為什麼建築結構用鋼必須是低碳鋼

1. 為什麼鋼鉚釘一般用低碳鋼製造

鉚釘復需要有一定的韌性和可制塑性，而低碳鋼強度和硬度低，但塑性和韌性高，壓力加工性和焊接性能優良。
低碳鋼（low carbon steel）為碳含量低於0.25%的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼，大多不經熱處理用於工程結構件，有的經滲碳和其他熱處理用於要求耐磨的機械零件。
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好，可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削， 常用於製造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。

2. 高中低含碳量的優質碳素結構鋼性能和用途有什麼作用

優質碳素結構鋼按含碳量不同可分為三類：低碳鋼（C≤0.25%）、中碳鋼（C為0.25-0.6%）和高碳鋼（C＞0.6%）。
低碳鋼由於強度較低，使用受到限制，易於接受各種加工如鍛造, 焊接和切削, 常用於製造鏈條, 鉚釘, 螺栓, 軸等。
熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低於低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理後使用。淬火、回火後的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應用，除作為建築材料外，還大量用於製造各種機械零件。
高碳鋼，常稱工具鋼，含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬硬和回火。高碳鋼由於含碳量高，焊接性能很差。
錘, 撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造; 切削工具如鑽頭, 絲攻, 鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。

3. 鋼材選用在建築結構方面對材質有哪些要求

建築鋼材主要包括：鋼結構用各種型鋼（如工字鋼、角鋼、槽鋼、方鋼等）、板材、鋼管、鋼筋和鋼絲等； 鋼材的優點：（1） 抗拉、抗壓和抗沖擊性能好；（2） 可切割、可焊接、可鉚接，裝配方便； 缺點是容易腐蝕。建築鋼材的標准與選用1 建築鋼結構常用鋼種⑴ 碳素結構鋼①牌號及其表示方法國家標准GB 700-88《碳素結構鋼》中規定，牌號由代表屈服點的字母、屈服點數值、質量等級符號、脫氧方法等四部分按順序組成。其中以"Q"代表屈服點；屈服點數值共分195、215、235、255和275MPa五種；質量等級以硫、磷等雜質含量由多到少，分別用A、B、C、D符號表示；脫氧方法以F表示沸騰鋼、b表示半鎮靜鋼、Z、TZ表示鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼，Z和TZ在鋼的牌號中予以省略。例如：Q235－A·F表示屈服點為235MPa的A級沸騰鋼。 ②碳素結構鋼技術性能與應用
根據國家標准GB 700-88《碳素結構鋼》，隨著牌號的增大，對鋼材屈服強度和抗拉強度的要求增大，對伸長率的要求降低。碳素結構鋼的化學成分、力學性能、冷彎性能應符合P148表8-3、表8-4和表8-5的規定。 不同牌號的碳素鋼在土木工程中有不同的應用：Q195——強度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用於軋制薄板和盤條等。
Q215——與Q195鋼基本相同，其強度稍高，大量用做管坯、螺栓等。
Q235——強度適中，有良好的承載性，又具有較好的塑性和韌性，可焊性和可加工性也較好，是鋼結構常用的牌號，大量製作成鋼筋、型鋼和鋼板用於建造房屋和橋梁等。
Q255——強度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用做鉚接或栓接結構，以及鋼筋混凝土的配筋。 思考題：在鋼結構中，為什麼Q235結構鋼能得到普遍的應用？Q235是建築工程中最常用的碳素結構鋼牌號，其既具有較高強度，又具有較好的塑性、韌性，同時還具有較好的可焊性。Q235良好的塑性可保證鋼結構在超載、沖擊、焊接、溫度應力等不利因素作用下的安全性，因而Q235能滿足一般鋼結構用鋼的要求。Q235－A一般用於只承受靜荷載作用的鋼結構；Q235－B適合用於承受動荷載焊接的普通鋼結構；Q235－C適合用於承受動荷載焊接的重要鋼結構；Q235－D適合用於低溫環境使用的承受動荷載焊接的重要鋼結構。 ⑵ 低合金高強度結構鋼低合金高強度鋼是一種在碳素鋼的基礎上添加總量小於5%的一種或多種合金元素的鋼材。合金元素有：硅（Si）、錳（Mn）、釩（V）、鈮（Nb）、鉻（Cr）、鎳（Ni）及稀土元素等。
①牌號
根據國家標准GB 1591-94《低合金高強度結構鋼》的規定，低合金高強度結構鋼分為Q295、Q345、Q390、Q420和Q460共五個牌號。每個牌號根據硫、磷等有害雜質的含量，分為A、B、C、D和E五個等級。�0�5 牌號表示方法為：如Q345B表示屈服強度不小於345MPa，質量等級為B級的低合金高強度結構鋼。②技術性能與應用
根據國家標准GB 1591-94《低合金高強度結構鋼》的規定， P150表8-6和8-7中分別列出了低合金高強度結構鋼的化學成分與力學性能。低合金高強度結構鋼主要用於軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋，廣泛用於鋼結構和鋼筋混凝土結構中，特別適用於各種重型結構、高層結構、大跨度結構及橋梁工程等。 2 混凝土結構用鋼 混凝土具有較高的抗壓強度，但抗拉強度很低。用鋼筋增強混凝土，可大大擴展混凝土的應用范圍，而混凝土又對鋼筋起保護作用。鋼筋混凝土結構的鋼筋，主要由碳素結構鋼和優質碳素鋼製成，包括有：⑴ 熱軋鋼筋熱軋鋼筋是建築工程中用量最大的鋼材品種之一，主要用於鋼筋混凝土結構和預應力鋼筋混凝土結構的配筋。熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服點最小值構成，有HRB335、HRB400、HRB500三個牌號，其力學性能規定見P153表8－9。應用：普通混凝土非預應力鋼筋可根據使用條件選用I級鋼筋或HRB335、HRB400鋼筋；預應力鋼筋應優先選用HRB400鋼筋，也可以選用HRB335鋼筋。⑵ 冷拉熱軋鋼筋 P153表8.10 冷拉熱軋鋼筋的性質⑶ 冷軋帶肋鋼筋冷軋帶肋鋼筋是由熱軋圓盤條經冷軋後，在其表面帶有沿長度方向均勻分布的三面或二面橫肋的鋼筋。P154表8.11 冷軋帶肋鋼筋的性質冷軋帶肋鋼筋分為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970、CRB1170五個牌號。CRB550為普通鋼筋混凝土用鋼筋，其他牌號為預應力混凝土鋼筋。CRB550鋼筋的公稱直徑范圍為4～12mm。CRB650及以上牌號鋼筋的公稱直徑為4、5、6mm。（1） 熱處理鋼筋 熱處理鋼筋是將鋼筋按一定規則加熱、保溫和冷卻，以改變其組織，從而獲得需要性能的一種工藝過程。其特點是塑性降低不多，但其強度提高很大，綜合性能比較理想。其力學性質見P154表8.12 應用：主用用於預應力混凝土軌枕和其他預應力混凝土工程等。（2） 冷拔低碳鋼絲： 冷拉低碳鋼絲是將直徑為6.5～8mm的Q235圓盤條通過截面小於鋼筋截面的鎢合金拔絲而製成。應用：主用用於預應力混凝土工程。 （6）預應力混凝土用鋼絲預應力混凝土用鋼絲是以優質碳素結構鋼盤條為原料，經淬火奧氏體化、酸洗、冷拉製成的用作預應力混凝土骨架的鋼絲。鋼絲的抗拉強度比鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼、熱軋帶肋鋼筋高許多，在構件中採用預應力鋼絲可收到節省鋼材、減少構件截面和節省混凝土的效果，主要用作橋梁、吊車梁、大跨度屋架、管樁等預應力鋼筋混凝土構件中。 ⑸ 鋼絞線根據GB 5224－95《預應力混凝土用鋼絞線》規定，預應力混凝土用鋼絞線是以數根優質碳素結構鋼鋼絲經絞捻和消除應力的熱處理而製成。根據鋼絲的股數分為1×2、1×3和1×7三種類型，其中1表示以一根鋼絲為芯、2、3、7分別表示其周圍圍繞的鋼絲數量為2、3和7根。應用：預應力鋼絞線主要用於預應力混凝土配筋，適用於大型屋架、薄腹梁、大跨度橋梁等負荷大、跨度大的預應力結構。 建築鋼材的力學性能 1. 抗拉性能 低碳鋼拉伸時的應力－應變圖 硬鋼應力－應變圖抗拉性能是建築鋼材最重要的力學性能。鋼材受拉時，在產生應力的同時，相應地產生應變。應力和應變的關系反映出鋼材的主要力學特徵。從低碳鋼（軟鋼）的應力-應變關系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經歷了四個階段：彈性階段（OA）、屈服階段(AB)、強化階段(BC)和頸縮階段(CD)。 ⑴ 彈性階段在圖中OA段，應力較低，應力與應變成正比例關系，卸去外力，試件恢復原狀，無殘余形變，這一階段稱為彈性階段。彈性階段的最高點（A點）所對應的應力稱為彈性極限，用σp表示，在彈性階段，應力和應變的比值為常數稱為彈性模量，用E表示，即E=σ/ε。 ⑵ 屈服階段當應力超過彈性極限後，應變的增長比應力快，此時，除產生彈性變形外，還產生塑性變形。當應力達到B上點時，即使應力不再增加，塑性變形仍明顯增長，鋼材出現了「屈服」現象，這一階段稱為屈服階段。在屈服階段中，應力會有波動，出現上屈服點（B上）和下屈服點(B下)。由於下屈服點比較比較穩定且容易測定，因此，採用下屈服點對應的應力作為鋼材的屈服極限（σS）或屈服強度。鋼材受力達到屈服強度後，變形迅速增長，盡管尚未斷裂，已不能滿足使用要求，故結構設計中以屈服強度作為容許應力取值的依據。 ⑶ 強化階段在鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進一步發展，鋼材抵抗外力的能力重新提高，在應力－應變圖上，曲線從B點開始上升直至最高點C，這一過程稱為強化階段；對應於最高點C的應力稱為抗拉強度（σb）。它是鋼材所承受的最大拉應力。常用低碳鋼的抗拉強度為375～500MPa。條件屈服點： 某些合金鋼或含碳量高的鋼材（如預應力混凝土用鋼筋和鋼絲）具有硬鋼的特點，其抗拉強度高，無明顯屈服階段，伸長率小。故採用產生殘余變形為0.2％原標距長度時的應力作為屈服強度，稱為條件屈服點，用δ0.2表示。強屈比：抗抗拉強度與屈服強度之比（強屈比）σb/σS，是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高，但是，強屈比太大，鋼材強度的利用率偏低，浪費材料。鋼材的強屈比一般不低於1.2，用於抗震結構的普通鋼筋實測的強屈比應不低於1.25。 ⑷ 頸縮階段在鋼材達到C點後，試件薄弱處的斷面將顯著減小，塑性變形急劇增加，產生「頸縮」現象而斷裂（圖8－3）。鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面收縮率來表示。伸長率：將拉斷後試件拼合起來，測量出標距長度l1,l1與試件受力前的原標距l0之差為塑性變形值，它與原標距l0之比為伸長率δ，按下式計算： 式中 δ——伸長率；l0——試件原始標距長度，mm；l1——斷裂試件拼合後標距長度，mm； 斷面收縮率：是指斷口處的面積收縮量與原面積之比 試件拉伸前和斷裂後標距的長度 2.冷彎性能冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，以試驗時的彎曲角度α和彎心直徑d為指標表示。鋼材的冷彎試驗是通過直徑(或厚度)為a的試件，採用標准規定的彎心直徑d（d = na，n為整數），彎曲到規定的角度時（180°或90°），檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現象。若沒有這些現象則認為冷彎性能合格。鋼材冷彎時的彎曲角度α越大，d/a越小，則表示冷彎性能越好。 3. 沖擊韌性 鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態的金屬試樣在沖擊負荷作用下折斷時的沖擊吸收功。鋼材的沖擊韌性與鋼材的化學成分、組織狀態，以及冶煉、加工都有關系。例如，鋼材中磷、硫含量較高，存在偏析、非金屬夾雜物和焊接中形成的微裂紋等都會使沖擊韌性顯著降低。沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是：開始下降緩和，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種性質稱為鋼材的冷脆性； 4. 耐疲勞性受交變荷載反復作用時，鋼材在應力低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成災難性的事故。 在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應力值隨應力循環次數的增加而降低。鋼材在無窮次交變荷載作用下而不至引起斷裂的最大循環應力值，稱為疲勞強度極限，實際測量時常以2×106次應力循環為基準。一般來說，鋼材的抗拉強度高，其疲勞極限也較高。 5.焊接性能焊接是把兩塊金屬局部加熱，並使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態，而牢固的連接起來。它是鋼結構的主要連接形式。建築工程的鋼結構中，焊接結構要佔90％以上。
鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區不產生裂紋及硬脆傾向，焊接後鋼材的力學性能，特別是強度不低於原有鋼材的強度。
鋼材的化學成分對鋼材的可焊性有很大的影響。隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質元素含量的提高，鋼材的可焊性降低。鋼材的含碳量超過0.25%時，可焊性明顯降低；硫含量較多時，會使焊口處產生熱裂紋，嚴重降低焊接質量。 [工程實例分析] 鋼結構屋架倒塌概況：某廠的鋼結構屋架是用中碳鋼焊接而成的，使用一段時間後，屋架坍塌，請分析事故原因。分析討論：首先是因為鋼材的選用不當，中碳鋼的塑性和韌性比低碳鋼差；且其焊接性能較差，焊接時鋼材局部溫度高，形成了熱影響區，其塑性及韌性下降較多，較易產生裂紋。注意：建築上常用的主要鋼種是普通碳素鋼中的低碳鋼和合金鋼中的低合金高強度結構鋼。

4. 為什麼碳素結構鋼中q235號鋼在建築鋼材中得到廣泛的應用

Q235普通碳素結構鋼又稱作A3板。
普通碳素結構鋼－普板是一種鋼材的材質。
Q代表的是這種材質的屈服極限，後面的235，就是指這種材質的屈服值，在235MPa左右。並會隨著材質的厚度的增加而使其屈服值減小，由於含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。

5. 高碳鋼和低碳鋼的區別

高碳鋼常稱工具鋼 , 含碳量從0.60%至1.70%, 可以淬火和回火。錘， 撬棍等由含碳量0.75%的鋼製版造； 切削工具如鑽頭，權 絲攻，鉸刀等由含碳量0.90% 至1.00% 的鋼製造。

低碳鋼（mild steel）為碳含量低於0.25%的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼，大多不經熱處理用於工程結構件，有的經滲碳和其他熱處理用於要求耐磨的機械零件。

拓展資料：

碳鋼是含碳量在0.0218%~2.11%的鐵碳合金。也叫碳素鋼。一般還含有少量的硅、錳、硫、磷。一般碳鋼中含碳量較高則硬度越大，強度也越高，但塑性較低。

6. 為什麼鋼筋混泥土中的鋼筋宜用低碳鋼而不用高碳鋼

低碳鋼具有一定的韌性與強度，而高碳雖強度大但鋼脆性也大，混凝土中的鋼筋是增加混凝土的強度，在受到外力時低碳鋼筋能有效的抵抗外力，而不斷裂，但如果是高碳鋼鋼筋就很容易斷裂了

7. 低碳鋼和碳素鋼的概念是什麼

低碳鋼（mild steel）為碳含量低於0.25%的碳素鋼，因其強度低、硬度低而軟，故又稱軟鋼。它包括大部分普通碳素結構鋼和一部分優質碳素結構鋼，大多不經熱處理用於工程結構件，有的經滲碳和其他熱處理用於要求耐磨的機械零件。[1]
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好，可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼還具有良好的焊接性。含碳量從0.10%至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造，焊接和切削， 常用於製造鏈條， 鉚釘， 螺栓， 軸等。
中文名
低碳鋼
外文名
low carbon steel
特點
碳含量低於0.25%
別名
軟鋼
性質
強度和硬度較低，塑性和韌性較好
特性 聽語音
低碳鋼退火組織為鐵素體和少量珠光體，其強度和硬度較低，塑性和韌性較好。因此，其冷成形性良好可採用卷邊、折彎、沖壓等方法進行冷成形。這種鋼材具有良好的焊接性。碳含量很低的低碳鋼硬度很低，切削加工性不佳，正火處理可以改善其切削加工性。

低碳鋼有較大的時效傾向，既有淬火時效傾向，還有形變時效傾向。當鋼從高溫較快冷卻時，鐵素體中碳、氮處於過飽和狀態，它在常溫也能緩慢地形成鐵的碳氮物，因而鋼的強度和硬度提高，而塑性和韌性降低，這種現象稱為淬火時效。低碳鋼即使不淬火而空冷也會產生時效。低碳鋼經形變產生大量位錯，鐵素體中的碳、氮原子與位錯發生彈性交互作用，碳、氮原子聚集在位錯線周圍。這種碳、氮原子與位錯線的結合體稱歲柯氏氣團（柯垂耳氣團）。它會使鋼的強度和硬度提高而塑性和韌性降低，這種現象稱為形變時效。形變時效比淬火時效對低碳鋼的塑性和韌性有更大的危害性，在低碳鋼的拉伸曲線上有明顯的上、下兩個屈服點。自上屈服點出現直到屈服延伸結束，在試樣表面出現由於不均勻變形而形成的表面皺褶帶，稱為呂德斯帶。不少沖壓件往往因此而報廢。其防止方法有兩種。一種高預形變法，預形變的鋼放置一段時間後沖壓時也會產生呂德斯帶，因此預形變的鋼在沖壓之前放置時間不宜過長。另一種是鋼中加入鋁或鈦，使其與氮形成穩定的化合物，防止形成柯氏氣團引起的形變時效。
種類 聽語音
低碳鋼一般軋成角鋼、槽鋼、工字鋼、鋼管、鋼帶或鋼板，用於製作各種建築構件、容器、箱體、爐體和農機具等。優質低碳鋼軋成薄板，製作汽車駕駛室、發動機罩等深沖製品；還軋成棒材，用於製作強度要求不高的機械零件。低碳鋼在使用前一般不經熱處理，碳含量在0.15%以上的經滲碳或氰化處理，用於要求表層溫度高、耐磨性好的軸、軸套、鏈輪等零件。
低碳鋼由於強度較低，使用受到限制。適當增加碳鋼中錳含量，並加入微量釩、鈦、鈮等合金元素，可大大提高鋼的強度。若降低鋼中碳含量並加入少量鋁、少量硼和碳化物形成元素，則可得到超低碳貝氏體組夠其強度很高，並保持較好的塑性和韌性。
新興用途 聽語音
原先由於低碳鋼固有的特性，使其使用范圍大大受到局限，隨著國內一些新技術在鋼鐵行業的應用，低碳鋼的許多新興用途得到了很好的開發利用，目前國內一些大型鋼廠或鋼鐵貿易公司都積極地與國內的大型吊索具企業密切合作，共同開發出一系列高技術高精密高質量的索具產品，在國內乃至全球的索具行業，起到了很好的技術推動作用，其中堪稱典範的是普瑞鋼鐵與河北長江中遠吊索具有限公司的深度合作，它們研發的一系列產品，許多在行業中都獲得了較高的評價。這也給我們對低碳鋼的綜合利用，指明了新的道路。
力學性能 聽語音
低碳鋼為塑性材料。其拉伸時的應力-應變曲線主要分四個階段：彈性階段、屈服階段、強化階段、局部變形階段，在局部變形階段有明顯的屈服和頸縮現象。開始時為彈性階段，完全遵守胡克定律沿直線上升，比例極限以後變形加快，但無明顯屈服階段。

8. 板和梁里的受力鋼筋是中碳鋼還是低碳鋼

中碳鋼
碳量0.25％～0.60％的碳素鋼。有鎮靜鋼、半鎮靜鋼、沸騰鋼等多種產品。除碳外還可含有少量錳(0.70％～1.20％)。按產品質量分為普通碳素結構鋼和優質碳素結構鋼。熱加工及切削性能良好，焊接性能較差。強度、硬度比低碳鋼高，而塑性和韌性低於低碳鋼。可不經熱處理，直接使用熱軋材、冷拉材，亦可經熱處理後使用。淬火、回火後的中碳鋼具有良好的綜合力學性能。能夠達到的最高硬度約為HRC55(HB538)，σb為600～1100MPa。所以在中等強度水平的各種用途中，中碳鋼得到最廣泛的應用，除作為建築材料外，還大量用於製造各種機械零件。
低碳鋼
又稱軟鋼,含碳量從0.10％至0.30%低碳鋼易於接受各種加工如鍛造,焊接和切削,常用於製造鏈條,鉚釘,螺栓,軸等。
高碳鋼
常稱工具鋼,含碳量從0.60%至1.70%,可以淬硬和回火。錘,撬棍等由含碳量0.75%的鋼製造;切削工具如鑽頭,絲攻,鉸刀等由含碳量0.90%至1.00%的鋼製造。
答案很清楚了，那就是中碳鋼。原來的低碳鋼就是1級鋼 中碳鋼就是2級鋼，不過現在都是按含錳多少計算的 也就是1,2,3級鋼了
鋼絲跟鋼筋不是同一概念。圓6以下的就不能再稱之為鋼筋。