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简介
这是装饰材料金属ppt，包括了建筑钢材及制品，装饰不锈钢材及其制品，装饰铝合金及制品，建筑钢材的特点，钢材的冶炼及分类，钢材的冶炼方法等内容，欢迎点击下载。
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建筑钢材的特点： 是在严格的技术条件下生产的材料，具有以下的优点和缺点： 优点： （ 1）质量均匀，性能可靠 （2）强度、硬度高 （3）塑性、韧性好 缺点： （1）易锈蚀 （2）维修费用高 （3）耐火性差 钢材的冶炼及分类 1. 钢材的冶炼原理 2. 钢材的冶炼过程 因为锰、硅、铝与氧的结合力大于氧和铁的结合能力，所以脱氧过程是在钢水中加入一定量的锰铁、硅铁或铝锭作为还原剂， 将钢水中的FeO还原为铁，使氧变为锰、硅或铝的氧化物而进入钢渣。 脱氧减少了钢材中的气泡，并克服了元素分布不均（通常是偏析）的缺点，可明显改善钢材的性质。 3. 钢材的冶炼方法 根据炼钢所用炉种的不同，钢材的冶炼方法可分为 平炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢和电炉炼钢三种 平炉炼钢 是应用较早的一种炼钢方法，该方法冶炼得到的钢质量高，但是该冶炼方法炼钢周期长，效率低，成本高。 氧气顶吹转炉炼钢 得到的钢材质量稳定，另外该方法冶炼周期短，所以被广泛应用。 电炉炼钢 是可以精确控制成分，所生产的钢杂质含量低，质量最好，但成本也最高。 转炉炼钢法 平炉炼钢法 电炉炼钢法 钢材的分类 1. 按化学成分分类 （1）碳素钢。 以铁碳合金为主体，含碳量<2%（含碳量>2%为生铁），除含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷之外，不含有别的合金元素的钢称为碳素钢。 根据含碳量的高低， 将碳素钢分为： 低碳钢（碳含量低于0.25%） 中碳钢（碳含量介于0.25%-0.60%） 高碳钢（碳含量高于0.60%）。 （2）合金钢 在碳素钢中，加入了一定量的合金元素，如硅、锰、钛、钒及铬等的钢材称为合金钢。 根据合金元素含量的高低， 将合金钢分为： 低合金钢（合金含量低于5.0%）、 中合金钢（合金含量介于5%～10%） 高合金钢（合金含量高于10%）。 按冶炼脱氧程度分类 （1）沸腾钢 一种脱氧不完全的钢，其抗蚀性、冲击韧性和可焊性较差，尤其是低温时冲击韧性降低更显著。 （2）镇静钢 镇静钢是脱氧充分的钢。由于钢液中氧已经很少，当钢液浇铸后在锭模内呈静止状态，故称为镇静钢。其优点是化学成分均匀、机械性能稳定、焊接性能和塑性较好、抗蚀性也较强。多用于承受冲击荷载及其它重要的结构上 （3）特殊镇静钢 是一种脱氧程度比镇静钢更充分的钢，其性能与质量比镇静钢更好。 钢材的性质：力学性质和工艺性质 力学性质：是指钢材在外力作用下，抵抗破坏和变形的能力。 包括：抗拉性能 、冲击韧性和疲劳强度 工艺性质：是指钢材在加工过程中表现出的性能，它直接影响钢材的加工质量。 包括：冷弯、冷加工和焊接 1.抗拉性能 拉伸是建筑钢材的主要受力形式， 所以，拉伸性能是表示钢材性能和选用钢材的重要依据。 以低碳钢为例。 图6-1为低碳钢拉伸过程的应力－应变关系图。 从图中可以看出， 低碳钢拉伸过程经历了四个阶段： 弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。 1）弹性阶段（0→A） 特点：弹性。 在该阶段，若缷去外力，试件能恢复原来的形状。 指标：弹性模量E ①A点所对应的应力值——弹性极限，用E表示。 E=σ/ε E值越大，钢材的刚度越大。 弹性模量反映钢材抵抗弹性变形的能力，是计算钢材在受力条件下变形的重要指标 2）屈服阶段（A→B） 特点：塑性。 屈服——变形迅速增加，外力则大致在恒定的位置波动，这就是所谓的“屈服现象”，似乎钢材不能承受外力而屈服。 指标：屈服强度（也称为屈服点）——下屈服点B下点所对应的应力值，用σs表示。 3）强化阶段（B→C） 特点：强度极限。 强化——钢材抵抗外力的能力重新提高。 指标：抗拉强度——C点所对应的应力值，用σb表示。 4）颈缩阶段（C→D） 特点：变形断裂。 颈缩——其抵抗变形的能力明显降低，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小，直至断裂。 指标：伸长率—δ。 屈服强度、抗拉强度、伸长率三项指标对钢材来说具有重要意义： 屈服强度是确定钢材强度等级的主要依据 抗拉强度是钢材受拉时所能承受的最大极限破坏值 屈服强度σs与抗拉强度σb的比值 σs/σb称为屈强比。 σs/σb↑，利用率↑，安全可靠程度↓。 σs/σb↓，利用率↓，安全可靠程度↑。 建筑结构用钢合理的屈强比一般为0.60～0.75。 伸长率δ是衡量钢材塑性的一个重要指标， δ↑，塑性↑。 对于钢材来说，一定的塑性变形能力，可保证应力重新分布，避免应力集中，从而使钢材用于结构的安全性越大。 式中：δ——伸长率（当L0＝5d0时，为δ5；当L0＝10d0时，为δ10）； L1——试件拉断后标距间的长度（mm）； L0——试件原标距间长度（mm）， 如图所示。 2.冲击韧性 定义：是指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。 指标： 冲击韧性值ak（J/cm2），ak↑，冲击韧性↑。 试验如图所示。 影响钢材冲击韧性的因素 （1）钢的化学成分、组织状态，以及冶炼、轧制、焊接质量都会影响冲击韧性。 （2）温度↓，冲击韧性↓。 冷脆性 冲击韧性随温度的降低而下降，开始时下降缓和，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冷脆性。 这时的温度称为脆性临界温度，见图所示。 脆性临界温度值越低，钢材的低温冲击韧性越好。 所以，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度低的钢材。 3.疲劳破坏 ——指钢材在交变荷载作用下，应力在远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏。 钢材疲劳破坏的应力指标用疲劳强度（或称疲劳极限）来表示， 它是指试件在交变荷载的作用下，不发生疲劳破坏的最大应力值。 4.冷弯性能 定义：冷弯性能——是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 指标：①弯曲的角度α； ②弯心直径d与试件直径（或厚度）a的比值d/a来表示。 弯曲角度α越大，d/a越小，说明试件冷弯性能越好。 如图6-4。 5、冷加工强化 定义： 冷加工——钢材在常温下，经过以超过其屈服强度但不超过抗拉强度的应力进行的加工。 特点：冷加工强化——产生一定塑性变形，屈服强度、硬度提高，而塑性、韧性及弹性模量降低，这种现象称为冷加工强化。 冷加工方式：冷拉、冷拔、冷轧、刻痕等。 以钢材的冷拉为例， 如图所示； 未经冷拉时，应力应变曲线为OABCD； 冷拉过程：OABKO′； 经过冷拉后立即进行拉伸：应力应变曲线为O′KCD，屈服强度得到了提高，而塑性、韧性降低； 冷拉后再经时效处理： 应力应变曲线为O′KK1C1D1，屈服强度、硬度进一步提高，抗拉强度也得到提高，而塑性和韧性进一步降低 钢材经冷加工后时效可迅速发展。 时效处理的方式有两种 自然时效——钢材冷加工后，在常温下存放15～20d。 人工时效——钢材冷加工后，加热至100～200℃保持2h左右。 钢材经过冷加工后，一般进行时效处理，通常强度较低的钢材宜采用自然时效，强度较高的钢材则应采用人工时效。 建筑工程中常采用对钢筋进行冷拉和盘条进行冷拔的方法，以达到节约钢材的目的。 6.焊接 硫能够引起热脆性，热脆性严重降低了钢的热加工性和可焊性。 7.钢材的牌号 1）碳素结构钢 牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法等四部分按顺序组成。 字母“Q”：代表屈服点；屈服点数值： 195、215、235、255、275MPa五个强度等级。 质量等级：以硫、磷等杂质含量由多到少分为四个等级，分别由A、B、C、D符号表示； 脱氧方法：F表示沸腾钢、b表示半镇静钢、Z表示镇静钢、TZ表示特殊镇静钢，Z和TZ在钢的牌号中予以省略。 例如： 1、Q215—A·F 屈服点为215MPa，质量等级为A级沸腾钢。 2、Q235—C 屈服点为235MPa，质量等级为C级镇静钢 牌号↑， 含碳量↑，强度和硬度↑，塑性、冲击韧性和冷弯性能↓。 建筑工程中应用最广泛的是Q235号钢。 其具有较高的强度，良好的塑性、韧性及可焊性，综合性能好，能满足一般钢结构和钢筋混凝土用钢要求，且成本较低，大量被用作轧制成各种型钢、钢板及钢筋。 Q195、Q215号钢常用于轧制薄板和盘条，制造钢钉、铆钉、螺栓及铁丝等。 Q215号钢经冷加工后可代替Q235号钢使用。 Q255、Q275号钢可用于轧制钢筋、作螺栓配件等，但更多用于机械零件和工具等。 2）低合金高强度结构钢 是在碳素结构钢的基础上，添加少量的一种或几种合金元素（总含量小于5％）的一种结构钢。 所加元素主要有锰（Mn）、硅（Si）、钒（V）、钛（Ti）、铌（Nb）、铬（Cr）、镍（Ni）及稀土金属，其目的是为了提高钢的屈服强度、抗拉强度、耐磨性、耐蚀性及耐低温性能等。 低合金高强度结构钢综合性能较为理想， 尤其在大跨度、承受动荷载和冲击荷载的结构中更适用，而且与使用碳素钢相比， 可节约钢材20％～30％，但成本并不很高。 低合金高强度结构钢的牌号 与碳素结构钢对照掌握。 牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号等三部分按顺序组成。 Q295号钢主要用于建筑工程中对强度要求不高的一般工程。 Q345、Q390号钢主要用于工程中承受较高荷载的焊接结构。 Q420、Q460号钢主要用于大型工程结构荷载大的轻型结构。 §6.2 建筑装饰用钢材及其制品 不锈钢是以铬元素为主要元素的合金钢，通常是指含铬>12%的具有耐腐蚀性能的铁基合金。铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。 （1）不锈钢的耐腐蚀原理 （2）不锈钢的分类? 按其化学成分可分为 铬不锈钢、铬镍不锈钢和高锰低铬不锈钢等。 按不同耐腐蚀特点，又可分为 普通不锈钢(简称不锈钢)和耐酸钢两类。 （3）不锈钢的钢号和性能? 钢号用一位数字表示平均含碳量，以千分之几计，小于千分之一的用“0”表示，后面是主要合金元素符号及其平均含量。 如2Cr13Mn9Ni4表示 含碳量为0.2%，平均含铬、锰、镍依次为13%、9%、4%。 不锈钢的分类、化学成分和机械性能见表 6.2。 根据结构的不同，彩色涂层钢板大致可分为以下几种： (1) 涂装钢板 (2) PVC钢板 (3) 隔热涂装钢板 (4) 高耐久性涂层钢板 彩色涂层钢板的性能如下：? (1) 耐污染性 (2) 耐热性 (3) 耐低温性 (4) 耐沸水性 表11.3为彩色涂层钢板及钢带的分类及代号；表11.4为彩色涂层钢板及钢带尺寸；表11.5（详见P210）为彩色涂层钢板及钢带性能。 图11.1是几种压型钢板的板型。 压型钢板具有质量轻(板厚0.5～1.2mm)、波纹平直坚挺、色彩鲜艳丰富、造型美观大方、耐久性强(涂敷耐腐蚀涂层)、抗震性高、加工简单、施工方便等特点，广泛用于工业与民用建筑及公共建筑的内外墙面、屋面、吊顶等的装饰以及轻质夹心板材的面板等。 墙体龙骨构造如图6-5所示，横龙骨是指墙体和建筑结构的连接构件，竖龙骨是指墙体的主要受力构件，通贯龙骨是指竖龙骨的中间连接构件；吊顶龙骨构造如图6-6所示。 (1)产品规格系列? 轻钢龙骨按断面的宽度划分规格。墙体龙骨主要规格分为Q50、Q75、Q100；吊顶龙骨按承载龙骨的规格分为D38、D45、D50、D60。 (2)技术要求? ①外观质量外形平整，棱角清晰，切口不允许有影响使用的毛刺和变形。? ②表面防锈表面应镀锌防锈，镀锌层不许有起皮、起瘤、脱落等缺陷。? 对于腐蚀、损伤、黑斑、麻点等缺陷，按规定方法检测，应符合表4的规定。 ③形状和尺寸要求龙骨的断面形状见表6-3。其尺寸偏差应符合GB11981—89中有关规定。? ④力学性能墙体及吊顶龙骨组件的力学性能应符合表6-5的要求。 (3)轻钢龙骨的性质与应用? 轻钢龙骨防火性能好、刚度大、通用性强，可装配化施工，适应多种板材的安装。 多用于防火要求高的室内装饰和隔断面积大的室内墙。 §6.3装饰铝合金及制品 纯铝是银白色的轻金属，密度小(2.7g/cm3)，熔点低(660℃)，其导电性和导热性都很好，仅次于银、铜、金而居第四位， 强度低，塑性高，能通过冷或热的压力加工制成线、板、带、棒、管等型材。经冷加工后，铝的强度可提高到150～250MPa。? 铝在空气中易生成一层致密、坚固的氧化铝(Al2O3)薄膜。 铝具有良好的可塑性（伸展率可达50%），可加工成管材、板材、薄壁空腹型材，还可压延成极薄的铝箔，并具有极高的光、热反射比 。 根据成分和工艺的特点，铝合金可分为： 形变铝合金(或称为压力加工铝合金)和铸造铝合金两大类。 形变铝合金又根据热处理对其强度影响的不同分为两种： 热处理非强化型和热处理强化型。 （1）形变铝合金 这类铝合金是通过冲压、弯曲、辊轧等压力加工使其组织、形状发生变化的铝合金。 常用的形变铝合金有 防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金、锻铝合金等。 （2）铸造铝合金? 用来制作铸件的铝合金称为铸造铝合金。 按照其主要合金元素含量的不同，铸造铝合金可分为四种： 铝硅（Al－Si）、铝铜（Al－Cu）、铝镁（Al－Mg）及铝锌（Al－Zn）。 常用防锈铝合金的牌号为 LF21、LF2、LF3、LF5、LF6、LF11等。其中除LF21为Al－Mn合金外，其余各个牌号都属于Al－Mg合金。? 常用的硬铝有11个牌号，LY12是硬铝的典型产品。? 常用的超硬铝有8个牌号，LC9是该合金应用较早、较广的合金牌号。? 锻铝的典型牌号为LD30和LD31，分别相当于国际上流行的6061和6063合金牌号。 （1）特点 ①铝合金门窗省材、质量轻 ②性能好 ③色泽美观 ④耐腐蚀性，使用维修方便 ⑤便于进行工业化生产 （2）类型? 铝合金门窗按其结构与开启方式可分为推拉窗(门)、平开窗(门)、固定窗、悬挂窗、回转窗(门)、百叶窗、纱窗等。? 铝合金门窗的生产工艺过程大致分成四个阶段：①铝合金锭坯的熔炼及铸锭；②铝合金型材挤压成形；③铝合金型材的表面处理；④铝合金门窗的加工和装配。 （3）性能 ①强度 ②气密性 ③水密性 ④开闭力 ⑤隔热性 ⑥隔声性 ⑦尼龙导向轮的耐久性 （4）技术要求 铝合金门窗的品种很多，其主要品种及代号见表6-12。 根据铝合金门的抗风压强度、空气渗透和雨水渗透性可分为A、B、C三类，分别表示为高性能、中性能、低性能。 每一类又按抗风压强度、空气渗透和雨水渗透性分为优等品、一等品、合格品，各类各级的要求应满足表6-7（详见P91)的规定。 铜及铜合金 纯铜的密度为8.9g/cm3，熔点为1083℃，导电性、导热性好(仅次于银)，耐腐蚀性好，其强度较低、塑性较高(σb≈230～250MPa，δ约40%～50%)，不适宜用作结构材料，主要用于制造导电器材或配制各种铜合金。 根据铜中的杂质含量不同，工业纯铜可分为四种：T1、T2、T3、T4。 我国纯铜应用分为两类：一类属于冶炼产品，包括铜锭、铜线锭和电解铜；另一类属于加工产品，是指铜锭经过加工变形后获得的各种形状的纯铜材。 两类产品的牌号、代号、成分见表：
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