挑战：打造认知建筑中的高品质钢材

【任务描述】

本任务是认知建筑钢材的种类，认知道路桥梁工程中使用建筑钢材的种类。

【学习目标】

①能叙述建筑钢材的种类。

②熟悉道路桥梁工程中使用建筑钢材的种类。

将生铁在炼炉中冶炼，将含碳量降低到2%以下，并使其杂质控制在指定范围即得到钢。钢锭(或钢坯)经过压力加工(轧制、挤压、拉拔等)及相应的工艺处理后得到钢材。建筑钢材泛指在建筑工程中使用的各种钢材，主要包括钢结构所用的各种型材(也称为型钢)、板材(常称为钢板)和钢筋混凝土结构所用的钢筋、钢丝和钢绞线(俗称线材)等。

1.建筑钢材的分类

（1）按化学成分分类

按化学成分的不同可分为碳素钢和合金钢。

①碳素钢。碳素钢是含碳量＜2.0%的铁碳合金。除铁、碳外，常含有如锰、硅、磷、氧、氮等杂质。碳素钢按含碳量可分为：

a.低碳钢：一般含碳量≤0.25%。

b.中碳钢：一般含碳量为0.25%～0.6%。

c.高碳钢：一般含碳量＞0.6%。

②合金钢。为改善钢的性能，在钢中特意加入合金元素(如锰、硅、钒、钛等)，使钢材具有特殊的力学性能。合金钢按合金元素含量可分为：

a.低合金钢：合金元素总含量小于5%。

b.中合金钢：合金元素总含量为5%～10%。

c.高合金钢：合金元素总含量大于10%。

（2）按质量分类

碳素钢按供应的钢材化学成分中有害杂质的含量不同，又可划分为：

①普通钢：钢中P含量≤0.045%，S含量≤0.050%。

②优质钢：所含杂质元素较普通钢低，钢中S含量≤0.035%，P含量≤0.035%。

③高级优质钢：钢中S含量≤0.030%，P含量≤0.030%。

④特级优质钢：钢中S含量≤0.020%，P含量≤0.025%。

（3）按外形分类

①型材。简单截面型钢有圆钢、方钢、六角钢、八角钢等；复杂截面型钢有工字钢、角钢、槽钢、钢轨等，如图5.1所示。(www.xing528.com)

图5.1　型钢

②板材。建筑结构中主要采用中厚板与薄板，如图5.2所示。

③管材。管材如图5.3所示。

图5.2　板钢

图5.3　管钢

④线材。线材如图5.4所示。

图5.4　线材

（4）按成型方法分类

钢材按成型方法分为铸造钢、锻造钢、轧压钢、冷拔钢。

（5）按冶炼时脱氧程度分类

①沸腾钢。脱氧不充分的钢，在浇铸及钢液冷却时，有大量的一氧化碳气体逸出，钢液呈激烈沸腾状。

②镇静钢。脱氧充分，钢水较纯净，浇铸钢锭时钢水平静。镇静钢材质致密均匀，质量高于沸腾钢。

③半镇静钢。脱氧程度及钢水质量介于上述两者之间。

（6）按用途分类

钢材按用途不同分为3类。

①结构钢：用于各种建筑工程(如桥梁、房屋等)的构件和机械制造(如机械零件、船舶制造等)。这类钢一般属于低碳钢和中碳钢。

②工具钢：用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量较高，一般属于高碳钢。

③特殊钢：具有各种特殊物理化学性能的钢材，如不锈钢、磁性钢等。这类钢一般为合金钢。

2.建筑钢材在道路桥梁工程中的使用

道路桥梁工程中使用的建筑钢材包括钢筋混凝土用普通钢筋、预应力混凝土用钢丝和钢绞线、钢结构用碳素结构钢、桥梁用结构钢、低合金高强度结构钢等结构钢材以及一些金属制品，如预应力筋用锚具、夹具、连接器等。