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湖北造价工程师培训

2019年造价工程师考试土建计量知识点:钢材的性能
发表时间:2019-01-17 11:30

  钢材的性能

  钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。其中力学性能是钢材最重要的使用性能,包括抗拉性能、冲击性能、硬度、疲劳性能等。工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为,包括弯曲性能和焊接性能等。

  1抗拉性能

  抗拉性能是钢筋的最主要性能,表征抗拉性能的技术指标主要是屈服强度、抗拉强度和伸长率。低碳钢(软钢)受拉的应力-应变图能够较好地解释这些重要的技术指标,见图3.1.1.

  (1)屈服强度。在弹性阶段OA段,如卸去拉力,试件能恢复原状,此阶段的变形为弹性变形,应力与应变成正比,其比值即为钢材的弹性模量。与A点对应的应力称为弹性极限(σp)。当对试件的拉伸进入塑性变形的屈服阶段AB时,应力的增长滞后于应变的增加,屈服下限B下所对应的应力称为屈服强度,记做σS。设计时一般以σS作为强度取值的依据。对屈服现象不明显的钢,规定以0.2%残余变形时的应力σ0.2作为屈服强度。

  (2)抗拉强度。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C的应力称为抗拉强度,用σb表示。设计中抗拉强度虽然不能利用,但屈强比σS/σb能反映钢材的利用率和结构安全可靠程度。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。

  (3)伸长率。表征了钢材塑性变形能力。用δ5和δ10表示L0=5d0和L0=10d0时的伸长率。同一种钢材,δ5>δ10。

  2.冲击性能

  冲击性能指钢材抵抗冲击载荷的能力。其指标是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定。按规定,将带有V形缺口的试件进行冲击试验。试件在冲击荷载作用下折断时所吸收的功,称为冲击吸收功A kv(J)。钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度等都是影响冲击韧性的重要因素。Akv值随试验温度的下降而减小,当温度降低达到某一范围时,Akv急剧下降而呈脆性断裂,这种现象称为冷脆性。发生冷脆时的温度称为脆性临界温度,其数值越低,说明钢材的低温冲击韧性越好。因此,对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构,必须进行冲击韧性检验。

  3.硬度

  钢材的硬度是指表面层局部体积抵抗较硬物体压入产生塑性变形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。

  4.耐疲劳性

  在交变荷载反复作用下,钢材往往在应力远小于抗拉强度时发生断裂,这种现象称为钢材的疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示,它是指钢材在交变荷载作用下,于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。

  5.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(90°、180°)及弯心直径d对试件厚度(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。

  冷弯试验能揭示钢材是否存在内部组织不均匀、内应力、夹杂物未熔合和微裂隙等缺陷。在拉力试验中,这些缺陷常因塑造性变形导致应力重分布而得不到反映。因此,冷弯试验是一种比较严格的试验,对钢材的焊接质量也是一种严格的检验,能揭示焊件在受弯表面存在的裂纹和夹杂物。

  6.焊接性能

  钢材的可焊性是指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。含碳量超过0.3%,可焊性显著下降等。

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