模塊二 建筑鋼材的主要技術(shù)性能

一、力學(xué)性能

（一）抗拉性能

1.低碳鋼的拉伸

模塊二建筑鋼材的主要技術(shù)性能拉伸試件低碳鋼的拉伸Rε0ABCDB上B下低碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線OA—彈性階段AB—屈服階段BC—強(qiáng)化階段CD—頸縮階段RmReLRPA

低碳鋼拉伸時(shí)各階段的主要受力特點(diǎn)

表8-2階段主要受力特點(diǎn)彈性階段鋼材產(chǎn)生彈性變形，應(yīng)力和應(yīng)變成正比屈服階段應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比關(guān)系，開始出現(xiàn)塑性變形；應(yīng)力的增長滯后于應(yīng)變的增長，應(yīng)力到達(dá)B上點(diǎn)后，瞬時(shí)下降至B下點(diǎn)，變形急劇增加，應(yīng)力則在大致恒定的位置上波動(dòng)，出現(xiàn)了明顯的屈服平臺(tái)，直到

B點(diǎn)強(qiáng)化階段鋼材抵抗變形的能力重新提高，應(yīng)力增加，應(yīng)變也增加，直至最高點(diǎn)C頸縮階段應(yīng)力減小，應(yīng)變?cè)黾?，試件被拉長；試件在薄弱部位斷面急劇縮小，產(chǎn)生頸縮,鋼材被拉斷

抗拉性能的技術(shù)指標(biāo)

表8-3技術(shù)指標(biāo)計(jì)算公式強(qiáng)度指標(biāo)屈服強(qiáng)度

—屈服強(qiáng)度（MPa）

—屈服點(diǎn)的荷載（N）

—原始橫截面積（mm2）抗拉強(qiáng)度

—抗拉強(qiáng)度（MPa）

—最大破壞荷載（N）塑性指標(biāo)斷后伸長率

—原始標(biāo)距（mm）

—斷后標(biāo)距（mm）

—斷后伸長率（%）

斷面收縮率

—斷后最小橫截面積（mm2）

—斷面收縮率（%）2.中碳鋼、高碳鋼的拉伸中碳鋼、高碳鋼應(yīng)力應(yīng)變圖是一條連續(xù)曲線。與低碳鋼相比，抗拉強(qiáng)度高，屈服現(xiàn)象不明顯，難以測定屈服強(qiáng)度，故規(guī)定以0.2%

殘余變形時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值作為其屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服點(diǎn)，用表示。中碳鋼、高碳鋼屈服強(qiáng)度的確定

（二）沖擊韌性定義及指標(biāo)沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力，是衡量鋼材抵抗脆斷的性能。以沖擊韌性值來表示。其值越大，表示沖斷試件時(shí)消耗的功越多，鋼材的沖擊韌性越好。影響沖擊韌性的主要因素

影響沖擊韌性的主要因素化學(xué)成分焊接質(zhì)量內(nèi)部組織狀態(tài)時(shí)間環(huán)境溫度

（三）耐疲勞性耐疲勞性是指鋼材抵抗疲勞破壞的能力。疲勞破壞鋼材在交變荷載反復(fù)作用下，在最大應(yīng)力遠(yuǎn)低于其抗拉強(qiáng)度時(shí)而發(fā)生的突然破壞。屬于脆性破壞，危險(xiǎn)性較大。疲勞破壞的指標(biāo)用疲勞強(qiáng)度（疲勞極限）來表示。它是指鋼材試件在交變應(yīng)力的作用下，不發(fā)生疲勞破壞的最大應(yīng)力值。（四）硬度硬度是指鋼材抵抗硬物壓入表面的能力，即鋼材表面抵抗塑性變形的能力。較常用的測定鋼材硬度的方法是布氏法，相應(yīng)的硬度指標(biāo)稱為布氏硬度（HB）。其值越大，表示鋼材硬度越大。

二、工藝性能（一）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。其指標(biāo)為彎曲角度（90°或180°）和彎心直徑（）與試件直徑或厚度（）的比值。彎曲角度越大，彎心直徑與試件直徑或厚度的比值越小，則表示鋼材的冷彎性能越好。

鋼材冷彎試驗(yàn)冷彎是鋼材處于不利變形條件下的塑性，斷后伸長率是鋼材在均勻變形下的塑性。相對(duì)于斷后伸長率，冷彎是對(duì)鋼材塑性更嚴(yán)格的檢驗(yàn)，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，還被用作檢驗(yàn)鋼材的焊接質(zhì)量。

（二）焊接性能可焊性是指鋼材是否適應(yīng)用通常的方法和工藝進(jìn)行焊接的性能?？珊感院玫匿摬?，焊接工藝簡單，易于用一般的焊接方法和工藝施焊；焊口缺陷少，焊口處不易形成裂紋、氣孔、夾渣等缺陷；焊頭牢固可靠；焊接后鋼材的力學(xué)性能，特別是強(qiáng)度不低于母材的強(qiáng)度，且硬脆傾向小。焊接的特點(diǎn)是：局部高溫，焊后急劇冷卻，焊件易產(chǎn)生變形、內(nèi)應(yīng)力，甚至導(dǎo)致裂縫。

鋼筋的焊接鋼材可焊性能的好壞主要取決于鋼的化學(xué)成分。含碳量小于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性，超過0.30%的碳素鋼可焊性變差；硫、磷及氧、氮等雜質(zhì)，會(huì)使可焊性降低；合金元素加入過多也會(huì)降低可焊性。其次，鋼的冶煉質(zhì)量越好，可焊性越好，而冷加工將降低可焊性。

三、鋼材的冷加工和熱處理（一）鋼材的冷加工強(qiáng)化與時(shí)效處理

1.冷加工強(qiáng)化處理（1）定義

冷加工強(qiáng)化處理將建筑鋼材在常溫下進(jìn)行冷加工（如冷拉、冷拔或冷軋），使之產(chǎn)生塑性變形，從而提高屈服強(qiáng)度的過程。（2）冷加工強(qiáng)化處理對(duì)鋼材性能的影響

鋼材經(jīng)強(qiáng)化處理后，屈服強(qiáng)度和硬度提高；塑性和韌性降低；鋼材在塑性變形中產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力，彈性模量有所降低。（3）冷加工方式

冷拉、冷拔、冷軋等。

2.時(shí)效（1）定義鋼材隨著放置時(shí)間的延長，表現(xiàn)出強(qiáng)度、硬度提高，塑性和韌性下降的現(xiàn)象稱為時(shí)效。因時(shí)效導(dǎo)致鋼材性能改變的程度稱為時(shí)效敏感性。（2）時(shí)效的時(shí)間時(shí)效是普遍而長期的過程，通常可達(dá)數(shù)十年，但冷加工或使用中經(jīng)受振動(dòng)和反復(fù)荷載的影響，可加速時(shí)效的發(fā)展。一般冷加工和時(shí)效同時(shí)采用，以提高屈服強(qiáng)度，節(jié)約鋼材。

（3）時(shí)效處理鋼材經(jīng)冷加工后，在常溫下存放15～