第11章 金属装饰材料

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1、第11章金属装饰材料学习要求熟悉建筑装饰用钢材的基本知识（钢的冶炼与分类、技术性能、化学成分、钢材标准,） 掌握装饰常用钢材及制品（型钢、不锈钢、彩色涂层钢板、彩色压型钢板、轻钢龙骨）规格、 型号、性能与应用。掌握纯铝性能、铝合金及特性、铝合金分类与牌号、铝合金型材应用。熟悉铝合金门窗的特点与应用，认识各种铝合金装饰板（花纹板、波纹板、压型板、吸 声板、复合板、龙骨）并能正确选用。金属材料在装饰工程中广泛使用，它具有色彩独特、外表庄重华贵、经久耐用等特点。 金属材料通常分为两大类：一类是黑色金属，主要成分为铁碳合金，如铁、钢等；另一类为 有色金属，是铁碳合金以外的金属材料的总称，如铝、铜、锌、

2、锡等及其合金。11.1建筑装饰用钢材11.1.1钢材的基本知识11.1.1.1钢材的特性钢是铁碳合金，通常我们把含碳量小于2%的铁碳合金称为钢，而含碳量大于2%的铁碳 合金称之为铁。钢材密度较大，为7.8g/cm&钢的性能稳定，具有强度高、塑性好、抗冲击、 易加工等优点，但钢的耐腐锈性差，这严重影响了工程质量。11.1.1.2钢材的分类（1）按冶炼方法分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。按脱氧程度分为镇静钢、特殊镇静钢 和沸腾钢。（2）按化学成分分为碳素钢：低碳钢（C 0.60%）。合金钢：低合金钢（合金含量10%）。（3）按质量标准分为普通钢、优质钢和高级优质钢。按钢材内残留少量的有害元素硫 元素（

3、S）和磷元素（P）含量的多少来区分的。（4）按用途分结构钢：工程结构用钢（建筑用钢、专门用途钢，如船舶、桥梁、锅炉用钢；机械零件 用钢（渗碳钢、调质钢、弹簧钢、轴承钢）。工具钢：量具钢、刃具钢、模具钢。特种钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢、电工用钢等。11.1.1.3钢材的技术性质（1）抗拉性能抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。其技术指标主要为由拉力试验测定的屈服点、 抗拉强度和伸长率。低碳钢受拉的应力一应变图能够较好地显示出这些重要的技术指标，见 图11-1-1低碳钢应力一应变图.图11-1-1低碳钢应力一应变图 屈服点：当试件拉力在0B范围内时，如卸去拉力，试件能恢复原状，应力与应变 的比值为

4、常数，因此，该阶段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段B C时，称屈服下限C下所对应的应力为屈服强度或屈服点，记做气。设计时一般以气作为 强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢材，规定以0.2%残余变形时的应力0.作为屈服 强度。 抗拉强度：从图11-1-1中CD曲线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段以后，其抵 抗塑性变形的能力又重新提高，称为强化阶段。对应于最高点D的应力称为抗拉强度，用气b 表示。设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈强比os/ob有一定意义。屈强比愈小，反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈强比太小，则反映钢 材不能有效地被利用。 伸长

5、率：图11-1-1中当曲线到达D点后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅速增加， 产生“颈缩现象”而断裂。量出拉断后标距部分的长度L标距的伸长值与原始标距Lo的 百分率称为伸长率。即伸长率表征了钢材的塑性变形能力。由于在塑性变形时颈缩处的伸长 较大，故当原始标距与试件的直径之比愈大，则颈缩处伸长中的比重愈小，因而计算的伸长 率会小些。通常以可和810分别表示Lo=5do和Lo=1Odo (亳为试件直径)时的伸长率。对同 一种钢材，85应大于810。(2) 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，是钢材的重要工艺性能。冷弯性能指 标是通过试件被弯曲的角度(9o、18o)及弯心直径d对试件

6、厚度(或直径)a的比值 (d/a)区分的，试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件弯曲处的外表面无裂断、 裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。(3) 冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。冲击韧性指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性 试验确定的。以摆锤打击试件，于刻槽处将其打断，试件单位截面积上所消耗的功，即为钢 材的冲击韧性指标，用冲击韧性气(J/cm2)表示。气值愈大，冲击韧性愈好。钢材的化学 成分、组织状态、内在缺陷及环境温度都会影响钢材的冲击韧性。试验表明，冲击韧性随温 度的降低而下降，其规律是开始下降缓和，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性， 这种脆性称为钢材的冷脆性。(4)

7、 硬度钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度 的方法有布氏法和洛氏法。布氏法的测定原理是利用直径为D(mm)的淬火钢球，以P(N) 的荷载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径为d (mm)的压痕， 以压痕表面积F (mm)除荷载P，所得的应力值即为试件的布氏硬度值HB，以数字表示， 不带单位。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但需根据压头压入试件的深度来表示硬度值， 洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。11.1.1.4建筑用钢及标准(1) 碳素结构钢国标碳素结构钢(GB/T7oo-2oo6)中规定，碳素结构钢的牌号由四部分组成，按顺

8、序 分别为代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号。其中以“Q”代表 屈服点；屈服点数值分别为195 MPa、225 MPa、235 MPa、255 MPa和275 MPa五种；质量 等级按硫、磷杂质含量，分别由A、B、C、D符号表示（质量等级依次提高）；脱氧方法用F 表示沸腾钢，Z表示镇静钢，TZ表示特种镇静钢（可以省略）。例如:牌号Q235 - A - F表示 屈服点为235 MPa的A级沸腾碳素结构钢。碳素结构钢的力学性能见表11-1-1。从表中可 见，随着牌号的提高，钢材的强度越来越高，而塑性和韧性越来越差。同时牌号所表示的屈 服点数值只适于厚度或直径小于或等于16 m

9、m的钢材，厚度和直径大于16 mm的钢材，屈服 点比牌号标定值要低。表11-1-1碳素结构钢的力学性能（GB/T 700-2006）牌号等级屈服强度（N/mm2），不小于抗拉强度（N/mm2）断后伸长率A/%，不小于冲击实验（V型 缺口）厚度（或直径）/mm厚度（或直径）/mm温 度 /r冲击吸收 功（纵向） /J不小于164040606010010015015020040406060100100150150200Q19519518531443033Q215A2152051951851751653354503130292726B+2027Q235A23522521521519518537050

10、02625242221+20270D-20Q275A2752652552452252154105402221201817B+2027C0D-20（2）低合金结构钢低合金结构钢是碳素结构钢添加少量的一种或多种合金元素，合金总量小于5%。合金 元素有硅、锰、钛、钒、铌等。成本和碳素钢接近，而强度、耐磨性、耐蚀性、耐低温性都 有明显提高。按低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）规定，它的牌号由代表屈服点的字母（Q）、 屈服点数值、质量等级，按顺序排列。例如Q345D，其中Q 一钢的屈服强度的屈字汉语拼音的首位字母；345 一屈服强度数 值，单位MPa； D 一质量等级为D级。常用低合金结

11、构钢的化学成分及力学性能如表11-1-2所示。表11-1-2部分低合金结构钢的化学成分及力学性能（GB/T 1591-2008）11.1.2建筑装饰工程用钢材及制品11.1.2.1 钢筋（1）钢筋：分为热轧钢筋、冷拉热轧钢筋与冷轧带肋钢筋、热处理钢筋、冷轧扭钢筋、 预应力混凝土用钢丝及钢绞线等。1）热轧钢筋：按力学性能可分为四级，见表11-1-3。I级钢筋用低碳钢轧制而成，强 度较低，塑性好，容易焊接，主要用作非预应力钢筋ii、m、w级钢筋均用低合金轧制， ii、m级可作预应力或非预应力钢筋，预应力钢筋应优先选用w级钢筋。热轧钢筋分为热轧光圆钢筋、热轧带肋钢筋。钢筋长度为312m，直径为620

12、mm。直径在 6mm、8mm、10mm 为盘条，直径在 30mm、50mm、100mm、200mm 为棒材。2)冷拉热轧钢筋常温下拉伸钢筋至超过屈服点，然后卸载得到冷拉钢筋，冷拉是为了提高屈服点(17%27%)，但伸长率降低。冷拉后不得有裂纹、起层等现象才合格。3) 冷轧带肋钢筋国家标准冷轧带肋钢筋(GB13788-2008)中规定冷轧带肋钢筋的牌号由CRB和钢筋 的抗拉强度最小值构成。C、R、B分别为冷扎、带肋、钢筋的英文首位字母。冷轧带肋钢筋 分为CRB550、CRB650、CRB800、CRB970四个牌号。CRB550为普通钢筋混凝土用钢筋，其他 牌号为预应力混凝土用钢筋。冷轧带肋钢筋

13、是用热轧盘条经冷轧后，表面冷轧成三面有肋的 钢筋。其强度较热轧钢筋明显提高，塑性较好，与混凝土的握裹力较好。4) 热处理钢筋热处理钢筋是钢厂将热轧中低碳合金钢筋经淬火和调质回火热处理而成。其强度显著提 高，韧性高，综合性能较好。通常有直径为6mm、8.2mm、10mm三种规格。表面常轧有通长 的纵筋与均布的横肋。使用时不能用电焊切割，也不能焊接。可用于预应力混凝土工程中。5）冷轧扭钢筋采用直径为6.5mm10mm的低碳热轧盘条钢筋（Q235钢），经冷轧扁和冷扭转而成的具 有一定螺距的钢筋。冷轧扭钢筋屈服强度高，与混凝土的握裹力大，无须预应力和弯钩即可 用于普通混凝土工程，可节约钢材30%，可用

14、于预应力及承重荷载较大的建筑部位，如梁、 柱等。6）预应力混凝土用钢丝及钢绞线优质碳素结构钢经冷加工、再回火、冷轧等加工而成，俗称优质碳素钢丝及钢绞线。若 将预应力钢丝经辊压出规律性凹痕，即成刻痕钢丝。钢绞线是以一根钢丝为芯、6根钢丝围 绕其周围绞合而成七股的钢绞线。11.1.2.2型钢与冷弯型钢型钢是普通碳素钢或普通低合金钢经热轧而成的异形断面钢材，在建筑装饰工程中常用 作钢构架、幕墙骨架、门柱骨架等。根据型钢截面形式的不同可分为角钢、扁钢、槽钢、和 工字钢。角钢分为等边角钢和不等边角钢。等边角钢的型号是以角钢单边宽度厘米数命名， 如4号角钢代表的是单边宽度为40mm的等边角钢。不等边角钢以

15、长边宽度和短边宽度的厘 米数的比值表示型号。如4/2.5号角钢，代表长边宽度为40mm，短边宽度为25mm的不等边 角钢。装饰工程中常用等边角钢规格为25号，厚度为3mm和4mm。冷弯型钢用普通碳素钢或普通低合金钢带（或钢板），以冷弯方法制成，是制作轻型钢 结构的材料。根据其断面形状，冷弯型钢有冷弯等边、不等边角钢，冷弯等边、不等边槽钢， 冷弯方形钢管，矩形焊接钢管等到。其厚度较小，一般为24mm。11.1.2.3不锈钢（1）不锈钢的耐腐蚀原理及定义不锈钢主要采用在钢材中加入铬元素，铬会先于铁而与空气中的氧反应生成极薄的氧化 膜（称为钝化膜），保护钢材不易腐蚀。当铬的含量大于12%时，可使钢材的抗电化学腐蚀 性能大