2026年一建【矿业】黄海刚，第5讲-2.2金属材料
2026环球网校一级建造师《矿业工程管理与实务》考点精讲第5讲第2章 矿业工程材料 4分
2.1 混凝土材料 2分
2.2 金属材料 2分 2.3 其他工程材料
2.2.1 建筑钢材的性能及其应用
1.建筑钢材及其类型
| 含碳量在0.04%～2.3% | 之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量 | 一般不超过1.7% |
钢是。
| 硅、锰 | 、 | 硫、磷 |
钢的主要元素除铁、碳外，还有等。
- 钢材的分类方法很多：
根据化学成分：分为碳素钢和合金钢。
| 低 | 碳钢、 | 中 | 碳钢、 | 高 |
根据含碳量高低，碳素钢可分为碳钢3种。
根据品质（硫、磷杂质含量高低）：分普通钢、优质钢（含硫、磷含量均低于0.04%）、高级优质钢。
| 根据成型方法 | ||
| 根据合金钢中含合金元素的总量多少 | ||
| 根据用途 | ||
| 根据外形 | ||
：分为锻钢、铸钢、热轧钢、冷拉钢。
：分为低合金钢、中合金钢和高合金钢。
：分为结构钢、工具钢、特殊钢和专用钢。
：分为型材、板材、管材、金属制品4大类。
- 矿山专用钢材
| 矿用工字钢 |
是专门设计的翼缘宽、小高度、厚腹板的工字钢，它的几何特性既适于作梁，也适于作柱腿。
2.钢材的特点及工作性能
| 装配性 | ；钢具有 | 可焊性 |
建筑钢材主要优点是：强度高、塑性、耐热性、韧性好；材质均匀，工作可靠性高；钢结构制作简便，施工周期短，具有良好的，易于连接和拼接；钢材具有不渗漏性，便于做成密闭结构；钢材更接近于匀质和各向同性体。
| 耐腐蚀性差；耐热但不耐火；保温效果差 | ；易产生 | 扭曲 | ；特有的 | 冷桥 |
钢材的缺点：问题。
1）力学性能
| 强度、塑性、硬度、冷弯性能 |
钢材力学性能指标包括：等。
- 强度
| 抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、 |
| 抗剪强度和抗扭强度 |
强度指钢材在外力作用下，抵抗永久变形和断裂的能力，分为 5种，一般情况下多以抗拉强度作为判别钢材强度高低的指标。
衡量钢材强度的指标有弹性模量、屈服强度、抗拉强度、伸长率、屈强比、塑性（拉伸试验得出）等。 口诀：弹拉唱曲诉
弹性模量表示其在弹性范围内抵抗变形的能力。
| 极限强度和屈服强度 | ||
| 相对伸长率与断面相对收缩率 | 表示。 | |
| 塑性 |
钢材抵抗断裂或抵抗出现塑性变形的能力，分别称为 。
钢材的用试件拉断时的
- 硬度
| 是否耐磨 | 。 | |
| 布氏硬度法、洛氏硬度法和维氏硬度法、肖氏硬度法 | ||
硬度是指钢材抵抗硬物压入表面的能力，评价钢材
| 布氏硬度和洛氏硬度 |
测定钢材硬度的方法有：。常用的硬度指标为。
口诀：布洛维肖
【2021·多选】可以通过拉伸试验测定的钢材性能指标有（ ）。
A.抗拉强度
B.冲击韧性
C.塑性
D.屈服强度
E.弹性模量
【答案】ACDE
- 冲击韧性
| 摆锤冲击试件 | ，将试件冲断时缺口处 | 单位截面积上所消耗的功 |
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。以作为钢材的冲击韧性指标。
- 耐疲劳性能
钢筋的疲劳是指钢筋在承受重复、周期性的动荷载作用下，经过一定次数后突然脆性断裂的现象
| 脆性破坏 | ）。一般而言，钢材的 | 抗拉强度越高，疲劳极限越高 |
（。
- 可焊性
可焊性好表示焊接安全、可靠，焊时不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷，焊后接头强度等力学性能不低于母材。
| 碳含量和合金含量 | 的影响，碳含量在 | 0.12%～0.20% |
钢材的可焊性受围内的碳素钢，可焊性最好。
- 耐腐蚀性耐腐蚀性差是钢结构的一大弱点。
| 耐候钢 |
钢的腐蚀包括干腐蚀和湿腐蚀（指现有湿度影响下的腐蚀）。目前防止钢材腐蚀的主要办法是采用防腐涂料，也已经有专门的耐腐蚀钢材出现，称为“”。
耐候钢
【2020·单选】影响钢材可焊性的主要因素是合金含量和（ ）。
A.硫含量
B.钙含量
C.碳含量
D.磷含量
【答案】C
【例题·单选】关于钢材力学性能的说法，正确的是（ ）。
A.钢材的抗冲击性能用屈服强度指标表示
B.钢材的塑性变形出现在极限强度后
C.一般而言，钢材的抗拉强度越高，疲劳极限越高
D.钢材的弹性模量表征了其在断裂范围内的抗变形能力
【答案】C
3.常用钢材加工方法及技术要求
| 提高其屈服强度 |
| 相应降低了 |
| 常温下 |
- 冷加工强化是将建筑钢材在进行冷拉、冷拔和冷轧，，塑性和韧性。
| 屈服强度 |
| 塑性 |
- 时效强化是指钢材经冷加工后，和极限强度随着时间的延长而逐渐提高，和韧性逐渐降低的现象。因此，可将经过冷拉的钢筋在常温下或加热到100～200℃并保持一定时间，实现时效处理。
| 3）钢材热处理 |
的方法有退火、正火、淬火、回火。在施工现场，有时需对焊接件进行热处理。
4）钢筋的连接
| 焊接、机械连接和绑扎连接 |
钢筋的连接方法有。
（1）钢筋绑扎
| 直径≤ 12mm的钢筋采用 22 号铁丝， |
绑扎连接时，绑扎用的铁丝一般采用 20～22 号镀锌铁丝，
| 直径> 12mm 的钢筋采用 20 号铁丝 |
。 铁丝的长度只要满足绑扎要求即可，一般是将整捆的铁丝切
割为 3～4
5）钢筋代换的要求
| 品种、级别或规格 |
- 当钢筋的需要变更时，应办理设计变更文件。代换钢筋，应征得设计单
位同意。
- 钢筋代换可参照的原则有：
| 强度 | |
| 最小配筋率配筋 | |
| 抗裂、裂缝宽度 | |
| 面积相等 |
| 挠度 |
当构件受 控制时，钢筋可按强度相等的原则进行代换（等强度代换）；
当构件按时，钢筋可按的原则进行代换（等面积代换）；
当构件受或控制时，钢筋代换应进行抗裂、裂缝宽度或挠度验算。【例题·单选】关于冷加工对建筑钢材性能影响的说法，正确的是（ ）。
A.提高钢材的韧性
B.提高钢材的塑性
C.提高钢材的极限强度
D.提高钢材的屈服强度
【答案】D
2.2.2 金属材料制品及其应用
| 钢索 | 和 | 钢丝绳，钢索 | 主要用于各类岩土 | 锚固 | 工程， | 钢丝绳 |
矿业工程常用金属材料制品主要是常
| 提升和悬吊 |
用作矿井工作等。
1.锚索结构用材
| 称内锚头 |
| 称外锚头 |
锚索是由钻孔穿过软弱岩层或滑动面，把一端（锚杆）锚固在坚硬的岩层中（），然后在另一个自由端（）进行张拉，从而对岩层施加压力对不稳定岩体进行锚固。
提升钢丝绳 锚杆
2.提升和悬吊钢丝绳
| 特级的钢丝绳韧性最好，用于提升人员 |
| 圆形 | 、 | 异形钢丝绳（用作钢丝绳罐道） |
| 纤维芯和钢芯 |
- 按钢丝机械特性分类
按钢丝机械特性有特级、I级和Ⅱ级钢丝绳。
。
- 按钢丝断面分类
按钢丝断面有。
- 按内芯材料分类
按内芯材料有两种。
钢丝绳结构
- 按钢丝绳断面形状分类
| 扁形钢丝绳 | 不扭转打结，作为 | 摩擦轮提升的尾绳 |
按钢丝绳断面形状有圆形、扁形钢丝绳。。
- 按旋捻方向分类
按旋捻方向有顺捻、交互捻、混合捻。
| 提升钢丝绳在立井提升系统和牵引系统 |
多绳摩擦提升 矿业工程施工中，等中广泛应用，根据《煤矿井巷工程施工标准》GB/T 50511—2022规定，各种用途的钢丝绳应符合下列规定：
（1）提升用钢丝绳：
吊桶提升宜选用多层异形股或多层股不旋转钢丝绳；斜井提升宜选用三角股钢丝绳。（2）悬吊用钢丝绳：
悬吊设施宜采用 6股19丝或每股19丝以上的钢丝绳；稳绳宜采用三角股钢丝绳或椭圆股钢丝绳；双绳悬吊时，应采用捻向相反的钢丝绳。
【例题·单选】关于矿山使用的钢丝绳说法正确的是（ ）。
A.Ⅱ级的钢丝绳常用于提升人员
B.双绳悬吊时，应采用捻向相同的钢丝绳
C.斜井提升宜选用三角股钢丝绳
D.稳绳宜采用每股19丝以上的钢丝绳
【答案】 C
【总结】
2.2.1 建筑钢材的性能及其应用
2.2.2 金属材料制品及其应用
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