如何区分钢结构材料以及结构钢材种类规格都有哪些

2017年09月14日 09:54 来源:中国钢结构在线 编辑:湵髯
一 钢材的种类
  按用途可分为:结构钢、工具钢和特殊钢;
  按冶炼方法可分为:转炉钢和平炉钢;
  按脱氧方法可分为:沸腾钢(F)、半镇静钢(b)、镇静钢(Z)和特殊镇静钢(TZ),镇静钢和特殊镇静钢的代号可以省去;
  按成型方法可分为:轧制钢(热轧、冷轧)、锻钢和铸钢;
  按化学成分可分为:碳素钢和合金钢。
1.钢材的牌号
钢材的品种繁多,钢结构中采用的钢材主要有二类。
⑴碳素结构钢
       根据现行的国家标准《碳素结构钢》(GB700)的规定,碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母Q、屈服点的数值(N/mm2)、质量等级符号和脱氧方法符号等四个部分按顺序组成。
      碳素结构钢分为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等五种,屈服强度越大,其含碳量、强度和硬度越大,塑性越低。其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能都比较好,是钢结构常用钢材之一。
   质量等级分为A、B、C、D四级,由A到D表示质量由低到高。不同质量等级钢对化学成分和力学性能的要求不同。A级无冲击功规定,对冷弯试验只在需方有要求时才进行,其碳、锰、硅含量也可以不作为交货条件;B级、C级、D级分别要求保证20℃、0℃、-20℃时夏比V形缺口冲击功不小于27J(纵向),都要求提供冷弯试验的合格保证,以及碳、锰、硅、硫和磷等含量的质保。所有钢材交货时供方应提供屈服点、极限强度和伸长率等力学性能的质保。
   沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢分别用汉字拼音字首F、Z、b和TZ表示。对Q235,A、B级钢可以是Z、b或F,C级钢只能是Z,D级钢只能是TZ。Z和TZ可以省略不写。
    如Q235-AF表示屈服强度为235N/mm2的A级沸腾钢;Q235-Bb表示屈服强度为235N/mm2的B级半镇静钢;Q235-C表示屈服强度为235N/mm2的C级镇静钢。
(2) 低合金高强度结构钢
     低合金钢是指在炼钢过程中添加一种或几种少量合金元素,其总量低于5%的钢材。低合金钢因含有合金元素而具有较高的强度。根据现行国家标准《低合金高强度结构钢》(GBT/l591)的规定,其牌号与碳素结构钢牌号的表示方法相同,常用的低合金钢有Q345、Q390、Q420等。
     低合金钢交货时供方应提供屈服强度、极限强度、伸长率和冷弯试验等力学性能质保;还要提供碳、锰、硅、硫、磷、钒、铝和铁等化学成分含量的质保。
     低合金钢的质量等级除与碳素结构钢A、B、C、D四个等级相同外,增加E级,其要求提供-40℃时夏比V型缺口冲击功不小于27J(纵向)。不同质量等级对碳、硫、磷、铝的含量的要求也有区别。 低合金钢的脱氧方法为镇静钢或特殊镇静钢。 Q345-B表示屈服强度为345N/mm2的B级镇静钢;Q390-D表示屈服强度为390N/mm2的D级特殊镇静钢。
       碳素结构钢和低合金钢都可以采取适当的热处理(如调质处理)进一步提高其强度。例如用于制造高强度螺栓的45号优质碳素钢以及40硼(40B)、20锰钛硼(20MnTiB)就是通过调质处理提高强度的。
注意:质量等级的划分与要求:碳素钢分(A、B、C、D) 四级,低合金钢分(A、B、C、D、E)五级。各级钢的保证条件为:
A级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验只在需方要求时进行,无冲击韧性要求;
B级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,常温(20℃)冲击试验,要求冲击功不小于27 J;
C级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,0℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J;
D级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,-20℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J;
E级钢-抗拉强度、屈服点和伸长率,冷弯试验合格,-40℃冲击试验,要求冲击功不小于27 J.
二、钢材的规格
钢结构所用的钢材主要为热轧成型的钢板、型钢以及冷弯成型的薄壁型钢。
1.钢板
   钢板有薄钢板(厚度0.35~4mm)、厚钢板(厚度4.5~60mm)、特厚板(板厚>60mm)和扁钢(厚度4~60mm,宽度为12~200mm)等。钢板用“—宽×厚×长”或“—宽×厚”表示,单位为mm,如—450×8×3100,—450×8。
2.型钢
   钢结构常用的型钢是角钢、工字型钢、槽钢和H型钢、钢管等。除H型钢和钢管有热轧和焊接成型外,其余型钢均为热轧成型。
(1)角钢
   角钢有等边角钢和不等边角钢两种。等边角钢以“L肢宽×肢厚”表示,不等边角钢以“L长肢宽×短肢宽×肢厚”表示,单位为mm,如L63×5,L100×80×8。
(2)工字钢
工字钢有普通工字钢和轻型工字钢两种。普通工字钢用“I截面高度的厘米数”表示,高度20mm以上的工字钢,同一高度有三种腹板厚度,分别记为a、b、c,a类腹板最薄、冀缘最窄,b类较厚较宽,c类最厚最宽,如I20a。同样高度的轻型工字钢的翼缘要比普通工字钢的冀缘宽而薄,腹板亦薄,轻型工字钢可用汉语拼音符号“Q”表示,如QI40等。
(3)槽钢
    槽钢也分普通槽钢和轻型槽钢两种,以“[或Q[截面高度厘米数”表示,如[20 b, Q[22等。
(4)H型钢
     H型钢分热轧和焊接二种。热轧H型钢有宽翼缘(H W)、中翼缘 (HM)、窄翼缘 (HN)和H型钢柱(HP)等四类。H型钢用“高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度”表示,单位为mm,如HW250×250×9×14、HM294×200×8×12。
     焊接H型钢是由钢板用高频焊接组合而成,也用“高度×宽度×腹板厚度×翼缘厚度”表示,如H350×250×10×16。
(5)钢管
    钢管有热轧无缝钢管和焊接钢管两种。无缝钢管的外径为32~630mm。钢管用“φ外径×壁厚”来表示,单位为mm,如φ273×5。
    我国生产的各型钢规格和截面特性见附录三。对普通钢结构的受力构件不宜采用厚度小于5mm的钢板、壁厚小于3mm的钢管、截面小于L45×4或L56×36×4的角钢。
3.冷弯薄壁型钢
    冷弯薄壁型钢采用薄钢板冷轧制成。其壁厚一般为1.5~12mm,但承重结构受力构件的壁厚不宜小于2mm。薄壁型钢能充分利用钢材的强度以节约钢材,在轻钢结构中得到广泛应用。常用冷弯薄壁型钢截面型式有等边角钢(a)、卷边等边角钢(b)、槽钢(c)、卷边槽钢(d)、 Z型钢、卷边Z型钢(C型钢) (e)、钢管[(f)、(g)、(h)]等。
    表示方法为:按字母B、截面形状符号和长边宽度×短边宽度×卷边宽度×壁厚的顺序表示,单位为mm,长、短边相等时,只标一个边宽,无卷边时不标卷边宽度,如B[ 120×40×2.5、BC160×60×20×3。
    压型钢板是冷弯薄壁型钢的另一种形式,它是用厚度为0.4~2mm的钢板、镀锌钢板或彩色涂层钢板经冷轧成的波形板。
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