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2020年二级结构工程师考点:钢材性能的主要影响因素
帮考网校2021-06-24 16:43
2020年二级结构工程师考点:钢材性能的主要影响因素

钢材性能的主要影响因素受化学成分、冶金缺陷、钢材硬化等多种因素影响,下面由帮考网带大家来了解一下钢材性能的主要影响因素,希望可以帮助到您。

各种因素对钢材主要性能的影响

(1)化学成分

碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。碳含量增加,钢的强度提高,而塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。硫和磷是钢中的有害成分,它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。在高温时,硫使钢变脆,称之热脆;在低温时,磷使钢变脆,称之冷脆。

(2)冶金缺陷

常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

(3)钢材硬化

冷加工使钢材产生很大塑性变形,从而提高了钢的屈服点,同时降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。在一般钢结构中,不利用硬化所提高的强度,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。另外,应将局部硬化部分用刨边或扩钻予以消除。

(4)温度影响

钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是温度升高,钢材强度降低,应变增大;反之,温度降低,钢材强度会略有增加,塑性和韧性却会降低而变脆。在250℃左右,钢材的强度略有提高,同时塑性和韧性均下降,材料有转脆的倾向,钢材表面氧化膜呈现蓝色,称为蓝脆现象。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。

当温度在260℃~320℃时,在应力持续不变的情况下,钢材以很缓慢的速度继续变形,此种现象称为徐变现象。当温度从常温开始下降,特别是在负温度范围内时,钢材强度虽有提高,但其塑性和韧性降低,材料逐渐变脆,这种性质称为低温冷脆。

(5)应力集中

构件中有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,形成应力集中现象。承受静力荷载作用的构件在常温下工作时,在计算中可不考虑应力集中的影响。但在负温或动力荷载作用下工作的结构,应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源,故在设计中应采取措施避免或减小应力集中,并选用质量优良的钢材。

(6)反复荷载作用

在直接的连续反复的动力荷载作用下,钢材的强度将降低,低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度,这种现象称为钢材的疲劳。疲劳破坏表现为突然发生的脆性断裂。材料总是有“缺陷”的,在反复荷载作用下,先在其缺陷发生塑性变形和硬化而生成一些极小的裂痕,此后这种微观裂痕逐渐发展成宏观裂纹,试件截面削弱,而在裂纹根部出现应力集中现象,使材料处于三向拉伸应力状态,塑性变形受到限制,当反复荷载达到一定的循环次数时,材料终于破坏,并表现为突然的脆性断裂。

今天和大家的分享就到此结束啦,大家如有不懂得问题,可以登录帮考网官网进行了解或是提问。最后,预祝各位考生考试顺利。


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