钢材的技术标准与选用.docx

1、钢材的技术标准与选用钢材的技术标准与选用钢材的技术标准与选用钢材的技术标准与选用钢材可分为钢筋混凝土结构用钢和钢结构用钢两大类。一、主要钢种（一）碳素结构钢1碳素结构钢的牌号及其表示方法。根据国家标准碳素结构钢（GB700-88）规定，碳素结构钢分5个牌号，即Q195、Q215、Q235、Q255和Q275。按其硫、磷杂质含量由多到少分为A、B、C、D 4个质量等级。碳素结构钢的牌号表示是由代表屈服点的字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D）、脱氧程度（F、b、Z、TZ）等4个部分按顺序组成。镇静钢和特殊镇静钢在钢的牌号中Z和TZ予以省略。如Q235-AF，表示此碳素结构钢是屈服点为23

2、5MPa的A级沸腾钢；Q235C，表示此碳素结构钢是屈服点为235MPa的C级镇静钢。2碳素结构钢的技术要求。按照国家标准碳素结构钢（GB700-88）规定，碳素结构钢的技术要求如下：（1）化学成分：各牌号碳素结构钢的化学成分应符合表6-1的规定。（2）力学性能碳素结构钢的强度、冲击韧性等指标应符合表6-2的规定，冷弯性能应符合表6-3的要求。表6-1 碳素结构钢的化学成分牌号 Mn Si S P 等级 化学成分（%） 脱氧方法 C Mn Si S P Q195 0.060.12 0.250.50 0.30 0.050 0.045 F、b、ZQ215 A 0.090.15 0.250.55 0

3、.30 0.500 0.045 F、b、Z B Q235 A 0.140.22 0.300.65 0.30 0.050 0.045 F、b、Z B 0.120.20 0.300.70 0.045 C 0.18 0.350.80 0.040 0.040 Z D 0.17 0.035 0.035 TZQ255 A 0.180.28 0.400.70 0.30 0.050 0.045 Z B 0.045 Q275 0.200.38 0.500.80 0.35 0.050 0.045 Z注： Q235A、B级沸腾钢的锰含量上限为0.60%表6-2 碳素结构钢的力学性能牌号 等级 拉伸试验 冲击试验 屈

4、服点 （MPa） 抗拉强度 （MPa） 伸长率 （%） 温度（） V型冲击功（纵向）（J） 钢材厚度（直径） 钢材厚度（直径）（mm） 16 1640 4060 60100 100150 150 16 1640 4060 60100 100150 150 Q195 （195） （185） 315390 33 32 Q215 A 215 205 195 185 175 165 335410 31 30 29 28 27 26 B 20 27Q235 A 235 225 215 205 195 185 375460 26 25 24 23 22 21 B 20 27 C 0 D -20 Q255

5、A 255 245 235 225 215 205 410510 24 23 22 21 20 19 B 20 27Q275 275 265 255 245 235 225 490610 20 19 18 17 16 15 表6-3 碳素结构钢的冷弯性能牌号 试样方向 冷弯试验（B=2a，180） 钢材厚度（直径）（mm） 60 60100 100200 弯心直径dQ195 纵 0 横 0.5a Q215 纵 0.5a 1.5a 2a 横 a 2a 2.5aQ235 纵 a 2a 2.2a 横 1.5a 2.5a 3aQ255 2a 3.5a 3a 3.5aQ275 3a 4.5a 4a 4.

6、5a注：B为试样宽度，a为钢材厚度（直径）。从表6-1、表6-2和表6-3可以看出，碳素结构钢随着牌号的增大，其含碳量和含锰量增加，强度和硬度提高，而塑性和韧性降低，冷弯性能逐渐变差。3碳素结构钢的应用。土木工程中应用最广泛的碳素结构钢是Q235，由于其具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，故能较好地满足一般钢结构和钢筋混凝土结构的用钢要求，且成本较低。用Q235钢大量轧制成各种型钢、钢板及钢筋。其中Q235-A级钢，一般仅适用于承受静荷载作用的结构；Q235-C和Q235-D级钢，可用于重要的焊接结构。Q195、Q215钢，强度低，塑性和韧性较好，具有良好的可焊性，易于冷加工

7、，常用作钢钉、铆钉、螺栓及钢丝等，也可用作轧材用料。Q215钢经冷加工后可代替Q235钢使用。Q255、Q275钢，强度较高，但塑性、韧性和可焊性较差，不易焊接和冷弯加工，可用于轧制钢筋、制作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等。（二）优质碳素结构钢1、 优质碳素结构钢的分类：按冶金质量等级分为：优质钢高级优质钢 A特级优质钢 E按使用方法分为：a） 压力加工用钢 UP热压力加工用钢 UHP顶锻用钢 UF冷拔坯料用钢 UCDb） 切削加工用钢 UC2、 优质碳素结构钢的牌号根据国家现行标准优质碳素结构钢（GB/T 6991999）的规定，共有31个牌号，其牌号由数字和字母两部分组成。两位数字

8、表示平均碳含量的万分数；字母分别表示锰含量、冶金质量等级、脱氧程度。锰含量为0.250.80时，不注“Mn”；锰含量为0.701.2时，两位数字后加注“Mn”。如果是高级优质碳素结构钢，应加注“A”，如果是特级优质碳素结构钢，应加注“E”。对于沸腾钢，牌号后面为“F”；对于半镇静钢，牌号后面为“b”。例如：15F即表示碳含量为0.120.18，锰含量为0.250.50，冶金质量等级为优质，脱氧程度为沸腾状态的优质碳素结构钢。优质碳素结构钢的特点是生产过程中对硫、磷等有害杂质控制较严（优质钢：P0.035，S0.035；高级优质钢：P0.030，S0.030；特级优质钢：P0.025，S0.02

9、0）。一般都用平炉、氧气碱性转炉或电弧炉冶炼，脱氧程度大部分为镇静状态，因此质量较稳定。合金元素主要有：锰（含Mn在0.251.2），硅（08F钢含Si0.03、10F钢和15F钢含Si0.07、其他28个牌号的钢含Si在0.170.37），铬（08F钢和08号钢含Cr0.1、10F钢和10号钢含Cr0.15、其他27个牌号的钢含Cr0.25），镍（含Ni0.30），铜（含Cu0.25）。优质碳素结构钢的力学性能主要取决于碳含量，碳含量高则强度也高，但塑性和韧性降低。在土木工程中，优质碳素结构钢主要用于重要结构的钢铸件及高强螺栓，常用的是3045号钢；用于碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线，通常用的是

10、6580号钢。（三）低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量的一种或几种合金元素制成的一种结构钢。1低合金高强度结构钢的牌号及其表示方法。根据国家标准低合金高强度结构钢（GB1591-1994）规定，共有5个牌号，即Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。所加入元素主要有锰、硅、钒、钛、铌、铬、镍及稀土元素。其牌号的表示是由屈服点字母Q、屈服点数值、质量等级（A、B、C、D、E）3个部分组成。2低合金高强度结构钢的技术要求及应用。按照国家标准低合金高强度结构钢（GB1591-1994）规定，低合金高强度结构钢的化学成分与力学性能应符合表6-4和表6-5的要

11、求。表6-4 低合金高强度结构钢的化学成分牌号 质量等级 化学成分（%） C Mn Si P S V Nb Ti Al Cr NiQ295 A 0.16 0.801.50 0.55 0.045 0.045 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 B 0.16 0.801.50 0.55 0.040 0.040 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 Q345 A 0.02 1.001.60 0.55 0.045 0.045 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 B 0.02 1.001.60 0.55 0.040 0.040 0.020.

12、15 0.0150.060 0.020.20 C 0.20 1.001.60 0.55 0.035 0.035 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 0.015 D 0.18 1.001.60 0.55 0.030 0.030 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 0.015 E 0.18 1.001.60 0.55 0.025 0.025 0.020.15 0.0150.060 0.020.20 0.015 Q390 A 0.20 1.001.60 0.55 0.045 0.045 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.30 0

13、.70 B 0.20 1.001.60 0.55 0.040 0.040 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.30 0.70 C 0.20 1.001.60 0.55 0.035 0.035 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.30 0.70 D 0.20 1.001.60 0.55 0.030 0.030 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.30 0.70 E 0.20 1.001.60 0.55 0.025 0.025 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015

14、0.30 0.70Q420 A 0.20 1.001.70 0.55 0.045 0.045 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.40 0.70 B 0.20 1.001.70 0.55 0.040 0.040 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.40 0.70 C 0.20 1.001.70 0.55 0.035 0.035 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.40 0.70 D 0.20 1.001.70 0.55 0.030 0.030 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.

15、015 0.40 0.70 E 0.20 1.001.70 0.55 0.025 0.025 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.40 0.70Q460 A 0.20 1.001.70 0.55 0.035 0.035 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.70 0.70 B 0.20 1.001.70 0.55 0.030 0.030 0.020.20 0.0150.060 0.020.20 0.015 0.70 0.70 C 0.20 1.001.70 0.55 0.025 0.025 0.020.20 0.0150

16、.060 0.020.20 0.015 0.70 0.70注：表中的Al为全铝含量。如化验酸熔铝时，其含量应不小于0.010%。表6-5 低合金高强度结构钢的力学性能牌号 质量等级 屈服点 （MPa） 抗拉强度 （MPa） 伸长率 （%） 冲击功（Akv）（纵向）（J） 180弯曲试验d.弯心直径；a.试件厚度（直径） 厚度（直径、边长） +20 0 -20 -40 15 1635 3550 50100 钢材厚度（直径） 16 16100Q295 A 295 275 255 235 390570 23 d=2a d=3a B 295 275 255 235 390570 23 34 d=2a d=3aQ345 A 345 325