三、钢材的冷加工与热处理
(一)钢材的冷加工
金属材料在常温下进行的加工称为冷加工，包括冷拉、冷拔或冷轧。将金属材料进行冷加工，能使之产生一定的塑性变形，其强度将明显提高，塑性和韧性有所降低，这个过程称为金属材料的冷加工强化。
钢材的性质随时间延长而变化的性质叫做时效。经过冷拉的钢筋，于常温下存放15～20d，或加热到100～200℃，并保持2～3h，则钢筋强度进一步提高，这个过程称为时效处理。时效处理有自然时效和人工时效。
1.冷拉
冷拉加工就是将钢筋拉至其σ—ε曲线的强化阶段内的任一点K处，然后缓慢卸去荷载，则此时的σ—ε曲线将沿着与OA近于平行的直线KO’回落到O’点如图2-2-9，OO’表示残留下来的塑性应变。若卸荷后重新加载张拉，应力与应变又重新按正比关系增加，并且σ—ε曲线仍沿着O’K直线上升到K1点，然后由K1点开始按原来的σ—ε曲线变化。由此可见，若使材料受拉进入强化阶段后卸载，则当再度加载时，其屈服极限将有所提高，而其塑性变形能力却有所降低。钢筋经冷拉后，再经过时效处理，再次拉伸，其应力应变曲线为O’K1C1D1。可见，经冷拉，再经时效处理，钢材的屈服强度提高，而屈强比降低。
2.冷拔
冷拔加工是强力拉拔钢筋通过截面小于钢筋截面积的拔丝模。冷拔作用比纯拉伸的作用强烈，钢筋不仅受拉，而且同时受到挤压作用。经过一次或多次冷拔后得到的冷拔低碳钢丝，其屈服点可提高40%～60%，但已失去软钢的塑性和韧性，具有硬钢的特点。
3.冷轧
冷轧是将圆钢在轧钢机上轧成断面按一定规律变化的钢筋，可提高其强度及与混凝土的粘接力。钢筋在冷轧时，纵向与横向同时产生变形，因而能较好地保持其塑性和内部结构的均匀性。
建筑工程中大量使用的钢筋采用冷加工强化具有明显的经济效益。钢筋经冷拉后，一般屈服点可提高20%～25%。冷拔钢丝的屈服点可提高40%～60%。由此可适当减小钢筋混凝土结构设计截面，或减少混凝土中配筋数量，从而达到节约钢材的目的。钢筋冷拉还有利于简化施工工序。冷拉盘条钢筋可省去开盘和调直工序;冷拉直条钢筋则可与矫直、除锈等工序一并完成。但冷拔钢丝的屈强比较大，相应的安全储备较小。因此在强调安全性的重要建筑物的施工现场，已越来越难见到钢筋的冷加工车间。
(二)钢材的热处理
将钢材加热到一定温度，并保持一定时间，再以一定的方式进行冷却，使钢材内部晶体组织和显微结构按要求改变，或清除钢中的应力，从而获得所需的力学性能，这一过程叫做热处理。热处理有以下几种方式：
1.淬火。将钢材加热到723℃以上，保持一定时间后放在水中或油中急速冷却;钢材的强度、硬度提高，脆性加大，塑性、韧性明显降低。
2.回火。将淬火钢加热到723℃以下，保持一定时间后缓慢冷却至室温;钢材的硬度稍有降低，塑性和韧性得到恢复。
3.退火。将钢材加热到723℃以上，保持一定时间后在退火炉中缓慢冷却至室温;使钢材的硬度降低，塑性、韧性提高。
4.正火。将钢材加热到723℃以上，保持一定时间后在空气中缓慢冷却;使钢材强度、硬度提高，塑性较退火钢小。
四、钢材的防锈与防火
(一)钢材的防锈
当钢材表面与环境介质发生各种形式的化学作用时，就可能遭到腐蚀。例如，因与O2、SO2、H2S等腐蚀性气体作用而被氧化。当环境潮湿或与含有电解质的溶液接触时，则可能因形成微电池效应而遭电化学腐蚀。
腐蚀的结果是：在钢材表面形成疏松的氧化物，或称为生锈。一般说来，钢材的锈蚀有危害，可降低钢材的性能，使钢结构断面减小，因而承载能力降低，甚至由于局部腐蚀引发应力集中，导致钢结构突然破坏，造成严重的后果。
防止钢材锈蚀的方法通常是采用表面刷防锈漆。常用底漆有红丹、环氧富锌漆、铁红环氧漆等;面漆有灰铅油、醇酸磁漆、酚醛磁漆等。薄壁钢材可热浸镀锌或镀锌后加涂塑料涂层，这种方法防锈效果好，但造价高。
埋于混凝土中的钢筋具有一层碱性保护膜，故在碱性介质中不致锈蚀。但氯等卤素离子可加速锈蚀反应，甚至破坏保护膜，造成锈蚀迅速发展。因此，混凝土配筋的防锈措施应考虑：限制水灰比和水泥用量，限制氯盐外加剂的使用，采取措施保证混凝土的密实性，还可以采用掺加防锈剂(如重铬酸盐等)的方法。
(二)钢材的防火
钢材的防锈已广为人知，但对钢材，特别是钢结构的防火，却常引起常识上的疏忽。实际上，尽管钢结构具有良好的机械性能，尤其是有很高的强度，但在高温时，却会发生很大的变化。裸露的、未作表面防火处理
理的钢结构，耐火极限仅15min左右。在温升500℃的环境下，强度迅速降低，甚至会迅速塌垮。因此，对于钢结构，尤其是有可能经历高温环境的钢结构，需要作必要的防火处理，主要的方法是在其表面上涂敷防火涂料。一般采用分层喷涂工艺制作涂层，局部修补时，可用手工抹涂或刮涂。
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