3）半镇静钢
6、）半镇静钢）半镇静钢）半镇静钢 脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间。(新规新规新规新规范已取消范已取消范已取消范已取消)7A1.4 1.4 按质量分类按质量分类按质量分类按质量分类（1 1）普通钢）普通钢）普通钢）普通钢 S0.05%S0.05%，P0.045%P0.045%（2 2）优质钢）优质钢）优质钢）优质钢 S0.035%S0.035%，P0.035%P0.035%（3 3）高级优质钢）高级优质钢）高级优质钢）高级优质钢 S0.030%S0.030%，P0.030%P0.030%8A1.5 1.
7、5 按用途分按用途分按用途分按用途分（1 1）结构钢）结构钢）结构钢）结构钢 包括碳素结构钢和合金结构钢包括碳素结构钢和合金结构钢包括碳素结构钢和合金结构钢包括碳素结构钢和合金结构钢 碳素结构钢一般碳素结构钢一般碳素结构钢一般碳素结构钢一般S0.055%S0.055%，P0.045%P0.045%优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢S S、P P含量均小于含量均小于含量均小于含量均小于0.040%0.040%（2 2）合金结构钢）合金结构钢）合金结构钢）合金结构钢 在优质碳素钢的基础上，适当加入一种或在优质碳素钢的基础上，适当加入一种或在优质碳素钢的基础上，适当加入一种或在
8、优质碳素钢的基础上，适当加入一种或多种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。多种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。多种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。多种合金元素，用来提高钢的强度、韧性和淬透性。9A（3 3）工具钢）工具钢）工具钢）工具钢 包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢（4 4）特殊性能钢）特殊性能钢）特殊性能钢）特殊性能钢 如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金如轴承钢、不锈钢、弹簧钢、高温合金钢等钢
9、等钢等钢等10A2.2.板带钢的分类板带钢的分类板带钢的分类板带钢的分类vv板带钢产量在钢材中所占比例约为板带钢产量在钢材中所占比例约为板带钢产量在钢材中所占比例约为板带钢产量在钢材中所占比例约为45%65%45%65%vv板带钢的宽度板带钢的宽度板带钢的宽度板带钢的宽度B B与厚度与厚度与厚度与厚度H H比值很大，一般比值很大，一般比值很大，一般比值很大，一般B/HB/H可达可达可达可达50005000以以以以上。上。上。上。11A 板材板材板材板材-宽厚比和表面积很大的扁平钢材宽厚比和表面积很大的扁平钢材宽厚比和表面积很大的扁平钢材宽厚比和表面积很大的扁平钢材vv通常是对剪切成定尺长度的产
10、品而言，成卷供应的称为带钢通常是对剪切成定尺长度的产品而言，成卷供应的称为带钢通常是对剪切成定尺长度的产品而言，成卷供应的称为带钢通常是对剪切成定尺长度的产品而言，成卷供应的称为带钢或板卷，其中宽度大于或板卷，其中宽度大于或板卷，其中宽度大于或板卷，其中宽度大于600mm600mm称宽带钢，小于称宽带钢，小于称宽带钢，小于称宽带钢，小于600mm600mm称窄称窄称窄称窄带钢。带钢。带钢。带钢。vv具有一定定尺长度板材常称为钢板具有一定定尺长度板材常称为钢板具有一定定尺长度板材常称为钢板具有一定定尺长度板材常称为钢板 12A2.1 2.1 按规格不同分按规格不同分按规格不同分按规格不同分（1
11、1）中厚板）中厚板）中厚板）中厚板vv中板中板中板中板 厚度厚度厚度厚度 420mm420mmvv厚板厚板厚板厚板 厚度厚度厚度厚度 2060mm2060mmvv特厚板特厚板特厚板特厚板 厚度厚度厚度厚度 60160mm60160mm（2 2）薄板（包括带钢）薄板（包括带钢）薄板（包括带钢）薄板（包括带钢）厚度厚度厚度厚度 0.24mm0.24mmvv 极薄带材（箔材）极薄带材（箔材）极薄带材（箔材）极薄带材（箔材）厚度厚度厚度厚度 0.0010.2mm0.0010.2mm13A 2.2 2.2 按生产方法分类按生产方法分类按生产方法分类按生产方法分类（1 1）热轧钢板）热轧钢板）热轧钢板）热
12、轧钢板-钢坯加热后进行轧制钢坯加热后进行轧制钢坯加热后进行轧制钢坯加热后进行轧制（2 2）冷轧钢板）冷轧钢板）冷轧钢板）冷轧钢板-钢坯不加热进行轧制，一般用于轧制极薄钢坯不加热进行轧制，一般用于轧制极薄钢坯不加热进行轧制，一般用于轧制极薄钢坯不加热进行轧制，一般用于轧制极薄板板板板14A2.3 2.3 按用途分类按用途分类按用途分类按用途分类vv桥梁钢板、结构钢板、锅炉钢板、造船钢板、汽车钢板、桥梁钢板、结构钢板、锅炉钢板、造船钢板、汽车钢板、桥梁钢板、结构钢板、锅炉钢板、造船钢板、汽车钢板、桥梁钢板、结构钢板、锅炉钢板、造船钢板、汽车钢板、装甲钢板、电工钢板、弹簧钢板等装甲钢板、电工钢板、弹
13、簧钢板等装甲钢板、电工钢板、弹簧钢板等装甲钢板、电工钢板、弹簧钢板等15A 2.4 2.4 按表面特征分类按表面特征分类按表面特征分类按表面特征分类vv镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）镀锌板（热镀锌板、电镀锌板）vv镀锡板镀锡板镀锡板镀锡板vv复合钢板复合钢板复合钢板复合钢板vv彩色涂层钢板彩色涂层钢板彩色涂层钢板彩色涂层钢板16A3.3.建筑结构用钢的新国家标准建筑结构用钢的新国家标准建筑结构用钢的新国家标准建筑结构用钢的新国家标准 我国建筑结构用钢板采用下列国家标准：我国建筑结构用钢板采用下列国家标准：我国建筑结构用钢板采用下列国家标准：
14、我国建筑结构用钢板采用下列国家标准：碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢建筑结构用钢板建筑结构用钢板建筑结构用钢板建筑结构用钢板 低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢桥梁用结构钢桥梁用结构钢桥梁用结构钢桥梁用结构钢17A3.1 3.1 碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢（1 1）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢）普通碳素结构钢-常用的钢种常用的钢种常用的钢种常用的钢种 国标国标国标国标碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢碳素结构钢（GB/T700-2006GB/T700-2006）牌号牌号牌号牌号 质量等级质量等级质量等级质量等级 Q195
15、 -Q195 -Q215 A Q215 A、B B Q235 A Q235 A、B B、C C、D D Q275 A Q275 A、B B、C C、D D Q -Q -屈服强度的屈服强度的屈服强度的屈服强度的“屈屈屈屈”字汉语拼音字汉语拼音字汉语拼音字汉语拼音 235-235-屈服强度值（屈服强度值（屈服强度值（屈服强度值（MPaMPa）按厚度为）按厚度为）按厚度为）按厚度为16mm16mm定义定义定义定义 18A 2006 2006标准较标准较标准较标准较19881988标准作了如下修改标准作了如下修改标准作了如下修改标准作了如下修改vv脱氧方法中取消了半镇静钢脱氧方法中取消了半镇静钢脱氧方
16、法中取消了半镇静钢脱氧方法中取消了半镇静钢vv取消取消取消取消Q255Q255牌号牌号牌号牌号vv化学成份中将碳、锰的含量区间值修改为上限值，取消各牌化学成份中将碳、锰的含量区间值修改为上限值，取消各牌化学成份中将碳、锰的含量区间值修改为上限值，取消各牌化学成份中将碳、锰的含量区间值修改为上限值，取消各牌号钢材的碳、锰的含量下限值，较大幅度提高锰含量上限值。号钢材的碳、锰的含量下限值，较大幅度提高锰含量上限值。号钢材的碳、锰的含量下限值，较大幅度提高锰含量上限值。号钢材的碳、锰的含量下限值，较大幅度提高锰含量上限值。vvQ195Q195牌号钢的牌号钢的牌号钢的牌号钢的P P、S S含量分别由含
17、量分别由含量分别由含量分别由0.045%0.045%和和和和0.050%0.050%降低为降低为降低为降低为0.035%0.035%和和和和0.040%0.040%vv其它化学成份，力学性能均有不同改变和提高其它化学成份，力学性能均有不同改变和提高其它化学成份，力学性能均有不同改变和提高其它化学成份，力学性能均有不同改变和提高 19A 碳素结构钢是碳素结构钢是碳素结构钢是碳素结构钢是2020年来首次修订，应用时注意下列各点：年来首次修订，应用时注意下列各点：年来首次修订，应用时注意下列各点：年来首次修订，应用时注意下列各点：vv设计中选用设计中选用设计中选用设计中选用Q235-AQ235-A（
18、B B）级钢时，应选用镇静钢，不应选用沸）级钢时，应选用镇静钢，不应选用沸）级钢时，应选用镇静钢，不应选用沸）级钢时，应选用镇静钢，不应选用沸腾钢。腾钢。腾钢。腾钢。vv在保证力学性能情况下，在保证力学性能情况下，在保证力学性能情况下，在保证力学性能情况下，A A级钢的碳、锰、硅含量不作为交货级钢的碳、锰、硅含量不作为交货级钢的碳、锰、硅含量不作为交货级钢的碳、锰、硅含量不作为交货条件。故焊接结构不宜于用条件。故焊接结构不宜于用条件。故焊接结构不宜于用条件。故焊接结构不宜于用235-A235-A级钢。级钢。级钢。级钢。vv由于厚度大于由于厚度大于由于厚度大于由于厚度大于60100mm60100
19、mm的的的的Q235Q235级钢屈服强度提高了约级钢屈服强度提高了约级钢屈服强度提高了约级钢屈服强度提高了约7%7%，按现行规范设计其强度储备裕度较大。按现行规范设计其强度储备裕度较大。按现行规范设计其强度储备裕度较大。按现行规范设计其强度储备裕度较大。20A（2 2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢优质碳素结构钢（GB/T699-1999GB/T699-1999）一般不用于建筑钢结构而用于一些工具类等专用用途一般不用于建筑钢结构而用于一些工具类等专用用途一般不用于建筑钢结构而用于一些工具类等专用用途一般不用于建筑钢结构而用于一些工具类等专用用途钢中。在钢中。在钢中。在钢中。在GB/
20、T699-99GB/T699-99中钢的分类为：中钢的分类为：中钢的分类为：中钢的分类为：vv按冶金质量分为：按冶金质量分为：按冶金质量分为：按冶金质量分为：优质钢优质钢优质钢优质钢 高级优质钢高级优质钢高级优质钢高级优质钢 A A 特级优质钢特级优质钢特级优质钢特级优质钢 E Evv按使用加工方法分：按使用加工方法分：按使用加工方法分：按使用加工方法分：压力加工用钢压力加工用钢压力加工用钢压力加工用钢 UPUP 切削加工用钢切削加工用钢切削加工用钢切削加工用钢 UCUC 钢的牌号多达钢的牌号多达钢的牌号多达钢的牌号多达3131种序号。种序号。种序号。种序号。21A3.23.2建筑结构用钢板建
21、筑结构用钢板建筑结构用钢板建筑结构用钢板（GB/T19879-2005GB/T19879-2005GB/T19879-2005GB/T19879-2005）该标准为原冶金行业标准该标准为原冶金行业标准该标准为原冶金行业标准该标准为原冶金行业标准高层建筑用钢板高层建筑用钢板高层建筑用钢板高层建筑用钢板（YB4104-2000YB4104-2000YB4104-2000YB4104-2000）修订升级后的国标，已于）修订升级后的国标，已于）修订升级后的国标，已于）修订升级后的国标，已于2005200520052005年颁布执年颁布执年颁布执年颁布执行。本标准钢板简称行。本标准钢板简称行。本标准钢板
22、简称行。本标准钢板简称GJGJGJGJ钢板，是我国建筑钢结构专用的第钢板，是我国建筑钢结构专用的第钢板，是我国建筑钢结构专用的第钢板，是我国建筑钢结构专用的第一钢材品种，其综合性能优于一钢材品种，其综合性能优于一钢材品种，其综合性能优于一钢材品种，其综合性能优于低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢（GB/T1591-1994GB/T1591-1994GB/T1591-1994GB/T1591-1994）生产的钢材。有）生产的钢材。有）生产的钢材。有）生产的钢材。有Q235GJQ235GJQ235GJQ235GJ、Q345GJQ345GJQ345GJQ345G
23、J、Q390GJQ390GJQ390GJQ390GJ、Q420GJQ420GJQ420GJQ420GJ、Q460GJQ460GJQ460GJQ460GJ等牌号用于重要的建筑结构中。等牌号用于重要的建筑结构中。等牌号用于重要的建筑结构中。等牌号用于重要的建筑结构中。22A3.33.3低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢（GB/T1591-2008GB/T1591-2008）从从从从20092009年年年年1010月月月月1 1日开始实施，与日开始实施，与日开始实施，与日开始实施，与19941994标准相比主要变化如下：标准相比主要变化如下：标准相比主要变化如下
24、：标准相比主要变化如下：vv扩大了标准适用范围；扩大了标准适用范围；扩大了标准适用范围；扩大了标准适用范围；vv增加了增加了增加了增加了Q500Q500、Q550Q550、Q620Q620、Q690Q690强度级别，取消了强度级别，取消了强度级别，取消了强度级别，取消了Q295Q295级别；级别；级别；级别；vv加严了对加严了对加严了对加严了对S S、P P等有害元素控制；等有害元素控制；等有害元素控制；等有害元素控制；vv增加了钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定；增加了钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定；增加了钢材碳当量及裂纹敏感系数的计算公式及规定；增加了钢材碳当量及裂纹敏感系
25、数的计算公式及规定；23Avv修改了钢材的交货状态，取消了调质钢的规定修改了钢材的交货状态，取消了调质钢的规定修改了钢材的交货状态，取消了调质钢的规定修改了钢材的交货状态，取消了调质钢的规定vv修改了钢材力学性能值及厚度组距的规定，明确屈服强度修改了钢材力学性能值及厚度组距的规定，明确屈服强度修改了钢材力学性能值及厚度组距的规定，明确屈服强度修改了钢材力学性能值及厚度组距的规定，明确屈服强度为下屈服强度；为下屈服强度；为下屈服强度；为下屈服强度；vv提高了冲击吸收能量值提高了冲击吸收能量值提高了冲击吸收能量值提高了冲击吸收能量值vv增加了各牌号钢的厚度方向性能要求。增加了各牌号钢的厚度方向性能
26、要求。增加了各牌号钢的厚度方向性能要求。增加了各牌号钢的厚度方向性能要求。24A 牌号牌号 质量等级质量等级 Q345 AQ345 A、B B、C C、D D、E E Q390 A Q390 A、B B、C C、D D、E E Q420 A Q420 A、B B、C C、D D、E E Q460 C Q460 C、D D、E E Q500 C Q500 C、D D、E E Q550 C Q550 C、D D、E E Q620 C Q620 C、D D、E E Q690 C Q690 C、D D、E E25A3.4桥梁用结构钢桥梁用结构钢（GB/T714-2008）从从从从20092009年年年
27、年1010月月月月1 1日开始实施，与日开始实施，与日开始实施，与日开始实施，与20002000年标准相比变化如下：年标准相比变化如下：年标准相比变化如下：年标准相比变化如下：vv增加了增加了增加了增加了Q460qQ460q、Q500qQ500q、Q550qQ550q、Q620qQ620q、Q690qQ690q钢级；钢级；钢级；钢级；vv修改了钢化学成份规定，加严了对修改了钢化学成份规定，加严了对修改了钢化学成份规定，加严了对修改了钢化学成份规定，加严了对S S、P P有害元素的控制；有害元素的控制；有害元素的控制；有害元素的控制；vv修改了碳当量计算公式；修改了碳当量计算公式；修改了碳当量计
28、算公式；修改了碳当量计算公式；vv增加了裂纹敏感系数的规定；增加了裂纹敏感系数的规定；增加了裂纹敏感系数的规定；增加了裂纹敏感系数的规定；vv增加了炉外精炼的要求；增加了炉外精炼的要求；增加了炉外精炼的要求；增加了炉外精炼的要求；26Avv修改了钢材的交货状态；修改了钢材的交货状态；修改了钢材的交货状态；修改了钢材的交货状态；vv修改了钢材厚度效应规定；修改了钢材厚度效应规定；修改了钢材厚度效应规定；修改了钢材厚度效应规定；vv提高了冲击吸收能量值，取消了时效冲击的规定；提高了冲击吸收能量值，取消了时效冲击的规定；提高了冲击吸收能量值，取消了时效冲击的规定；提高了冲击吸收能量值，取消了时效冲击
29、的规定；vv增加了各牌号钢厚度方向性能要求；增加了各牌号钢厚度方向性能要求；增加了各牌号钢厚度方向性能要求；增加了各牌号钢厚度方向性能要求；vv修改了检验规则；修改了检验规则；修改了检验规则；修改了检验规则；27A 牌号牌号 质量等级质量等级 Q235q CQ235q C、D D、E E Q345q C Q345q C、D D、E E Q370q C Q370q C、D D、E E Q420q D Q420q D、E E Q460q D Q460q D、E E Q500q D Q500q D、E E Q550q D Q550q D、E E Q620q D Q620q D、E E Q690q D
30、 Q690q D、E E 注：注：q q为为“桥桥”字汉语拼音，表示桥梁用钢。字汉语拼音，表示桥梁用钢。28A 3.5 GB/T1591-2008 3.5 GB/T1591-2008和和和和GB/T714-2008GB/T714-2008的比较的比较的比较的比较（1 1）化学成份比较）化学成份比较）化学成份比较）化学成份比较 C Q460C Q460以前以前 “714”714”比比“1591”1591”低低0.02%0.02%，Q460Q460后一样后一样 Si Q420Si Q420以前以前 “714”714”比比“1591”1591”高高0.05%0.05%，Q420Q420后低后低0.0
31、5%0.05%Mn Mn 两规范相近两规范相近 “714”714”在在Q620Q620以前设下限以前设下限1%1%P “714”P “714”比比“1591”1591”低低0.05%0.05%S “714”S “714”比比“1591”1591”低低0.050.100.050.10NbNb、V V、N “714”N “714”比比“1591”1591”较低较低Ti “714”Ti “714”比比“1591”1591”低较多低较多Mo “714”Mo “714”比比“1591”1591”较高较高29A（2 2）可焊接指标的比较）可焊接指标的比较）可焊接指标的比较）可焊接指标的比较vv碳当量（碳当
32、量（碳当量（碳当量（CEVCEV）热轧、控轧交货：按牌号，厚度热轧、控轧交货：按牌号，厚度热轧、控轧交货：按牌号，厚度热轧、控轧交货：按牌号，厚度“714”714”比比比比“1591”1591”低低低低0.010.04%0.010.04%正火轧制正火轧制正火轧制正火轧制 ，正火加回火交货；按牌号，厚度，正火加回火交货；按牌号，厚度，正火加回火交货；按牌号，厚度，正火加回火交货；按牌号，厚度，714714比比比比15911591低低低低0.040.08%0.040.08%热机械轧制（热机械轧制（热机械轧制（热机械轧制（TMCPTMCP）或）或）或）或TMCPTMCP加回火状态交货；加回火状态交货
33、；加回火状态交货；加回火状态交货；两规范大体相当两规范大体相当两规范大体相当两规范大体相当 焊接裂纹敏感指数（焊接裂纹敏感指数（焊接裂纹敏感指数（焊接裂纹敏感指数（P Pcmcm）TMCPTMCP或或或或TMCPTMCP加回火状态交货（加回火状态交货（加回火状态交货（加回火状态交货（C0.12%C0.12%）两规范大体相当两规范大体相当两规范大体相当两规范大体相当30A（3 3）钢的拉伸性能（）钢的拉伸性能（）钢的拉伸性能（）钢的拉伸性能（=16100mm=16100mm）“714”“1591”R Relel(下屈服强度下屈服强度)Mpa )Mpa 各级钢下降各级钢下降1040 4060104
34、0 4060R Rmm（MPaMPa）高出高出R Rmm155120 155120 变动范围变动范围160-190 MPa160-190 MPaA A（%）两规范相当两规范相当31A 注：上屈服强度（注：上屈服强度（注：上屈服强度（注：上屈服强度（R ReHeH）和下屈服强度（）和下屈服强度（）和下屈服强度（）和下屈服强度（R ReLeL）的图解）的图解）的图解）的图解32A（4 4）V V型冲击试验温度和冲击吸收能量型冲击试验温度和冲击吸收能量型冲击试验温度和冲击吸收能量型冲击试验温度和冲击吸收能量=12150mm=12150mm，0C0C，-20C-20C，-40C-40C “714”“1
35、591”“714”“1591”Q345Q460 47J 34JQ345Q460 47J 34JQ500Q690 47J CQ500Q690 47J C、D D、E E级分别为级分别为 55J55J、47J47J、31J31J33A3.6 3.6 选用钢材级别及质量等级的基本原则选用钢材级别及质量等级的基本原则选用钢材级别及质量等级的基本原则选用钢材级别及质量等级的基本原则vv桥梁中的主体结构选用桥梁中的主体结构选用桥梁中的主体结构选用桥梁中的主体结构选用桥梁用结构钢桥梁用结构钢桥梁用结构钢桥梁用结构钢。要求低温冲击高的桥梁采用。要求低温冲击高的桥梁采用。要求低温冲击高的桥梁采用。要求低温冲击高
36、的桥梁采用质量等级高的桥梁钢。质量等级高的桥梁钢。质量等级高的桥梁钢。质量等级高的桥梁钢。vv要求较好焊接性能的焊接结构选用要求较好焊接性能的焊接结构选用要求较好焊接性能的焊接结构选用要求较好焊接性能的焊接结构选用CEVCEV或或或或P Pcmcm较低的钢材。较低的钢材。较低的钢材。较低的钢材。vv交货状态应与钢的牌号，质量等级相适应外，还应与结构焊接，制作工交货状态应与钢的牌号，质量等级相适应外，还应与结构焊接，制作工交货状态应与钢的牌号，质量等级相适应外，还应与结构焊接，制作工交货状态应与钢的牌号，质量等级相适应外，还应与结构焊接，制作工艺相适应。艺相适应。艺相适应。艺相适应。vv临时结构
37、及桥梁中的辅助结构选用碳素结构钢和低合金高强度结构钢，临时结构及桥梁中的辅助结构选用碳素结构钢和低合金高强度结构钢，临时结构及桥梁中的辅助结构选用碳素结构钢和低合金高强度结构钢，临时结构及桥梁中的辅助结构选用碳素结构钢和低合金高强度结构钢，并选用与制作相应的质量等级，一般在并选用与制作相应的质量等级，一般在并选用与制作相应的质量等级，一般在并选用与制作相应的质量等级，一般在A A、B B、C C级中选用。级中选用。级中选用。级中选用。34A第二部分第二部分碳钢的基础知识碳钢的基础知识35A 1.1.金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念金属与合金构造的基本概念
38、36A 非晶体和晶体非晶体和晶体非晶体和晶体非晶体和晶体vv一切物质都是由原子组成的，固态物质按其构造不同分非晶一切物质都是由原子组成的，固态物质按其构造不同分非晶一切物质都是由原子组成的，固态物质按其构造不同分非晶一切物质都是由原子组成的，固态物质按其构造不同分非晶体与晶体。体与晶体。体与晶体。体与晶体。vv原子作不规则排列称非晶体，如玻璃，塑料等。原子作不规则排列称非晶体，如玻璃，塑料等。原子作不规则排列称非晶体，如玻璃，塑料等。原子作不规则排列称非晶体，如玻璃，塑料等。vv原子作有规则排列称为晶体，金属都是晶体。原子作有规则排列称为晶体，金属都是晶体。原子作有规则排列称为晶体，金属都是晶
39、体。原子作有规则排列称为晶体，金属都是晶体。37A1.1 1.1 晶粒和晶界晶粒和晶界晶粒和晶界晶粒和晶界 在金属的金相组织中可见金属是由许多小块所组成，在金属的金相组织中可见金属是由许多小块所组成，在金属的金相组织中可见金属是由许多小块所组成，在金属的金相组织中可见金属是由许多小块所组成，把这些小块称为晶粒，晶粒与晶粒的交界称为晶界。把这些小块称为晶粒，晶粒与晶粒的交界称为晶界。把这些小块称为晶粒，晶粒与晶粒的交界称为晶界。把这些小块称为晶粒，晶粒与晶粒的交界称为晶界。金属晶粒愈细其强度、塑韧性愈高。金属晶粒愈细其强度、塑韧性愈高。金属晶粒愈细其强度、塑韧性愈高。金属晶粒愈细其强度、塑韧性愈
40、高。38A1.2 1.2 合金合金合金合金 按照构造不同可分为：按照构造不同可分为：按照构造不同可分为：按照构造不同可分为：v固溶体固溶体 二种或二种以上的元素在固态时能相互溶解的二种或二种以上的元素在固态时能相互溶解的称固溶体，如碳溶解于铁中。称固溶体，如碳溶解于铁中。v化合物化合物 二种或二种以上的元素按一定比例化合而成一二种或二种以上的元素按一定比例化合而成一种新的化合物。如铁与碳的化合物种新的化合物。如铁与碳的化合物Fe3C。v机械混合物机械混合物 二种或二种以上的组元，在固态时既不溶解又二种或二种以上的组元，在固态时既不溶解又不化合，形成紧密地混合物。如不化合，形成紧密地混合物。如2
41、0号钢就是由号钢就是由75%的铁素体的铁素体和和25%珠光体组成珠光体组成39A1.3 1.3 铁碳合金状态图铁碳合金状态图铁碳合金状态图铁碳合金状态图 碳钢和铸铁都是铁碳合金，铁碳合金图是铁碳合金在缓碳钢和铸铁都是铁碳合金，铁碳合金图是铁碳合金在缓碳钢和铸铁都是铁碳合金，铁碳合金图是铁碳合金在缓碳钢和铸铁都是铁碳合金，铁碳合金图是铁碳合金在缓慢加热和冷却时组织性能的转变规律。也是研究铁碳合金及慢加热和冷却时组织性能的转变规律。也是研究铁碳合金及慢加热和冷却时组织性能的转变规律。也是研究铁碳合金及慢加热和冷却时组织性能的转变规律。也是研究铁碳合金及加工的理论基础和重要工具。加工的理论基础和重要
42、工具。加工的理论基础和重要工具。加工的理论基础和重要工具。这里介绍碳钢（碳的含量小于这里介绍碳钢（碳的含量小于这里介绍碳钢（碳的含量小于这里介绍碳钢（碳的含量小于2.11%2.11%）的状态图。）的状态图。）的状态图。）的状态图。40A（1 1）铁碳合金状态图）铁碳合金状态图）铁碳合金状态图）铁碳合金状态图41A（2 2）铁碳合金状态图各区域的组织）铁碳合金状态图各区域的组织）铁碳合金状态图各区域的组织）铁碳合金状态图各区域的组织vvACAC线为液相线。各种成份的合金温度高于线为液相线。各种成份的合金温度高于线为液相线。各种成份的合金温度高于线为液相线。各种成份的合金温度高于ACAC线全部为线
43、全部为线全部为线全部为液体，冷却到液体，冷却到液体，冷却到液体，冷却到ACAC线开始结晶析出奥氏体。线开始结晶析出奥氏体。线开始结晶析出奥氏体。线开始结晶析出奥氏体。vvAEAE线为固态线。温度降到线为固态线。温度降到线为固态线。温度降到线为固态线。温度降到AEAE线时，组织中的液体全部结线时，组织中的液体全部结线时，组织中的液体全部结线时，组织中的液体全部结晶为奥氏体。晶为奥氏体。晶为奥氏体。晶为奥氏体。AESGAESG区域内的组织为奥氏体区域内的组织为奥氏体区域内的组织为奥氏体区域内的组织为奥氏体vvGSGS线又称线又称线又称线又称A A3 3线，含碳量线，含碳量线，含碳量线，含碳量0.8
44、%0.8%，GSGS线以上全部为奥氏线以上全部为奥氏线以上全部为奥氏线以上全部为奥氏体体体体vvPSKPSK线又称线又称线又称线又称A A1 1线，是一条温度为线，是一条温度为线，是一条温度为线，是一条温度为723723水平线，这个温度水平线，这个温度水平线，这个温度水平线，这个温度是奥氏体和珠光体相互转化的温度是奥氏体和珠光体相互转化的温度是奥氏体和珠光体相互转化的温度是奥氏体和珠光体相互转化的温度42A1.4 1.4 碳钢组织的基本组成物碳钢组织的基本组成物碳钢组织的基本组成物碳钢组织的基本组成物vv铁素体铁素体铁素体铁素体 碳溶解于碳溶解于碳溶解于碳溶解于 铁中形成的固溶体。常用铁中形成
45、的固溶体。常用铁中形成的固溶体。常用铁中形成的固溶体。常用 表示。其组织表示。其组织表示。其组织表示。其组织性能与纯铁相近，具有较低强度和硬度，良好的塑韧性。性能与纯铁相近，具有较低强度和硬度，良好的塑韧性。性能与纯铁相近，具有较低强度和硬度，良好的塑韧性。性能与纯铁相近，具有较低强度和硬度，良好的塑韧性。vv奥氏体奥氏体奥氏体奥氏体 碳溶解于碳溶解于碳溶解于碳溶解于 r r 铁中形成的固溶体。它的强度、硬度低，铁中形成的固溶体。它的强度、硬度低，铁中形成的固溶体。它的强度、硬度低，铁中形成的固溶体。它的强度、硬度低，具有极好的塑性，温度愈高，强度及硬度愈低，塑性愈好。具有极好的塑性，温度愈高
46、，强度及硬度愈低，塑性愈好。具有极好的塑性，温度愈高，强度及硬度愈低，塑性愈好。具有极好的塑性，温度愈高，强度及硬度愈低，塑性愈好。43Avv渗碳体渗碳体渗碳体渗碳体 铁和碳形成的化合物铁和碳形成的化合物铁和碳形成的化合物铁和碳形成的化合物FeFe3 3C C。钢中碳含量愈高，。钢中碳含量愈高，。钢中碳含量愈高，。钢中碳含量愈高，FeFe3 3C C数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。数量愈多，其性能硬而脆。vv珠光体珠光体珠光体珠光体 铁素体和渗碳体组成的紧密机械混合物。它随碳含铁素体和渗碳体组成的紧密机械混合物。它随碳含铁素体和渗碳体组成的紧密机械混合物
47、。它随碳含铁素体和渗碳体组成的紧密机械混合物。它随碳含量增加而增加，强度和硬度增加，塑韧性降低。量增加而增加，强度和硬度增加，塑韧性降低。量增加而增加，强度和硬度增加，塑韧性降低。量增加而增加，强度和硬度增加，塑韧性降低。44A1.5 1.5 碳钢的室温组织碳钢的室温组织碳钢的室温组织碳钢的室温组织vv亚共析钢亚共析钢亚共析钢亚共析钢 钢的含碳量小于钢的含碳量小于钢的含碳量小于钢的含碳量小于0.8%0.8%vv共析钢共析钢共析钢共析钢 钢的含碳量等于钢的含碳量等于钢的含碳量等于钢的含碳量等于0.8%0.8%vv过共析钢过共析钢过共析钢过共析钢 钢的含碳量大于钢的含碳量大于钢的含碳量大于钢的含碳
48、量大于0.8%0.8%45A2.2.钢的热处理钢的热处理钢的热处理钢的热处理 钢热处理目的在于改变或改善钢的性能，它是通过钢在钢热处理目的在于改变或改善钢的性能，它是通过钢在钢热处理目的在于改变或改善钢的性能，它是通过钢在钢热处理目的在于改变或改善钢的性能，它是通过钢在热处理过程中的组织转变来实现的。热处理过程中的组织转变来实现的。热处理过程中的组织转变来实现的。热处理过程中的组织转变来实现的。中厚板生产中常用的热处理作业有退火、正火、淬火与中厚板生产中常用的热处理作业有退火、正火、淬火与中厚板生产中常用的热处理作业有退火、正火、淬火与中厚板生产中常用的热处理作业有退火、正火、淬火与回火。回火
49、。回火。回火。46A2.1 2.1 退火退火退火退火 将刚加热到将刚加热到将刚加热到将刚加热到A A3 3或或或或A A1 1温度以上温度以上温度以上温度以上20203030，保温一定时，保温一定时，保温一定时，保温一定时间后，缓慢冷却到室温的过程。间后，缓慢冷却到室温的过程。间后，缓慢冷却到室温的过程。间后，缓慢冷却到室温的过程。目的是降低钢的硬度，便于加工。细化晶粒和消除内目的是降低钢的硬度，便于加工。细化晶粒和消除内目的是降低钢的硬度，便于加工。细化晶粒和消除内目的是降低钢的硬度，便于加工。细化晶粒和消除内应力，为以后热处理作准备。应力，为以后热处理作准备。应力，为以后热处理作准备。应力
50、，为以后热处理作准备。47A 2.2 2.2 正火正火正火正火 将钢加热到将钢加热到将钢加热到将钢加热到A A3 3或或或或A Acmcm以上以上以上以上30305050，经保温使钢完全奥，经保温使钢完全奥，经保温使钢完全奥，经保温使钢完全奥氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更细，氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更细，氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更细，氏体化，然后再流通空气中冷却。正火的珠光体比退火更细，硬度和强度略高于退火。硬度和强度略高于退火。硬度和强度略高于退火。硬度和强度略高于退火。常用正火代替退火。正火也称常化。常用正火代替退火。正火