一建建筑工程考點(diǎn):鋼材化學(xué)成分及其對鋼材性能的影響
鋼材中除主要化學(xué)成分鐵(Fe)以外,還含有少量的碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)、氧(O)、氮(N)、鈦(Ti)、釩(V)等元素,這些元素雖含量很少,但對鋼材性能的影響很大:
(1)碳:碳是決定鋼材性能的最重要元素。建筑鋼材的含碳量不大于0.8%,隨著含碳量的增加,鋼材的強(qiáng)度和硬度提高,塑性和韌性下降。含碳量超過0.3%時(shí)鋼材的可焊性顯著降低。碳還增加鋼材的冷脆性和時(shí)效敏感性,降低抗大氣銹蝕性。
(2)硅:當(dāng)含量小于1%時(shí),可提高鋼材強(qiáng)度,對塑性和韌性影響不明顯。硅是我國鋼筋用鋼材中的主要添加元素。
(3)錳:錳能消減硫和氧引起的熱脆性,使鋼材的熱加工性能改善,同時(shí)也可提高鋼材強(qiáng)度。
(4)磷:磷是碳素鋼中很有害的元素之一。磷含量增加,鋼材的強(qiáng)度、硬度提高,塑性和韌性顯著下降。特別是溫度愈低,對塑性和韌性的影響愈大,從而顯著加大鋼材的冷脆性,也使鋼材可焊性顯著降低。但磷可提高鋼材的耐磨性和耐蝕性,在低合金鋼中可配合其他元素作為合金元素使用。
(5)硫:硫也是很有害的元素,呈非金屬硫化物夾雜物存在于鋼中,降低鋼材的各種機(jī)械性能。硫化物所造成的低熔點(diǎn)使鋼材在焊接時(shí)易產(chǎn)生熱裂紋,形成熱脆現(xiàn)象,稱為熱脆性。硫使鋼的可焊性、沖擊韌性、耐疲勞性和抗腐蝕性等均降低。
(6)氧:氧是鋼中有害元素,會(huì)降低鋼材的機(jī)械性能,特別是韌性。氧有促進(jìn)時(shí)效傾向的作用。氧化物所造成的低熔點(diǎn)亦使鋼材的可焊性變差。
(7)氮:氮對鋼材性質(zhì)的影響與碳、磷相似,會(huì)使鋼材強(qiáng)度提高,塑性特別是韌性顯著下降。
國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼筋混凝土用鋼》GB 1499族規(guī)范規(guī)定,各牌號(hào)鋼筋的化學(xué)成分和碳當(dāng)量(熔煉分析)應(yīng)符合表1A412012-2的規(guī)定。鋼筋的成品化學(xué)成分允許偏差應(yīng)符合《鋼的成品化學(xué)成分允許偏差》GB/T 222——2006的規(guī)定,碳當(dāng)量Ceq的允許偏差為+O.03%.

