建筑鋼材分類日期:演講人：目錄02按化學成分分類分類基礎(chǔ)概述01按用途分類03按生產(chǎn)工藝分類05按形狀分類質(zhì)量標準與應(yīng)用0406分類基礎(chǔ)概述PART01分類目的與意義優(yōu)化材料選擇通過科學分類明確不同鋼材的力學性能、適用范圍及成本效益，為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計提供精準選材依據(jù)，確保工程安全性與經(jīng)濟性。規(guī)范行業(yè)標準統(tǒng)一分類體系便于生產(chǎn)、檢測和施工環(huán)節(jié)的標準化管理，減少因材料誤用導(dǎo)致的質(zhì)量隱患，提升行業(yè)整體效率。促進技術(shù)發(fā)展分類推動鋼材性能研究與工藝改進，例如高強度鋼材的研發(fā)與應(yīng)用，助力建筑結(jié)構(gòu)向輕量化、大跨度方向發(fā)展。主要分類標準按用途劃分分為鋼結(jié)構(gòu)用鋼（如型鋼、鋼管）和鋼筋混凝土用鋼筋（如熱軋鋼筋、冷拔鋼絲），滿足不同結(jié)構(gòu)體系的承載需求。按加工工藝劃分涵蓋熱軋、冷拉、熱處理等工藝類型，不同工藝顯著影響鋼材的強度、韌性和焊接性能。按化學成分劃分包括低碳鋼（塑性好）、中碳鋼（平衡強度與韌性）、高碳鋼（高強度）及合金鋼（添加鉻、鎳等元素提升耐腐蝕性）。按強度等級劃分我國采用I-V級分類，例如Ⅲ級螺紋鋼（HRB400）廣泛用于高層建筑，兼具高屈服強度與延展性。建筑鋼材特點高強度與輕量化低合金結(jié)構(gòu)鋼通過微量合金元素（如錳、釩）實現(xiàn)高強度，減輕結(jié)構(gòu)自重并降低基礎(chǔ)造價。02040301耐久性與防火挑戰(zhàn)鋼材易受腐蝕需鍍鋅或涂裝保護，高溫下強度驟降需防火涂層或混凝土包裹以符合耐火規(guī)范?？杉庸ば詢?yōu)異鋼材可通過焊接、切割、彎曲等工藝靈活適配復(fù)雜設(shè)計，冷加工鋼筋還能通過變形強化提升性能。環(huán)保與可循環(huán)性建筑鋼材可100%回收利用，綠色施工中優(yōu)先選用再生鋼，減少資源消耗與碳排放。按化學成分分類PART02碳素鋼低碳鋼（C≤0.25%）具有良好的塑性和韌性，易于焊接和加工，常用于建筑結(jié)構(gòu)、橋梁、車輛制造等對強度要求不高的場合。強度和硬度較高，但塑性和焊接性稍差，適用于機械零件、軸類、齒輪等需要中等強度的部件。具有極高的硬度和耐磨性，但脆性大，多用于制造工具、彈簧、刃具等對硬度和耐磨性要求高的產(chǎn)品。通過添加微量合金元素（如硫、磷）改善切削性能或耐腐蝕性，常用于螺栓、螺母等標準件制造。中碳鋼（0.25%<C≤0.60%）高碳鋼（C>0.60%）特殊碳素鋼低合金高強度鋼（合金元素總量<5%）在碳素鋼基礎(chǔ)上添加少量錳、硅、釩等元素，顯著提高強度和韌性，廣泛用于高層建筑、壓力容器、船舶等重型結(jié)構(gòu)。工具合金鋼加入鉻、鎢、鉬等元素，賦予極高的硬度、耐磨性和熱穩(wěn)定性，用于制造鉆頭、模具、切削工具等。耐候鋼添加銅、磷、鎳等元素，形成致密氧化層以抵抗大氣腐蝕，適用于橋梁、塔架等戶外長期暴露結(jié)構(gòu)。低溫用鋼通過鎳等元素改善低溫韌性，用于液化天然氣（LNG）儲罐、極地設(shè)備等超低溫環(huán)境。合金鋼奧氏體不銹鋼（如304、316）含高鉻（18%-20%）和鎳（8%-10%），耐腐蝕性極佳且無磁性，廣泛用于食品工業(yè)、化工設(shè)備及建筑裝飾。鐵素體不銹鋼（如430）鉻含量高（12%-30%），但幾乎不含鎳，成本較低且耐氯化物應(yīng)力腐蝕，多用于家電、汽車排氣管等。馬氏體不銹鋼（如410）通過熱處理獲得高硬度，但耐蝕性較弱，適用于刀具、軸承、外科器械等需高強度的場景。雙相不銹鋼（如2205）兼具奧氏體和鐵素體結(jié)構(gòu)，強度高且耐氯離子腐蝕，用于海水處理、石油化工等苛刻環(huán)境。不銹鋼按用途分類PART03結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼含碳量在0.05%-0.70%之間，具有較高的強度和良好的可焊性，廣泛用于建筑框架、橋梁、機械零件等對強度要求較高的結(jié)構(gòu)中。非調(diào)質(zhì)機械結(jié)構(gòu)鋼通過控制軋制工藝直接獲得所需性能，省略了熱處理工序，適用于制造高強度、高耐磨性的機械零件和建筑構(gòu)件。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼通過添加少量合金元素（如錳、硅、釩等）提高強度和韌性，適用于大跨度橋梁、高層建筑等需要承受較大荷載的工程。耐候結(jié)構(gòu)鋼含有銅、磷、鉻等合金元素，具有優(yōu)異的耐大氣腐蝕性能，常用于戶外建筑結(jié)構(gòu)如橋梁、塔架等，減少維護成本。2014鋼筋04010203光圓鋼筋表面光滑的低碳鋼圓材，主要用于混凝土構(gòu)件的非主要受力部位，如分布筋、箍筋等，其與混凝土的粘結(jié)強度較低但加工性能好。帶肋鋼筋（變形鋼筋）表面帶有橫肋和縱肋的鋼筋，顯著提高與混凝土的握裹力，廣泛用于梁、柱、板等主要受力構(gòu)件的配筋，分為HRB335、HRB400等高強度等級。預(yù)應(yīng)力鋼筋采用高碳鋼或合金鋼制成，經(jīng)過冷拉、熱處理等工藝獲得高屈服強度，用于預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中以抵消外部荷載產(chǎn)生的拉應(yīng)力。環(huán)氧樹脂涂層鋼筋在鋼筋表面熔融粘結(jié)環(huán)氧樹脂粉末形成防腐涂層，適用于海洋環(huán)境或除冰鹽腐蝕地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)，延長使用壽命。特殊用途鋼耐火鋼添加鉬、鉻等元素使鋼材在600℃高溫下仍能保持2/3的常溫強度，用于高層建筑核心筒、疏散樓梯等防火關(guān)鍵部位。01抗震鋼筋通過微合金化和控軋控冷工藝獲得高延展性（均勻伸長率≥9%），在地震荷載下能產(chǎn)生塑性變形而不脆斷，用于抗震設(shè)防區(qū)的框架結(jié)構(gòu)。不銹鋼鋼筋采用304或316不銹鋼制造，具有極強耐氯離子腐蝕能力，適用于跨海橋梁、沿海建筑等嚴酷腐蝕環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)。高強螺栓用鋼經(jīng)過淬火+回火處理的合金結(jié)構(gòu)鋼（如40Cr、35VB），抗拉強度達1000MPa以上，用于鋼結(jié)構(gòu)建筑的高強度摩擦型連接節(jié)點。020304按形狀分類PART04型鋼包括方鋼、圓鋼、扁鋼、角鋼、六角鋼等，具有截面形狀簡單、易于加工的特點，廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)、機械制造等領(lǐng)域。簡單斷面型鋼如工字鋼、槽鋼、鋼軌、窗框鋼、彎曲型鋼等，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性，適用于橋梁、高層建筑等大型工程。型鋼可通過熱軋、冷軋、焊接等工藝生產(chǎn)，不同工藝會影響其力學性能、表面質(zhì)量和尺寸精度。復(fù)雜斷面型鋼（異型鋼）根據(jù)使用環(huán)境和需求，可選擇碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼、合金鋼等不同材質(zhì)的型鋼，以滿足不同的力學性能和耐腐蝕要求。型鋼的材質(zhì)選擇01020403型鋼的加工工藝鋼板按厚度分類薄鋼板（<4毫米，最薄可達0.2毫米）、中厚鋼板（4~60毫米）、特厚鋼板（60~115毫米），不同厚度的鋼板適用于不同的工程需求，如薄鋼板常用于汽車制造，中厚鋼板用于建筑結(jié)構(gòu)，特厚鋼板用于重型機械。01按軋制工藝分類熱軋鋼板和冷軋鋼板，熱軋鋼板具有較高的強度和韌性，適用于結(jié)構(gòu)件；冷軋鋼板表面光滑、尺寸精確，常用于精密儀器和家電制造。02鋼板的表面處理可通過鍍鋅、噴漆、涂層等方式提高鋼板的耐腐蝕性和美觀性，延長其使用壽命。03鋼板的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛用于建筑、船舶、汽車、家電、壓力容器等行業(yè)，是重要的基礎(chǔ)材料之一。04按截面形狀分類圓形、方形、矩形和異形鋼管，不同形狀的鋼管適用于不同的工程需求，如圓形鋼管常用于流體輸送，方形和矩形鋼管用于建筑結(jié)構(gòu)。碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼管、低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼管、合金鋼鋼管和復(fù)合鋼管，不同材質(zhì)的鋼管具有不同的力學性能和耐腐蝕性，適用于不同的環(huán)境。輸送管道用、工程結(jié)構(gòu)用、熱工設(shè)備用、石油化工工業(yè)用、機械制造用、地質(zhì)鉆探用、高壓設(shè)備用等，用途廣泛，是工業(yè)和建筑領(lǐng)域不可或缺的材料?？赏ㄟ^無縫軋制、焊接、冷拔等工藝生產(chǎn)，不同工藝會影響鋼管的強度、精度和表面質(zhì)量。按材質(zhì)分類按用途分類鋼管的制造工藝鋼管01020304按生產(chǎn)工藝分類PART05高溫塑性加工特性熱軋鋼在再結(jié)晶溫度以上（通常900-1200℃）進行軋制，晶粒細化和組織均勻化程度高，屈服強度范圍在235-355MPa，延伸率可達25%以上，特別適合建筑結(jié)構(gòu)承重部件加工。典型應(yīng)用場景廣泛用于H型鋼、工字鋼等結(jié)構(gòu)型材生產(chǎn)，以及厚度＞3mm的中厚板制造，其表面氧化鐵皮特征明顯，在橋梁、廠房等大型鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中具有成本優(yōu)勢。殘余應(yīng)力特點由于冷卻收縮不均勻，內(nèi)部存在宏觀殘余應(yīng)力，需通過矯直工藝控制變形，但焊接性能優(yōu)良（碳當量通常＜0.4%），適合現(xiàn)場焊接施工。尺寸公差范圍厚度公差一般為±0.1-0.5mm，寬度公差±5-10mm，相比冷軋產(chǎn)品精度較低，但能滿足大部分建筑工程公差要求。熱軋鋼01020304冷軋鋼在常溫下通過20%-50%的壓下率軋制，產(chǎn)生顯著加工硬化，抗拉強度可達550MPa以上，但延伸率降至10%左右，需配合退火工藝恢復(fù)塑性。01040302室溫加工硬化效應(yīng)表面粗糙度Ra≤0.8μm，可生產(chǎn)0.15-3mm超薄規(guī)格板材，廣泛用于建筑裝飾領(lǐng)域（如電梯面板、幕墻龍骨），鍍鋅基板合格率比熱軋高30%。表面質(zhì)量優(yōu)勢厚度公差±0.02-0.05mm，可實現(xiàn)±0.1mm的寬度公差，平整度偏差＜1IU/m，滿足精密裝配要求，但加工時需注意各向異性問題。尺寸精密控制因屈服比高達0.65-0.75，冷彎成型需更大彎曲半徑（通?！?倍板厚），沖壓加工前常需進行球化退火處理。成型加工限制流線組織強化缺陷消除能力通過鍛錘或壓力機施加500-3000MPa壓力，使鑄態(tài)枝晶破碎形成纖維流線，縱向沖擊功比鑄件提高50%以上，特別適合建筑關(guān)鍵承力部件（如地腳螺栓、節(jié)點連接件）?？砷]合內(nèi)部氣孔（將孔隙率從鑄態(tài)的1%-3%降至＜0.1%），消除偏析帶，使硫化物夾雜長寬比從10:1優(yōu)化至3:1以下，顯著提高疲勞壽命。鍛造鋼材料利用率特點自由鍛材料利用率約50%-70%，模鍛可達85%，但需預(yù)留5-10mm加工余量，304不銹鋼鍛件需控制終鍛溫度≥850℃防止σ相析出。特殊性能實現(xiàn)通過形變熱處理可獲得晶粒度8級以上超細組織，建筑用40CrNiMo鍛件經(jīng)調(diào)質(zhì)后抗拉強度可達900MPa，比同級軋材高15%-20%。質(zhì)量標準與應(yīng)用PART06屈服強度為300MPa，屬于低碳鋼，表面光滑，主要用于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的箍筋和構(gòu)造筋，適用于低荷載建筑如小型住宅和臨時設(shè)施。I級鋼筋（HPB300）屈服強度達400MPa，通過微合金化（添加釩、鈦等）提升性能，適用于高層建筑、大跨度廠房等對抗震性和耐久性要求較高的工程。III級鋼筋（HRB400）屈服強度為335MPa，含錳元素提高強度，表面帶肋以增強與混凝土的粘結(jié)力，廣泛用于橋梁、樓板等中等荷載結(jié)構(gòu)，是民用建筑的主流選擇。II級鋼筋（HRB335）010302強度等級劃分屈服強度500MPa以上，屬于高強鋼筋，可減少鋼材用量并優(yōu)化截面設(shè)計，主要用于大型基礎(chǔ)設(shè)施如地鐵隧道、核電站等關(guān)鍵承重部位。IV級鋼筋（HRB500）04國際標準體系中國標準（GB/T）以HRB（熱軋帶肋鋼筋）為核心，按強度分級并強制要求抗震指標（如HRB400E中的“E”代表抗震性能），配套化學成分和工藝檢測規(guī)范。美國標準（ASTMA615）分為Grade40（280MPa）、Grade60（420MPa）等等級，強調(diào)碳當量控制以保障焊接性，廣泛用于北美地區(qū)的鋼結(jié)構(gòu)與混凝土復(fù)合工程。歐洲標準（EN10080）采用B500B、B500C等代號，要求屈服強度500MPa且區(qū)分延展性等級（B為基本延展，C為高延展），配套CE認證確保環(huán)保與安全性能。日本標準（JISG3112）細分SD295、SD390等牌號，注重耐候性和低周疲勞性能，適用于地震頻發(fā)地區(qū)的超高層建筑與特殊結(jié)構(gòu)。常