建筑材料检测与选择 钢材的主要技术性质 钢材的性质.pptVIP

　 冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。 　 影响钢材冲击韧性的因素很多，钢的化学成分、组织状态，以及冶炼、轧制质量都会影响冲击韧性。 冲击韧性 冲击韧性试验图 (a)试件尺寸；(b)试验装置；(c)试验机 　 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。 　 布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越大，表示钢材越硬。 硬度 布氏硬度测定示意图 　　钢材在交变应力的反复作用下，往往在应力远小于其抗拉强度时就发生破坏，这种现象称为疲劳破坏。 　　疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。 　　一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组织和表面质量有关。 疲劳强度 　　冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。 　　钢材的冷弯性能指标是用弯曲角度和弯心直径对试件厚度(直径)的比值来衡量的。试验时采用的弯曲角度愈大，弯心直径对试件厚度(直径)的比值愈小，表示对冷弯性能的要求愈高。 　　钢材的冷弯性能和伸长率都是塑性变形能力的反映。 冷弯性能 钢材冷弯 (a)试样安装；(b)弯曲90°；(c)弯曲180°；(d)弯曲至两面重合；(e)规定弯心 　(1)碳是决定钢材性能的主要元素。 　随着含碳量的增加，钢的强度和硬度提高，塑性和韧性下降。但当含碳量大于1.0%时，由于钢材变脆，强度反而下降。 　　 钢的化学成分对钢材性能的影响 含碳量对热轧碳素钢性质的影响 σb—抗拉强度；αk—冲击韧性；HB—硬度； δ—伸长率；φ—面积缩减率 建筑钢材的性质 抗拉性能 由低碳钢在拉伸过程中形成的应力(σ)-应变(ε)关系图可知，低碳钢受拉过程可划分为以下4个阶段。 弹性阶段(O—A) 屈服阶段(A—B) 强化阶段(B—C) 颈缩阶段(C—D) 低碳钢受拉的应力-应变图 (1) 弹性阶段(O—A) 　 在OA范围内应力与应变成正比例关系，如果卸去外力，试件则恢复原来的形状，这个阶段称为弹性阶段。 　 弹性阶段的最高点A所对应的应力值称为弹性极限σp。当应力稍低于A点时，应力与应变呈线性正比例关系，其斜率称为弹性模量。 (2)屈服阶段(A—B) 　 当应力超过弹性极限σp后，应力和应变不再成正比关系，应力在B上至B下小范围内波动，而应变迅速增长。在σ-ε关系图上出现了一个接近水平的线段。如果卸去外力已出现塑性变形，AB称为屈服阶段。B下所对应的应力值称为屈服极限σs。 (3)强化阶段(B—C) 　 当应力超过屈服强度后，由于钢材内部组织产生晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性变形的进一步发展，钢材抵抗外力的能力重新提高。在σ-ε关系图上形成BC段的上升曲线，这一过程称为强化阶段。对应于最高点C的应力称为抗拉强度，用σb表示，它是钢材所能承受的最大应力。 屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）σs／σb是评价钢材使用可靠性的一个参数。屈强比愈小，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高，但是，屈强比太小，钢材强度的利用率偏低，浪费材料。 (4) 颈缩阶段(C—D) 　 当应力达到抗拉强度σb后，在试件薄弱处的断面将显著缩小，塑性变形急剧增加，产生“颈缩”现象并很快断裂。 　　将断裂后的试件拼合起来，量出标距两端点间的距离，按下式计算出伸长率δ：