第2章之钢材牌号.ppt

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1、一、分类一、分类1.按化学成分有碳素钢和合金钢；碳素钢按碳元素含量分有低碳钢（C0.25）、中碳钢（0.25C0.6）和高碳钢（C0.6）；合金钢按合金元素总含量分有低合金钢（合金元素总量5）、中合金钢和高合金钢（合金元素总量10）。2.按S、P分为高级优质钢（0.035%）、优质钢（0.045%，0.04%）、普通钢（0.05%、0.045%）；3.按浇注方法（脱氧方法）分类的沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。第四节第四节 建筑结构用钢的种类与选择建筑结构用钢的种类与选择 二、钢材的牌号表示方法二、钢材的牌号表示方法1 1、钢材牌号：、钢材牌号：“Q Q（屈服点值（屈服点值）+质量等级质

2、量等级+脱脱氧方法氧方法”组成。组成。（1 1）Q Q：“屈屈”字拼音首位字母，字拼音首位字母，“屈服强度屈服强度”；（2 2）质量等级：）质量等级：A-EA-E五级五级（字序越高质量越好）；（字序越高质量越好）；A A无无CvCv要求；要求；B B常温常温CvCv要求；要求；C C零度零度CvCv要求；要求；D D-20-20度度CvCv要求；要求；E E-40-40度度CvCv要求。要求。（3 3）脱氧方法：）脱氧方法：F F沸腾钢；沸腾钢；Z Z镇静钢（省略）镇静钢（省略）b b半镇静钢；半镇静钢；TZTZ特殊镇静钢（一般省略）。特殊镇静钢（一般省略）。2 2 2 2、碳素结构钢分为、碳

3、素结构钢分为、碳素结构钢分为、碳素结构钢分为Q195Q195Q195Q195、Q215 Q215 Q215 Q215、Q235Q235Q235Q235、Q255Q255Q255Q255、Q275Q275Q275Q275五种五种五种五种 vv质量等级分：质量等级分：质量等级分：质量等级分：A A A A、B B B B、C C C C、D D D D 四级，四级，四级，四级，含所有脱氧方法。含所有脱氧方法。Q235-AF,(z)Q235-AF,(z)Q235-AF,(z)Q235-AF,(z)对冲击韧性不作要求对冲击韧性不作要求对冲击韧性不作要求对冲击韧性不作要求，对碳含量不要，对碳含量不要，对

4、碳含量不要，对碳含量不要求求求求 Q235-BF,(z)Q235-BF,(z)Q235-BF,(z)Q235-BF,(z)保证保证保证保证20202020C C C C冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性AKV27J 、冷弯性、冷弯性、冷弯性、冷弯性能合格能合格能合格能合格Q235-C (z)Q235-C (z)Q235-C (z)Q235-C (z)保证保证保证保证0 0 0 0C C C C冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性AKV27J 、冷弯、冷弯、冷弯、冷弯性能合格性能合格性能合格性能合格 Q235-D(Q235-D(Q235-D(Q235-D(TzTzTzTz)保证保证保证保证-20-20

5、-20-20C C C C冲击韧性冲击韧性冲击韧性冲击韧性AKV27J 、冷弯、冷弯、冷弯、冷弯性能合格性能合格性能合格性能合格 Q235Q235Q235Q235B B B B F F F F代表屈服点为代表屈服点为代表屈服点为代表屈服点为235N/mm235N/mm235N/mm235N/mm2 2 2 2 的的的的B B B B级沸腾碳素结构级沸腾碳素结构级沸腾碳素结构级沸腾碳素结构钢。钢。钢。钢。钢材的质量等级是根据哪一项要求划分的？钢材的质量等级是根据哪一项要求划分的？钢材的质量等级是根据哪一项要求划分的？钢材的质量等级是根据哪一项要求划分的？v 碳素结构钢交货时应有化学成分和机械性能

6、的合格保证书（试验数据）。对于化学成分，A 级：要求S，P含量，对C、SI、MN不要求B、C、D级：要求SiSi，S S，P P、C和Mn含量符合相应等级的规定。对于机械性能，A 级：应保证、冷弯性能符合要求，B、C、D级：还应分别保证20、0、-20的冲击韧性AKV27J。以前施行的国家标准以前施行的国家标准GB700GB7007979中，碳素结中，碳素结构钢称为普通碳素结构钢，在钢结构中较多应构钢称为普通碳素结构钢，在钢结构中较多应用其中的用其中的A3A3钢，该钢与钢，该钢与Q235-BQ235-B的性能相近。的性能相近。问题问题：对焊接结构是否可选用对焊接结构是否可选用Q235A?Q23

7、5A?低温工作条件下需验算疲劳的结构是否可低温工作条件下需验算疲劳的结构是否可选用选用Q235B?Q235B?3 3、合金结构钢、合金结构钢 低合金结构钢的化学成分与碳素结构钢相近，低合金结构钢的化学成分与碳素结构钢相近，只是前者加入了少量合金元素只是前者加入了少量合金元素（合金元素总量（合金元素总量不超过不超过5%5%），），以提高其强度、冲击韧性、耐腐以提高其强度、冲击韧性、耐腐蚀性等，蚀性等，低合金结构钢含碳量一般都较低（小低合金结构钢含碳量一般都较低（小于于0.20.2），因此有良好的加工性和可焊性。），因此有良好的加工性和可焊性。vv 低合金钢分为低合金钢分为Q295Q295、Q34

8、5Q345、Q390Q390、Q420Q420、Q460Q460五种五种 质量等级分：质量等级分：A A、B B、C C、D D、E E五级，只有五级，只有镇静钢镇静钢和和特殊镇静钢特殊镇静钢。Chapter02inside_02_06_02.htmChapter02inside_02_06_02.htm A A级级不要求保证冲击韧性；不要求保证冲击韧性；B B级级要求在要求在2020时的冲击韧性指标时的冲击韧性指标A AkVkV不低于不低于34J34J；C C级级要求在要求在00时的冲击韧性指标时的冲击韧性指标A AkVkV不低于不低于34J34J；D D级级要求在要求在-20-20时的冲击

9、韧性指标时的冲击韧性指标A AkVkV不低于不低于34J34J；E E级级要求在要求在-40-40时的冲击韧性指标时的冲击韧性指标A AkVkV不低于不低于27J27J。以前施行的国家标准低合金结构钢钢材技术条件（GB159188）中列有17种钢号。钢号前面的两位数字表示其含碳量的平均值（万分之几），数字后列出主要合金元素的符号，该元素平均含量小于1.5时只标明元素而不标明含量，当其平均值含量大于1.5、2.5、3.5等时，则在该元素符号后面分别标出2、3等数字。例如，16Mn（16锰）钢表示平均含碳量为0.16，锰的平均含量小于1.5；15MnVN（15锰钒氮）钢表示平均含碳量为0.15，而

10、锰、钒和氮的平均含量均小于1.5。GBJ17-88推荐的低合金结构钢为16Mn、16Mnq、15MnVN和15Mnq。说明：Q345包括有16Mn钢，Q390包括有15MnV钢。Q345A Q345A(z)(z)、Q345C Q345C(TzTz)、Q345E Q345E(TzTz)Q345B Q345B(z)(z)、Q345D Q345D(TzTz)Q345EQ345E代表屈服点为代表屈服点为345N/mm345N/mm2 2的的E E级低合金高强度级低合金高强度结构钢。结构钢。4.4.优质钢优质钢Chapter02inside_02_06_03.htmChapter02inside_02_

11、06_03.htm 优质钢是低碳钢和低合金钢经过热处理优质钢是低碳钢和低合金钢经过热处理（如调质处理）而成的。这些优质钢常用于一（如调质处理）而成的。这些优质钢常用于一些特殊用途的钢结构中，价格较贵。些特殊用途的钢结构中，价格较贵。符号表示：根据符号表示：根据优质碳素结构钢优质碳素结构钢（GB/T699GB/T6999999），优质碳素结构钢的牌号），优质碳素结构钢的牌号由由2 2位数字和随其后加注的规定符号表示。位数字和随其后加注的规定符号表示。例如例如08F08F、4545、20A20A，70Mn70Mn等。等。牌号的牌号的2 2位数字，表示位数字，表示含碳量为万分之几含碳量为万分之几；“

12、F F”表示沸腾钢，表示沸腾钢，“b b”表示半镇静钢，镇表示半镇静钢，镇静钢不标注符号；静钢不标注符号；数字之后的数字之后的“MnMn”表示含锰量较高，达到表示含锰量较高，达到0.70.71.01.0，普通含锰量不标注；，普通含锰量不标注；“A A”表示高级优质钢，钢中表示高级优质钢，钢中S S、P P含量有严含量有严格限制；格限制；建筑用优质碳素结构钢力学性能建筑用优质碳素结构钢力学性能 牌号力学性能（）（）152015Mn20Mn3754104104502252452452752725262455555550 桥梁用钢：桥梁用钢：根据根据桥梁用结构钢桥梁用结构钢（GB/T714GB/T7

13、1420002000），），其牌号表示方法与建筑结构钢类似，但其牌号表示方法与建筑结构钢类似，但屈服点屈服点数值后加字母数值后加字母“q q”（即（即“桥桥”），形如，形如Q420qEQ420qE。质量等级有质量等级有A A、B B、C C、D D、E E五级，性能优于五级，性能优于相应的碳素结构钢和低合金高强度结构钢。相应的碳素结构钢和低合金高强度结构钢。专用结构钢：专用结构钢：专用结构钢大多是在碳素结构钢或低合专用结构钢大多是在碳素结构钢或低合金结构钢的基础上冶炼而成，质量要求更高。金结构钢的基础上冶炼而成，质量要求更高。其牌号表示方法为，其牌号表示方法为，自左至右依次列出自左至右依次列出

14、平均平均含碳量含碳量的万分数、的万分数、合金元素符号合金元素符号及其及其含量含量百百分整数、分整数、专业用途专业用途汉语拼音字母汉语拼音字母，形如，形如16MnR16MnR。这里，。这里，C C表示船体，表示船体，R R表示容器，表示容器，g g表表示锅炉等。示锅炉等。耐候钢耐候钢：处于处于外露环境外露环境，且对大气腐蚀有特，且对大气腐蚀有特殊要求或处于腐蚀性液体作用下的承重结构，殊要求或处于腐蚀性液体作用下的承重结构，宜采用耐候钢。耐候钢国家标准为宜采用耐候钢。耐候钢国家标准为高耐候性高耐候性结构钢结构钢GB/T4171GB/T4171和和焊接结构用耐候钢焊接结构用耐候钢GB/T4172GB

15、/T4172。Z Z向钢：向钢：钢材厚度钢材厚度t t40mm40mm时，为避免焊接时，为避免焊接时产生层状撕裂，常需要采用时产生层状撕裂，常需要采用Z Z向钢向钢。其材质应。其材质应符合符合厚度方向性能钢板厚度方向性能钢板GB/T5313GB/T5313的规定。的规定。牌号有牌号有:Z15:Z15、Z25Z25和和Z35Z35（Z Z指指Z Z向钢向钢,数字为截面数字为截面收缩率收缩率的指标（的指标（%）。）。铸钢：铸钢：铸钢常用于大型结构的铸钢常用于大型结构的支座支座。根据。根据一般工程用铸造碳钢件一般工程用铸造碳钢件GB11352GB113528989规定，规定，铸钢牌号形如铸钢牌号形如

16、ZGZG200200400400，这里这里ZGZG表示铸钢，表示铸钢，200200表示屈服点，表示屈服点，400400表示抗拉强度，二者单位均表示抗拉强度，二者单位均为为N/mmN/mm2 2。高强度螺栓：优质碳素钢或优质低合金钢，如高强度螺栓：优质碳素钢或优质低合金钢，如3535号钢、号钢、4545号钢、号钢、40B40B（4040硼）钢、硼）钢、35VB35VB钢和钢和20MnTiB20MnTiB钢等，都是低碳钢或低合金钢经过热处钢等，都是低碳钢或低合金钢经过热处理而形成。理而形成。思考题：思考题：指出符号含义指出符号含义Q235-AFQ235-AF、Q390EQ390E5.5.规范规范推

17、荐用钢推荐用钢：宜选碳素结构钢中的：宜选碳素结构钢中的Q235Q235及低合金钢中的及低合金钢中的Q345Q345、Q390Q390、Q420Q420四种钢材。四种钢材。二、建筑结构用钢的选择二、建筑结构用钢的选择1.1.原则：钢材的质量和性能，由钢材力学性能原则：钢材的质量和性能，由钢材力学性能中的抗拉强度中的抗拉强度f fu u、屈服强度屈服强度f fy y、伸长率伸长率5 5（1010）、）、冷弯冷弯180180o o及冲击韧性及冲击韧性k k，化学成化学成分分C C、S S、P P等的极限含量，以及冶炼脱氧方等的极限含量，以及冶炼脱氧方法来衡量。选材时应根据结构的法来衡量。选材时应根据

18、结构的重要性重要性、荷荷载性质载性质（静、动）（静、动）、连接方法连接方法、工作温度工作温度等等因素来综合考虑以选择适宜钢材。因素来综合考虑以选择适宜钢材。结构或构件的重要性结构或构件的重要性结构和构件按其使用条件和部分可分为结构和构件按其使用条件和部分可分为重要重要、一般和次要、一般和次要三类，其重要性不同所使用的钢材三类，其重要性不同所使用的钢材也应该有所区别。也应该有所区别。如钢梁主体结构可选用如钢梁主体结构可选用Q345qEQ345qE，钢屋架可采，钢屋架可采用用Q235-BQ235-B，而钢桥的人行道、检查设备等辅助结，而钢桥的人行道、检查设备等辅助结构可采用构可采用Q235-BQ2

19、35-B。荷载性质荷载性质承受静力荷载和承受动力荷载的结构应选用承受静力荷载和承受动力荷载的结构应选用不同质量的钢材，并提出不同的质量保证项目。不同质量的钢材，并提出不同的质量保证项目。例如例如:只承受只承受静力静力荷载的结构，可要求保证钢材的荷载的结构，可要求保证钢材的屈服强度、伸长率和硫、磷的极限含量屈服强度、伸长率和硫、磷的极限含量，而不必，而不必要求冷弯性能和冲击韧性；要求冷弯性能和冲击韧性；承受承受间接动力间接动力荷载的结构，一般要求荷载的结构，一般要求增加冷增加冷弯试验弯试验；直接承受动力直接承受动力荷载而且工作繁忙或温度较低荷载而且工作繁忙或温度较低环境下工作的结构，还要求常温环

20、境下工作的结构，还要求常温冲击韧性冲击韧性或负温或负温冲击韧性、时效冲击韧性等。冲击韧性、时效冲击韧性等。工作温度工作温度钢材若处于冷脆转变温度，有可能突然发生脆性钢材若处于冷脆转变温度，有可能突然发生脆性断裂。所以处于低温工作的结构，断裂。所以处于低温工作的结构，应选用冷脆转应选用冷脆转变温度变温度 的钢材，低于的钢材，低于-20-20时，钢材应具有时，钢材应具有负温冲击韧性的合格保证。负温冲击韧性的合格保证。连接类型连接类型 焊接结构的钢材不仅要保证力学性能，还应焊接结构的钢材不仅要保证力学性能，还应该具有良好的可焊性，化学成分必须符合技术标该具有良好的可焊性，化学成分必须符合技术标准。所

21、用的焊接材料要与钢材匹配。准。所用的焊接材料要与钢材匹配。下降下降 较低较低钢材随温度的降低其塑性、冲击韧性钢材随温度的降低其塑性、冲击韧性 ，2.2.钢材选择的注意事项钢材选择的注意事项（1 1）承重结构承重结构的钢材宜采用的钢材宜采用Q235Q235钢、钢、Q345Q345钢、钢、Q390Q390钢和钢和Q420Q420钢钢，其质量应分别符合，其质量应分别符合国家标准国家标准碳素结构钢碳素结构钢GB/T700GB/T700和和低合金高强度结构低合金高强度结构钢钢GB/T1591GB/T1591的规定。的规定。（2 2）承重结构的钢材应具有）承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长抗拉强度、伸长率

22、、屈服强度和硫、磷含量率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，对的合格保证，对焊接结构尚具有焊接结构尚具有含碳量含碳量的合格保证。的合格保证。对焊接承重结构和重要的非焊接承重加冷弯对焊接承重结构和重要的非焊接承重加冷弯实验的合格保证实验的合格保证（3 3）对对于于需需要要验验算算疲疲劳劳的的焊焊接接结结构构，应应具具有有常常温冲击韧性温冲击韧性的合格保证；的合格保证；当当20 20 结构工作温度结构工作温度00时，时，Q235Q235、Q345Q345钢应具有钢应具有00冲击韧性合格保证；冲击韧性合格保证；Q390Q390、Q420Q420钢应具有钢应具有2020冲击韧性合格保证。冲击韧性合格保证

23、。当结构工作温度当结构工作温度2020时，时，Q235Q235、Q345Q345钢应具有钢应具有2020冲击韧性合格保证；冲击韧性合格保证；Q390Q390、Q420Q420钢应具有钢应具有4040冲击韧性合格保证。冲击韧性合格保证。（4 4）对对于于需需要要验验算算疲疲劳劳的的非非焊焊接接结结构构的的钢钢材材亦亦应应具具有有常常温温冲冲击击韧韧性性合合格格保保证证，当当结结构构工工作作温温度度2020时时，对对Q235Q235钢钢和和Q345Q345钢钢应应具具有有00冲冲击击韧韧性性合合格格的的保保证证；对对Q390Q390钢钢和和Q420Q420钢钢应应具具有有2020冲击韧性的合格保证

24、。冲击韧性的合格保证。（5 5）重要的受拉或受弯的焊接构件中，厚度大）重要的受拉或受弯的焊接构件中，厚度大于等于于等于16mm16mm的钢材应具有的钢材应具有常温冲击韧性常温冲击韧性合格的合格的保证。保证。要求低温(0以下）冲击韧性的钢材选择表结构类别结构所处工作温度要求下列低温冲击韧性合格02040需要验算疲劳的焊接结构0t20Q235钢Q345钢Q390钢Q420钢t20Q235钢Q345钢Q390钢Q420钢需要验算疲劳的非焊接结构t20Q235钢Q345钢Q390钢Q420钢注：结构工作温度指室外最低日平均气温。思考题：思考题：1.钢结构设计规范钢结构设计规范中推荐使用的承重结构中推荐

25、使用的承重结构钢材是（）钢材是（）A.Q235A.Q235、4545号号钢、钢、Q345Q345 B.Q235B.Q235、Q390Q390、Q345Q345C.Q235C.Q235、4545号钢、号钢、3535号钢号钢 2.2.设计某东北地区的重级工作制焊接吊车钢梁，设计某东北地区的重级工作制焊接吊车钢梁，工作温度低于工作温度低于-20-20摄氏度，宜采用的钢号为（）摄氏度，宜采用的钢号为（）A.Q235BB.Q345BC.Q235CD.Q345D 4.4.对对不不同同质质量量等等级级的的同同一一类类钢钢材材，在在下下列列各各指标中，它们的指标中，它们的()()不同。不同。A.A.抗拉强度抗

26、拉强度f fu u B.B.屈服点屈服点f fy y C.C.伸长率伸长率 D.D.冲击韧性冲击韧性A AKVKV 3.3.某露天跨的吊车梁（属动力荷载作用），某露天跨的吊车梁（属动力荷载作用），气温最低气温最低 2020o oC C，若选用，若选用Q345DQ345D级钢，要求级钢，要求保证指标有：抗拉强度和伸长率。试判断此保证指标有：抗拉强度和伸长率。试判断此要求是否合理，为什么？要求是否合理，为什么？与与Q235Q235钢（钢（fyfy=235=235255n/mm2255n/mm2）相当的国外钢材：）相当的国外钢材：（A36A36）美国，美国，43A43A、43B43B（英国），英国），St37St37（德国），德国），SM41SM41（日本），日本），Fe360Fe360（ISOISO）等。等。与与Q345Q345钢、钢、Q390Q390钢和钢和Q420Q420钢相当的国外钢种为：钢相当的国外钢种为：A242A242，A440A440，A441A441（美国）；（美国）；50A50AD D，55C55CE E（英国）（英国）St52St52，St70St70（德国）；（德国）；SM50SM50，SM53SM53，SM58SM58（日本）。（日本）。