第 5 章 金属材料 5.1 钢材的分类及冶炼

1. 第5章 金属材料5.1 钢材的分类及冶炼 一、钢材的分类 钢是以铁为主要元素、含碳量为0.02~2.06%、并含少量其它元素的材料。 按化学成分可分为非合金钢、低合金钢和合金钢三类，各合金元素（部分）的含量应满足相应的规定。 各合金元素（部分）含量的界限值

2. 按含碳量可分为低碳钢(<0.25%)、中碳钢(0.25~0.6%)和高碳钢(>0.6%)。按含碳量可分为低碳钢(<0.25%)、中碳钢(0.25~0.6%)和高碳钢(>0.6%)。 按质量等级(主要按P、S含量)，将非合金钢和低合金钢分成普通质量、优质和特殊质量三等，合金钢分为优质和特殊质量二等。 按用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊用途钢。 土木工程中主要应用的是低合金结构钢、非合金结构钢。 二、钢的冶炼 炼钢的原理是将熔融的生铁进行氧化。在炼钢过程中，C被氧化成CO气体而逸出，使含C量降低到预定范围。Si、Mn经氧化，P、S则在石灰的作用下均进入渣中被排除或达到预定范围。其它杂质含量也降低到允许范围之内。 土木工程用钢主要是氧气转炉、平炉和电炉冶炼的。 平炉法以固态或液态铁、铁矿石或加入废钢铁为原料，以煤气或重油为燃料，在平炉中冶炼钢。平炉法冶炼时间长(2~3h)，清除杂质较彻底。钢材质量好，但是设备投资大，燃料效率低，钢材成本较高。

3. 主流方法－氧气转炉法是在能前后转动的梨形炉中注入熔融的生铁，从上方吹入高压高纯氧气，使杂质被氧化去除掉。用氧气转炉精炼时间只需20~40min，钢材质量好，且不需燃料。主流方法－氧气转炉法是在能前后转动的梨形炉中注入熔融的生铁，从上方吹入高压高纯氧气，使杂质被氧化去除掉。用氧气转炉精炼时间只需20~40min，钢材质量好，且不需燃料。 电炉法是利用电流的热效应来产生高温的炼钢炉。这种炼钢炉能在短时间内达到高温，温度也容易控制。使用电炉能够充分除去P和S，得到高纯度的优质钢，它适合于冶炼优质或特殊质量的特种钢。 由于精炼中必须供给充足的氧以保证杂质被氧化，故精炼后的钢液中含有一定量的氧化铁，使钢的质量降低。因此，在精炼的最后阶段需将硅铁、锰铁或铝等加入炉中使氧化铁被还原成铁。 按照脱氧程度不同，钢可分为特殊镇静钢、镇静钢、半镇静钢和沸腾钢。

4. 沸腾钢脱氧不充分，在浇铸后有大量CO逸出，使钢液沸腾。而镇静钢脱氧充分，浇铸时钢液平静地冷却凝固。二者相比沸腾钢中C和有害杂质P、S等严重偏析(杂质元素在钢中分布不均匀，富集于某些区间的现象称为偏析)，使钢材致密程度差，故其冲击韧性和可焊性较差，特别是低温冲击韧性显著降低。但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量脱氧剂，钢锭收缩孔减少，成品率较高，成本较镇静钢低。半镇静钢介于二者之间。特殊镇静钢脱氧更彻底，性能优于镇静钢。沸腾钢脱氧不充分，在浇铸后有大量CO逸出，使钢液沸腾。而镇静钢脱氧充分，浇铸时钢液平静地冷却凝固。二者相比沸腾钢中C和有害杂质P、S等严重偏析(杂质元素在钢中分布不均匀，富集于某些区间的现象称为偏析)，使钢材致密程度差，故其冲击韧性和可焊性较差，特别是低温冲击韧性显著降低。但从经济上比较，沸腾钢只消耗少量脱氧剂，钢锭收缩孔减少，成品率较高，成本较镇静钢低。半镇静钢介于二者之间。特殊镇静钢脱氧更彻底，性能优于镇静钢。 5.2 钢材的技术性质 一、拉伸性能 (一)低碳钢的拉伸性能 拉伸性能是建筑钢材最重要的性能。屈服强度σs、抗拉强度σb和伸长率δ是钢材的三个重要技术性质指标。

5. σ C B上 B D A σb B下 σs σp ε O δ 1. 弹性阶段 曲线在该阶段呈直线关系，符合虎克定律。卸荷后应力、应变可以沿AO线回到原点，形状不发生任何变化。建筑上常用的Q235的E为(2.0~2.1)×105MPa，弹性极限(A点的应力)σp为180~ 200MPa。 2.屈服阶段 曲线AB为屈服阶段，当应力超过A点后，曲线不再呈直线关系，即随应力增加，Vε>Vσ，即在产生弹性变形的同时也开始产生塑性变形。当达到B点时，钢材抵抗不住所加外力，发生屈服现象(实质为位错滑移)，即应力在小范围内波动，而应变迅速增加，直到B点为止。B上称为屈服上限，屈服下限B下对应的应力σs称为屈服强度或屈服点。

6. σ C B上 B D A B下 σb σp σs ε O δ 屈服强度是结构设计中钢材强度取值的依据。Q235的屈服强度不小于210～240MPa。 3. 强化阶段 曲线BC称为强化阶段。伴随着塑性变形的迅速增加，钢材内部组织发生变化，超过B点后又恢复了抵抗变形的能力，变得强硬起来。这个阶段也有塑性变形产生，但它伴随着应力的增加而产生的。当达到C点时，应力达到极限值，称为抗拉强度σb。Q235的抗拉强度不小于380～470MPa。 屈服强度与抗拉强度的比值(屈强比)小，钢材的利用率低，但屈强比过大，也将意味着钢材的安全可靠性降低，当使用中发生突然超载时，容易产生破坏。因此，需要在保证安全性的前提下尽可能地提高钢材的屈强比。合理的屈强比一般在0.60～0.75范围内。Q235的屈强比为0.58～0.63，普通低合金钢为0.65～0.75。

7. 4.颈缩阶段 过了C点以后，试件抵抗塑性变形的能力迅速降低，塑性变形迅速增加，试件的断面在薄弱处急剧缩小，产生“颈缩现象”而断裂。 将拉断后的试件，在断口处拼合，量出拉断后标距之间的长度l1，即可计算出钢材的伸长率δn。 由于颈缩处的伸长率较大，因此当原标距与直径之比愈大，则颈缩处伸长值在整个伸长值中的比重愈小，因而计算得的伸长率就愈小。通常以δ5和δ10分别表示l0/d0=5，10的伸长率。对同一种钢材δ5＞δ10。某些钢材的伸长率是采用定标距试件测定的，如标距l0＝l00mm或200mm，则伸长率用δ100或δ200表示。

8. σ O ε 0.2%l0 伸长率是表示钢材塑性大小的指标。钢材即使在弹性范围内工作，其内部由于原有一些结构缺陷和微孔，有可能产生应力集中现象，使局部应力超过屈服强度。一定的塑性变形能力，可保证应力重新分布，从而避免结构的破坏。但塑性过大时，钢质软，结构塑性变形大，也会影响实际使用。 (二)高碳钢的拉伸性能 高碳钢的特点是材质硬脆，σb高, δ很小，没有明显的屈服现象，不能直接测定屈服强度。规范中规定以产生0.2%残余变形时的应力值作为屈服强度，以σ0.2表示，也称条件屈服强度。

9. 二、冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。 冷弯性能用弯曲角度和弯心直径与试件厚度或直径的比值来表示。冷弯后，要求弯曲处无裂纹，不发生起层、断裂。试验时采用的弯曲角度愈大，弯心直径与试件厚度的比值愈小，表示对冷弯性能要求愈高。 钢材冷弯是通过试件弯曲处产生的不均匀塑性变形实现的，它较均匀塑性变形的伸长率更能反映钢的内部组织状态、内应力及杂质等缺陷。因此，可用冷弯的方法来检验钢的质量，特别是焊接质量。 三、冲击韧性 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。用冲击吸收功Ak或冲击韧性值αk表示。Ak或αk值愈大，冲击韧性愈好。钢材的冲击韧性受下列因素影响：

10. Ak Tcr T (1)钢材的化学成分与组织状态 钢材中S、P含量高时，钢材组织中有非金属夹杂物和偏析现象时，使韧性降低。另外钢组织中细晶粒结构比粗晶粒结构的αk要高。 (2)钢材的轧制和焊接质量 沿轧制方向，其冲击韧性比沿垂直轧制方向取样的高。焊接处的晶体组织均匀程度对αk影响很大。若S含量高，αk大大降低。 (3)环境温度 冲击韧性随温度的降低而下降，开始时下降缓慢，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性，这种性质称为钢材的低温冷脆性；这时的温度称为脆性临界温度。Tcr数值越小，钢材的低温冲击韧性越好。

11. 由于脆性临界温度的测定工作较复杂，规范中通常是根据气温条件规定-20℃或-40℃的负温冲击值指标。 (4)时效影响 随着时间t的进展，钢材的机械强度提高，而塑性和冲击韧性降低的现象称为时效。完成时效变化过程可达数十年，若钢材经受冷加工，或使用中受振动和反复荷载的影响，则时效进展被大大加快。因时效而导致性能改变的程度称为时效敏感性。 含O、N多的钢材，时效敏感性大，经过时效以后其冲击韧性显著降低。为了保证安全，承受动荷载的重要结构应选用时效敏感性小的钢材。 四、耐疲劳性能 在交变应力作用下的结构构件，钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂的现象称为钢材的疲劳破坏。 一般把钢材在107次交变荷载时不破坏的最大应力定义为疲劳强度或疲劳极限。

12. 5.3 钢铁金属学的基本知识 一、钢的晶体结构 (一) 晶体结构 钢是以铁碳为主的合金。其晶体结构中的各原子是以金属键相互结合在一起，这是钢材具有较高强度和较高塑性的根本原因。 体心立方晶格 δ-Fe (>1390℃) α-Fe (<910℃) 面心立方晶胞 γ-Fe(910~1390℃)

13. 空位 间隙原子 点缺陷 线缺陷 面缺陷 (二)晶体的缺陷 实际晶体的结构，无论是单晶体，还是多晶体，内部都存在有许多缺陷。这些缺陷将使钢材的强度低于理想单晶体结构(无缺陷晶体)。晶体的缺陷对钢材的性能有显著的影响。

14. 1.点缺陷 空位降低了原子间的结合力，使强度降低。间隙原子增加了晶面滑移阻力，因而强度提高，但塑性和韧性下降。 2.线缺陷 线缺陷主要指刃型位错。位错的存在使晶体滑移的阻力大大减小，即位错的存在降低了钢材的强度，但位错是钢材具有塑性的原因。 3.面缺陷 面缺陷是指多晶体的晶粒界面，简称晶界。晶界处的原子排列紊乱。晶界增加了滑移时的阻力，因而可提高强度，但使塑性降低。晶粒越细小，晶界越多，滑移时的阻力越大，受外力时各晶粒的受力状态也越均匀，因而强度越高，且韧性也越好。

15. 二、钢中碳与合金元素的存在方式及钢的显微组织二、钢中碳与合金元素的存在方式及钢的显微组织 钢的显微组织主要有固溶体、化合物及其机械混合物。 (一)固溶体 固溶体是碳或合金元素溶于铁中而形成的固态溶液，分为置换固溶体和间隙固溶体，前者是溶质原子取代晶格中的铁原子而形成的固溶体，后者是溶质原子溶入铁的晶格空隙中而成的固溶体。由于原子半径的差别及不同原子对电子的吸引力的不同，固溶体的晶格产生畸变，即在晶体中形成点缺陷。固溶体的强度高于纯铁的强度，但塑性较低。 碳溶于α-Fe中而形成的固溶体称为铁素体，由于α-Fe的原子间隙小，溶碳能力较差，故铁素体中含碳量很少(高温下<0.02%，常温下<0.006%)，所以铁素体的塑性和韧性很好，但强度和硬度很低。

16. (二) 化合物 铁与碳或合金元素按一定比例形成化合物。形成的化合物的晶格与化合前各自的晶格不同。化合物的键力除金属键外，还可能有离子键或共价键。化合物一般具有硬度高、脆性大、塑性差、强度低，有的熔点很高。 铁与碳的化合物Fe3C称为渗碳体。硬脆，强度低。 (三) 机械混合物 通常为固溶体与化合物的机械混合物。机械混合物通常比单一的固溶体具有更高的强度和硬度，但塑性和韧性相对较差。铁素体与渗碳体的层状机械混合物称为珠光体。珠光体的强度和硬度较高，塑性较好。 常温下碳素钢的基本组织为铁素体、渗碳体和珠光体。土木工程用钢材的含碳量一般小于0.8%，称为亚共析钢，即为铁素体与珠光体，因而强度较高，塑性与韧性较好。

17. 碳素钢的含碳量与基本组织及性能间的关系 项目 亚共析钢 共析钢 过共析钢 0.02 0.80 2.06 含碳量(%) 渗碳体 基本组织相对含量(%) 铁素体 珠光体 抗拉强度 抗拉强度 硬度 性能变化 塑性、韧性 含碳量为0.8%的钢称为共析钢，其显微组织为珠光体，含碳量大于0.8%的钢称为过共析钢，其显微组织为铁素体和珠光体。

18. 三、化学成分与钢材性能的关系 (一) 碳 C主要存在于渗碳体中，少量存在于铁素体中。含碳量小于0.8%时，随C↑，钢的σs、σb、HB↑，δ和Ak↓，而可焊性↓(C>0.3%时可焊性↓↓)，冷脆性和时效敏感性↑，抗腐蚀性↓。 (二) 硅 Si是钢筋钢中的主加合金元素，含量在2%以内时，大部分溶于铁素体中，因而能提高钢的强度，对钢的塑性及韧性的影响不大，含量小于1%时对塑性和韧性基本无影响。 (三) 锰 Mn是我国低合金钢的主加合金元素，含量在1~2%时，主要溶于铁素体中，因而能提高钢的强度，且对钢的塑性和韧性影响不大。锰还起到去硫脱氧作用，改善钢的热加工性质。但Mn含量较高时，将显著降低钢的可焊性。当Mn为11~14%时，称为高锰钢，具有较高的耐磨性。

19. (四)磷 P是非常有害的元素之一。固溶于铁素体中，并极易产生偏析现象。P可使钢的σb和HB↑，而使δ和Ak↓↓，特别是使钢的低温韧性↓↓，冷脆性↑↑，是冷脆的原因。 (五)硫 S是非常有害的元素之一。呈非金属硫化物夹杂存在于钢中，降低钢的各种性能。特别是使钢在热加工中产生热裂纹，使钢产生热脆性。 (六)氧 O是钢中的有害杂质，以非金属夹杂物存在于钢中，降低钢的各种性能，特别是韧性，并有促进时效性的作用。 (七)氮 N主要嵌溶于铁素体中，也可呈化合物形式存在。使钢的强度↑，塑性↓。特别是使钢的韧性↓↓。溶于铁素体的N有向晶格缺陷处移动、集中的趋势，使晶格畸变加剧，是钢材产生时效的主要原因，并使钢的冷脆性↑，可焊性↓。

20. (八)钒 V是弱脱氧剂，可减弱C、N等的不利影响，细化晶粒，提高钢的强度，改善韧性，减少时效敏感性，但降低钢的可焊性。 (九)铌 Nb可细化晶粒，提高钢的强度，并能改善钢的韧性和塑性。 (十)钛 强脱氧剂，可细化晶粒，提高钢的强度和韧性，还能提高钢的可焊性和抗大气腐蚀性，但使钢的塑性略有降低。 (十一)稀土元素 稀土元素(以RE表示)，主要为镧系元素。可起到脱氧、去硫和净化钢中其它元素的作用。稀土元素可细化晶粒，使钢的塑性和韧性提高，强度也有所提高。

21. 5.4 钢材的加工与焊接 一、冷加工强化与时效处理 将钢材在常温下进行冷拉、冷拔或冷轧等，使之产生塑性变形，从而提高钢材的屈服强度，这个过程称为钢材的冷加工强化处理。冷加工强化处理后钢材的塑性和韧性↓，可焊性↓。 冷加工强化的原因是钢材在冷加工过程中塑性变形区域内的晶粒产生相对滑移，使滑移面下的晶粒破碎，晶格严重畸变，对晶面的进一步滑移起到阻碍作用，故可提高钢材的屈服强度，而使塑性和韧性降低。由于塑性变形中产生了内应力，故钢材的弹性模量有所降低。 将冷加工处理后的钢筋，在常温下存放15~20d，或加热至l00~200℃后保持2~3h，σs进一步提高，且σb也提高，同时塑性和韧性也进一步降低，弹性模量则基本恢复。这个过程称为时效处理，前者称自然时效，适用于低强钢筋；后者称人工时效，适用于高强钢筋。

22. C1 σ C K1 D1 D B K OBKCD未经冷拉 O'KCD经冷拉 O'K1C1D1经冷拉时效 ε O' O 钢经冷拉和时效处理后，屈服强度进一步提高，抗拉强度也有所提高，塑性和韧性进一步降低。 土木工程中常将σs较低的低碳热轧圆盘条进行冷加工和时效处理，以提高σs，节约钢材用量。冷拉和冷拔后，σs↑20~25%、40~90%，还可使盘条钢筋得到调直和除锈。

23. 冷拉前后钢筋的直径可视为不变；而冷拔前后钢筋直径明显减小(如经几次冷拔后Φ6.5~8→Φ3~5)。冷拉前后钢筋的直径可视为不变；而冷拔前后钢筋直径明显减小(如经几次冷拔后Φ6.5~8→Φ3~5)。 二、钢材的热处理 将钢材按一定的制度加热、保温和冷却以改变其显微组织或消除内应力，从而获得所需性能的一种工艺处理称为钢材的热处理。钢材的热处理一般在钢铁厂进行，并以热处理状态交货。在施工现场有时须对焊接件进行热处理。 (一) 淬火 淬火是将钢材加热至显微组织转变温度(723℃)以上，保持一定时间，使钢材的显微组织发生转变，然后将钢材置于水或油中冷却。淬火可提高钢材的强度和硬度，但使塑性和韧性明显下降。

24. (二)回火 回火是将淬火后的钢材加热到723℃以下，保持一段时间后再缓慢冷却至室温。回火可使钢材的显微组织更加稳定，并可消除由于淬火而产生的内应力，使钢材的硬度降低，而使塑性和韧性得到一定的恢复。按回火温度的不同，分为高温回火(500～650℃)、中温回火(300～500℃)和低温回火(150～300℃)。 回火温度越高，钢材的塑性和韧性恢复的越好。高温回火处理又称调质处理。 三、钢材的焊接 焊接是钢结构的主要连接形式，建筑工程中的钢结构有90%以上为焊接结构。焊接的质量取决于焊接工艺、焊接材料和钢材的可焊性等。 钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的强度。

25. 钢材随含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高，可焊性降低。当含碳量超过0.25%时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定。钢材随含碳量、合金元素及杂质元素含量的提高，可焊性降低。当含碳量超过0.25%时，可焊性明显降低；硫含量较多时，会使焊口处产生热裂纹，严重降低焊接质量。钢材的焊接须执行有关规定。 5.5 钢材的标准与选用 一、钢结构用钢 结构钢主要包括碳素结构钢和低合金结构钢。二者一般均热轧成各种不同尺寸的型钢(角钢、工字钢、槽钢等)、钢板等。 (一)碳素结构钢 1.碳素结构钢的技术要求 碳素结构钢采用平炉、氧气转炉或电炉冶炼，且一般以热轧状态交货。

26. Q235-A•F 屈服强度 屈服强度数值(MPa) 质量等级符号 脱氧程度符号 碳素结构钢按σs分为195、215、235、255、275MPa五级。各级又按其S、P含量由多至少，划分为A、B、C、D四个等级，其中A、B等级为普通质量钢，C、D等级为优质钢。同时各级又按脱氧程度分为沸腾钢F、半镇静钢b、镇静钢Z、特殊镇静钢TZ四级。碳素结构钢的牌号表示： 镇静钢Z、特殊镇静钢TZ在代号中可不写出。 碳素结构钢的化学成分、力学性能应符合国标规定。 2.碳素结构钢的性质与应用 碳素结构钢随牌号的增大，含碳增高，σs、σb提高，但塑性与韧性降低，冷弯性能变差，同时可焊性也降低。

27. Q235具有较高的强度、较好的塑性、韧性和可焊性，因而是土木工程中最常用的碳素结构钢。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求。Q235具有较高的强度、较好的塑性、韧性和可焊性，因而是土木工程中最常用的碳素结构钢。Q235良好的塑性可保证钢结构在超载、冲击、焊接、温度应力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能满足一般钢结构用钢的要求。 Q235-A一般用于只承受静荷载作用的钢结构； Q235-B适合用于承受动荷载焊接的普通钢结构； Q235-C适合用于承受动荷载焊接的重要钢结构； Q235-D适合用于低温环境承受动荷载焊接的重要钢结构。工程中根据工程结构的重要性、荷载类型(动荷载或静荷载)、焊接要求及使用环境温度等条件来选用钢材。 沸腾钢不得用于直接承受重级动荷载的焊接结构，或计算温度≤-20℃的承受中级和轻级动荷载的焊接结构、或承受重级动荷载的非焊接结构，也不得用于计算温度≤-30℃的承受静荷载或间接承受动荷载的焊接结构。

28. Q235A 屈服强度 屈服强度数值(MPa) 质量等级符号 (二)低合金结构钢 1.低合金高强度结构钢的技术要求 低合金结构钢由氧气转炉、平炉或电炉冶炼，均为镇静钢，且一般以热轧状态交货。 低合金结构钢分为5个牌号，并按杂质多少分为5个质量等级，代号表示如下： 主要技术要求有σs、σb、δ、Ak和弯心直径等。 2.低合金结构钢的性能与应用 与碳素结构钢相比，低合金高强度结构钢具有σs、σb及韧性较高，塑性、可焊性较差及耐低温性较好，时效敏感性较小等优点，成本与碳素结构钢相近。相同使用条件下，可比碳素结构钢节省30%，特别适用于各种重型结构、大跨度结构、高层结构和大柱网结构。

29. (三)桥梁用结构钢 主要严格控制钢材中的P、S、N等元素含量，因而韧性好，时效敏感性小。按σs分为4个牌号，并按杂质分为3个质量等级，如Q345qC，质量应符合《桥梁用结构钢》(GB/T 714－2000)要求。 二、钢筋与钢丝 (一) 钢筋混凝土用热轧钢筋 《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GBl3013-91) 《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GBl499-91)

30. 热轧钢筋主要技术要求

31. 热轧钢筋的级别越高，则钢筋的强度越高，但钢筋的韧性、塑性与可焊性越差。HPB235级钢筋：强度低，但塑性与可焊性很好，主要用作小型普通钢砼结构的主筋。使用时常进行冷加工，以提高钢材的利用率。热轧钢筋的级别越高，则钢筋的强度越高，但钢筋的韧性、塑性与可焊性越差。HPB235级钢筋：强度低，但塑性与可焊性很好，主要用作小型普通钢砼结构的主筋。使用时常进行冷加工，以提高钢材的利用率。 HRB335、HRB400级钢筋：强度较高，塑性和可焊性也较好。HRB335、HRB400级钢筋，特别是HRB400级钢筋（GB50010-2002建议用主筋），广泛用作各种普通钢砼结构中的主筋以及预应力砼结构中的非预应力筋，替代强度低的HPR235级钢筋。HRB335、HRB400级钢筋在冷拉后也可用作预应力筋。HRB500级钢筋强度高，但塑性和可焊性较差，主要用作预应力砼结构中的主筋。 钢筋调直宜采用机械方法，也可用冷拉方法。当采用冷拉方法时，HPB235级钢筋的冷拉率宜≯4%，HRB335、HRB400、HRB500级钢筋的冷拉率宜≯1%。

32. (二) 冷轧带肋钢丝与钢筋 采用普通碳素钢、优质碳素钢或低合金钢热轧盘条经冷轧后，在钢筋表面分布有三面和两面横肋的钢丝与钢筋。《冷轧带肋钢筋》(GB13788－2000)按σb分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五级。冷轧带肋钢筋的力学和工艺性能应符合下表的要求。此外，钢筋的非比例伸长应力σp0.2≮公称抗拉强度的80%，σb/σp0.2比值应≮1.05。 冷轧带肋钢丝与钢筋具有强度高、塑性较好、与混凝土的握裹力高、综合性能良好等优点。使用冷轧带肋钢筋可节约钢材，降低成本，如利用CRB550替代HPB235级热轧钢筋时，可节约钢材30%以上，适用于无振动荷载和反复荷载作用的钢砼结构。CRB550可用作非预应力砼构件的受力主筋，其余适合用作中、小型预应力砼构件的受力主筋。

33. 强度等级 代号 钢材 牌号 公称直径 （mm） σb(MPa) ≮ 伸长率(%)≮ δ10 δ100 CRB550 Q215 4~12 550 8.0 － CRB650 Q235 4、5、6 650 － 4.0 CRB800 24MnTi 20MnSi 4、5、6 800 － 4.0 CRB970 41MnSiV 60 4、5、6 970 － 4.0 CRB1170 70Ti 70 4、5、6 1170 － 4.0 冷轧带肋钢筋(GB13788-2000)

34. (三) 冷轧扭钢筋 采用直径为6.5~14mm的低碳热轧盘圆(Q235、Q215钢)，经调直、冷轧和冷扭转而成的具有规定截面形式和螺距的连续螺旋状的变形钢筋。 按截面形式分为Ⅰ型(矩形)、Ⅱ型(菱形)，其力学性能应满足σs≥580MPa，δ10≥4.5%。与钢筋的握裹力大，因此无需预应力和弯钩即可用于中小型普砼工程，并可避免混凝土收缩开裂，与使用HPB215相比可节约钢材30%。 (四) 钢筋混凝土用余热处理钢筋 强度较高，塑性较好，主要用于各种普通钢砼结构中的主筋及预应力砼结构中的非预应力筋，其力学性能应满足：σs≥440MPa，σb≥600MPa，δ5≥14%。

35. (五) 预应力混凝土用钢丝 属于高强度钢丝，分为冷拉钢丝和消除应力钢丝，并按表面外形分为光圆钢丝P、带有四条螺旋肋的螺旋肋钢丝H和三面刻痕的刻痕钢丝I三种。 冷拉钢丝是以碳素钢和低合金钢盘条通过拔丝模或轧辊经冷加工而成，消除应力钢丝是在塑性变形下进行短时热处理或通过矫直工序后在适当温度下进行短时热处理而成。 预应力砼用钢丝的强度高(σb=1470~1670MPa)，质量稳定，安全可靠，且柔性好，无接头。带肋和刻痕钢丝主要用于先张法预应力砼制品，光圆钢丝主要用于后张法预应力砼，低松弛钢丝主要用于轨枕、桥梁及其他大跨度预应力砼结构与大跨度桥梁斜拉索等。

36. (六) 预应力混凝土用钢棒 用低合金热轧盘条经(或不经)冷加工淬火和回火处理而成。《预应力混凝土用钢棒》(GB/T5223.3-2005)规定：按钢棒表面形状分为光圆钢棒P、带有三条或六条螺旋槽的螺旋槽钢棒PG、带有四条螺旋肋的螺旋肋钢棒HR、带有月牙肋的带肋钢棒R；按松弛性能分为普通松弛N和低松弛L；按延性分为35级和25级。 σb=1080、1280、1420和1570MPa，具有高强韧性，低松弛性，高握裹力等特点，广泛应用于高强预应力砼离心管桩、铁路轨枕等预应力砼构件中。

37. l×7 1 ×3 1 ×2 (七) 预应力混凝土用钢绞线 钢绞线是采用2、3或7根高强度钢丝，经绞捻(一般为左捻)、稳定化处理等工序而制成，按捻制结构分为钢丝绞捻l×2、1×3、1×7、刻痕钢丝绞捻1×3I、七根钢丝绞捻并经模拔处理(l×7)C。 钢绞线的强度高(常用的σb=1720~1860MPa)、柔性好(δ10≥3.5%)，安全可靠，与砼间的握裹力强，开盘后无需调直、接头，主要用于大跨度、重负荷的后张法预应力砼结构，特别是曲线配筋的预应力砼结构。 此外，无粘结预应力钢绞线，1×7结构，产品的公称直径为9.50、12.70、15.20、15.70mm，应用普遍。

38. (八) 预应力混凝土用螺旋钢筋 又称高强度精轧螺纹钢筋，由合金钢热轧而成，以热轧状态、轧后余热处理状态或热处理状态交货。预应力砼用螺纹钢筋是一种特殊形状并带有不连续的外螺纹的直条钢筋，该钢筋在任意截面处均可以用带有内螺纹的连接器或锚具进行连接或锚固。 按屈服强度分为PHB785、PHB830、PHB930和PHB 1080四级，公称直径为18~50mm，推荐的公称直径为25、32mm。 预应力砼用螺纹钢筋具有连接、张拉、锚固方便可靠、施工方便，韧性好、强度高、低松弛，节约钢材等优点，解决了高强度预应力钢筋无法接长的难题，特别适用于大型桥梁、隧道、码头、大型工业厂房等预应力砼工程和岩体锚固工程等。

39. 三、其它用途钢及制品 (一)不锈钢 以铬为主加合金元素的合金钢。按成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、高锰低铬不锈钢等。在建筑上主要用于装饰，因而多数经过磨光或抛光处理。常用的主要为不锈钢薄板(0.2~2.0mm)以及各种型材、管材、龙骨等。着色后有金色、古铜等颜色。 (二)彩色涂层钢板 以冷轧薄钢板或镀锌钢板为基材，经适当处理后，在其表面涂覆彩色的聚氯乙烯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂等而制成。为增加装饰性等常将其辊压成一定形状(V型、半波型、梯型等)。主要用于外墙板、屋面板等的护面板等。 (三)轻钢龙骨 以镀锌钢带或薄钢板经多道工艺轧制而成。具有强度高、通用性广、耐火性强、安装简便等优点。作为室内吊顶和轻板隔断的龙骨支架，常用于安装各类石膏板、吸声板等。