赵景满老师一级建造师《矿业工程实务》精讲班课程，本节视频讲解一级建造师《矿业工程实务》矿业工程材料（二），免费试听赵景满老师精讲班课程>>
赵景满老师介绍
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1G410000 矿业工程技术
第13讲 矿业工程材料（二）
三、常用钢材的特点与工作性能
与其他工程材料相比，钢材的主要优点是：（1）强度高、塑性、耐热性、韧性好；（2）材质均匀，工作可靠性高；（3）钢结构制作简便，施工周期短，具有良好的装配性；（4）钢具有可焊性，易于连接和拼接；（5）钢材具有不渗漏性，便于做成密闭结构；（6）钢材更接近于匀质和各向同性体。
钢材也同时具有相应的缺点：（1）耐腐蚀性较差；（2）耐热但不防火；（3）保温效果差；（4）易产生扭曲；（5）特有的冷桥问题。
钢材的主要工作性能有：
1、力学性能
（1）强度
强度是钢材在外力作用下，抵抗永久变形和断裂的能力，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度5种，一般情况下多以抗拉强度作为判别钢材强度高低的指标。
衡量钢材强度的指标有3个：弹性模量、屈服强度和抗拉强度。它们都表示钢材抵抗变形和破坏的能力，都是通过拉伸试验测定的。
（2）塑性
钢材在荷载（外力）作用下，断裂前经受永久变形的能力，钢材受力所产生的永久变形，就叫塑性变形。钢材的塑性也通过拉伸试验来评定的，判断塑性主要是以下两个指标来表示：断后伸长率δ或延伸率和断面收缩率Ψ。钢材的延伸率δ和断面收缩率Ψ越大，其塑性越好。塑性好的钢材容易进行冲压、轧制、焊接和锻造。
（3）硬度
硬度表示钢材表面局部体积范围抵抗外物压入能力的指标，是评价部件承受磨损作用的重要参数。
硬度是各种零件和工具必须具备的性能指标，也是模具钢最重要的性能，模具的热处理质量和使用性能通常以硬度作为判断的依据。所以，硬度是钢铁材料最重要的力学性能指标。
（4）冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下加工时抵抗发生裂缝的能力，由冷弯试验检验。
2、冲击韧性
钢材的抗冲击性能用冲击韧性指标表示。韧性好表示在动荷载作用下破坏时要吸收较多能量，可降低脆性破坏风险。钢材的冲击韧性受钢的化学成分、组织状态、冶炼和轧制质量，以及温度和时效等影响。
3、耐疲劳性能
钢材在交变荷载反复作用下，在远小于抗拉强度时发生突然破坏，称疲劳破坏。耐疲劳性能对于承受反复荷载的结构是一种重要的性质。
4、可焊性
可焊性是指采用一般焊接工艺就可完成合格的焊缝的性能，用以评价钢材受焊接热作用的影响。可焊性好表示焊接安全、可靠、没有焊接裂缝、接缝的抗冲击韧性及热影响区的延性和力学性能不低于母材。钢材的可焊性受碳含量和合金含量的影响。碳含量在0.12%～0.20%范围内的碳素钢，可焊性最好。碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。提高钢材强度的合金元素大多对可焊性有不利影响。
5、耐腐蚀性：
耐腐蚀性差是钢结构的一大弱点。钢的腐蚀包括干腐蚀和湿腐蚀（指现有湿度影响下的腐蚀）。目前防止钢材腐蚀的主要办法是采用防腐涂料，也已经有专门的耐腐蚀钢材出现，称为“耐候钢”。
四、常用钢材加工方法及钢筋施工技术要求
（一）钢材加工方法
常用钢材的加工包括钢材的冷加工强化、时效强化、热处理和焊接等几种方法
1．冷加工强化是将建筑钢材在常温下进行冷拉、冷拔和冷轧，提高屈服强度，相应降低了塑性和韧性。
2．时效强化是指经冷加工后，钢材的屈服强度和强度极限随着时间延长而逐渐提高，塑性和韧性逐渐降低的现象。因此，可将经过冷拉的钢筋在常温下或加热到100°C～200°C并保持一定时间，实现时效处理。
3．热处理的方法有退火、正火、淬火、回火，在施工现场，有时须对焊接件进行热处理。
4．焊接方法主要用于钢筋。有电阻焊、闪光对焊、电弧焊、电渣压力焊、气压焊、预埋件埋弧焊等。
（二）钢筋施工的技术要求
1、钢筋代换的要求
（1）当钢筋的品种、级别或规格需要变更时，应办理设计变更文件。代换钢筋，应征得设计单位同意。规程不允许代换的钢筋不得随意代换。钢筋代换后应当满足《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中所规定的钢筋间距、锚固长度、最小钢筋直径、根数及最小配筋率等要求。
（2）钢筋代换可参照的原则有：当构件受强度控制时，钢筋可按强度相等的原则进行代换（等强度代换）；当构件按最小配筋率配筋时，钢筋可按面积相等的原则进行代换（等面积代换）；当构件受抗裂、裂缝宽度或挠度控制时，钢筋代换应进行抗裂、裂缝宽度或挠度验算。
（3）重要受力构件（如吊车梁、薄腹梁、屋架下弦等）不宜用I级钢（HPB300钢）代换变形钢筋；有抗震要求的框架结构，不宜以强度较高的钢筋代换原设计中的钢筋，必须代换时，代换钢筋的强度与其实测屈服强度的比值，应满足规定要求。
2、钢筋的连接
钢筋的连接通常有焊接、机械连接、绑扎。钢筋机械连接的常用方法有套筒挤压连接、锥螺纹套筒连接、直螺纹套筒连接等。机械连接可用于可焊性较差的钢筋。
小结1--钢材分类及工程中常用的钢材
小结2--钢材的特点与工作性能
