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鋼材的脆性是什麼意思

發布時間:2021-01-19 01:46:33

① 鋼結構脆性破壞原因是什麼

從宏觀上講,脆性破壞的主要特徵表現為斷裂時伸長量極其微小。如果鋼結構的最終破壞是由於其構件的脆性斷裂導致的,那麼我們稱結構發生了脆性破壞。對於脆性破壞的結構,幾乎觀察不到構件的塑性發展過程,往往沒有破壞的預兆,因而脆性破壞的後果經常是災難性的.工程設計的任何領域,無一例外地都要力求避免結構的脆性破壞。

鋼結構脆性破壞從宏觀講是由於斷裂或者構件脆性斷裂導致,對於脆性斷裂建築本身沒有可預兆性,但是破壞對工程是致命的,一般造成鋼結構脆性的原因有幾點:
1、載入鋼材強度不夠,一般表現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
2、氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
3、鋼構件本身的缺陷或者低溫、腐銹等因素的影響。
4、腐蝕斷裂,一般的建築本身對防腐要求極其嚴格,要對常見的碳鋼、合金鋼屈服強度大於700MPA。5、疲勞斷裂,顧名思義也就是時效性,是最為常見的一種,疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
6、焊接方面,焊接不合格,會產生缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔,更甚者會在鋼構內部產生殘余應力,也會導致斷裂的發生。

② 鋼材或鋼結構的脆性斷裂是什麼

鋼材或鋼結構的脆性斷裂是指低於名義應力(鋼材做拉伸試驗時的抗拉強度或屈服強度)情況下發生突然斷裂的破壞。其斷裂面通常是紋理方向單一和比較平的劈裂表面,很少或沒有剪切唇邊。

③ 鋼材的脆性是什麼有的說脆性大 容易斷裂,還有什麼韌性 殘余應力的

脆性是指材料硬來度高,一用源力就會折斷的性能。
韌性是指材料抵抗沖擊載荷的能力。
殘余應力是指採取消除應力的措施後,應力沒有完全消除,剩餘一些應力稱為殘余應力。例如,將材料從高溫放入水中冷卻,材料內部會產生很大的熱應力與組織變化應力 ,必須馬上放入合適的溫度中使之消除應力。放入時間不夠,應力無法全部消除,就有殘余應力。

④ 增加鋼材脆性的因素

影響脆性破壞的因素
1.化學成分
2.冶金缺陷(偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層)
3.溫度(熱脆、低溫冷脆)
4.冷作硬化
5.時效硬化
6.應力集中
7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大:鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等;較厚的鋼材輥軋次數較少,材質差、韌性低,可能存在較多的冶金缺陷。
(2) 結構或構件構造不合理:孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。
(3) 製造安裝質量差:焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重;冷加工引起的應變硬化和隨後出現的應變時效使鋼材變脆。
(4) 結構受有較大動力荷載或反復荷載作用:但荷載在結構上作用速度很快時(如吊車行進時由於軌縫處高差而造成對吊車梁的沖擊作用和地震作用等),材料的應力- 應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。
(5)在較低環境溫度下工作:當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度並不相同。同一種材料,也會由於缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

⑤ 有什麼方法防止鋼材的脆性斷裂

針對這個問題,把碳控制在0.22%左右,同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢,解決了斷裂問題。 焊縫冷卻時收縮作用受到約束,有可能促使它出現裂紋。措施是:在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙,焊縫有收縮餘地,裂紋就不會出現。 把角焊縫的表面作成凹形,有利於緩和應力集中。凹形表面的焊縫,焊後比凸形的容易開裂,原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力,並且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大,而45°截面又有所增強,情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下,改用凸形焊縫,就不再開裂。 2、應力考察斷裂問題時,應力 是構件的實際應力,它不僅和荷載的大小有關,也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中,使局部應力增高,對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘余拉應力,也是不利的。因此,避免焊縫過於集中和避免截面突然變化,都有助於防止脆性斷裂。 3、材料選用 為了防止脆性斷裂,結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關系。吸收的能量可以劃分為三個區域,即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低於彈性,以避免出現完全脆性的斷裂,也沒有必要高於彈塑性,對鋼材要求太高,必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低於薄鋼板。 4、構造細部 發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙,或相當於構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當於狹長的裂紋,造成高度的應力集中,焊縫則造成高額殘余拉應力並使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化,提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此, 設計時必須注意焊縫的施工條件,以保證施焊方便,能夠焊透。

⑥ 名詞解釋 鋼材的脆性臨界溫度

材料在加熱抄或冷卻到某一溫度時沖擊韌性發生突變,此溫度就叫材料的脆性臨界溫度.
低於常溫的脆性臨界溫度叫冷脆,也叫低溫脆性;
高於常溫的脆性臨界溫度叫熱脆,也叫高溫脆性;
在回火時發生的叫回火脆性,第一回火脆性是不可逆的(重新回火後不能消除),第二回火脆性是可逆的(重新回火後可以消除).

⑦ 什麼是鋼結構脆性破壞

鋼結構脆性破壞從宏觀講是由於斷裂或者構件脆性斷裂導致,對於脆性斷回裂建築本身沒有可預兆性答,但是破壞對工程是致命的,一般造成鋼結構脆性的原因有幾點:
1、載入鋼材強度不夠,一般表現在高強鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構件。
2、氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬,造成材料韌度降低導致斷裂。焊條在使用前需要烘乾,就是為了防止氫脆斷裂.
3、鋼構件本身的缺陷或者低溫、腐銹等因素的影響。
4、腐蝕斷裂,一般的建築本身對防腐要求極其嚴格,要對常見的碳鋼、合金鋼屈服強度大於700MPA
5、疲勞斷裂,顧名思義也就是時效性,是最為常見的一種,疲勞斷裂有高周和低周之分。循環周數在10以上者稱為高周疲勞,屬於鋼結構中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數只有幾百或幾十次,每次都有較大的非彈性應變.典型的低周疲勞破壞往往產生於強烈地震作用下。
6、焊接方面,焊接不合格,會產生缺陷,如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔,更甚者會在鋼構內部產生殘余應力,也會導致斷裂的發生。

⑧ 鋼材產生脆性破壞的特徵和原因是什麼如何防止鋼材發生脆性破壞大神們幫幫忙

韌性不夠好。處理方法淬火後低溫回火

⑨ 鋼材的塑性夾雜、脆性夾雜是什麼含義對鋼材有什麼意義

塑性夾雜物 熱變形時該類夾雜物具有良好范性,沿變形方向延伸成條帶狀。屬於這類的有硫化物及 含量較低(40%~60%)的鐵錳硅酸鹽。
脆性夾物 熱加工時該類夾雜物形狀和尺寸都不變化,但可能沿加工方向成串排列或呈點鏈狀,屬於這類夾雜物的有Al2O3和Cr2O3。
非金屬夾雜物對鋼的強度、塑性、斷裂韌性、切削、疲勞、熱脆以及耐蝕等性能有很大影響。一般認為,夾雜物的成分、數量、形狀、分布以及在基體中的空間分布等影響鋼的性能。S.Ruddnik[26]指出,只有當非金屬夾雜物的尺寸小於1μm,且其數量少、夾雜物彼此之間的距離大於10μm時,才不會對材料的宏觀性能造成影響。當然,不同鋼種用途不同,對夾雜物的要求也不一樣,例如,不同鋼種和不同受力狀態時,夾雜物對性能無害的臨界尺寸是不同的。

(1)非金屬夾雜物對鋼的強度影響

夾雜物對鋼的強度的影響與顆粒尺寸密切相關。通過在燒結鐵中加入不同尺寸(0.01-35μm)、形狀(球形和稜角的)、比例(0-8%)的氧化鋁顆粒進行試驗得出[26]:室溫下,氧化鋁顆粒超過1μm時,使屈服強度和抗張強度降低;當夾雜物的含量很低時,對屈服強度的降低特別敏感。長谷川正義[27]向澆注的鋼流中噴射高熔點氧化物,研究了不同的氧化物顆粒直徑,體積比對常溫抗張強度的影響,結果表明:無論噴射氧化鋁或氧化鋯試樣,屈服和抗張強度都隨粒子體積比的增大而升高。另外,金屬斷裂時,裂紋不僅在基體中形成,而且也經常在夾雜物中形成,造成鋼的斷裂,Smith提出邊界夾雜物開裂的強度斷裂理論[28]。
(2)非金屬夾雜物對鋼的塑性影響
通常夾雜物對鋼材的縱向延性影響不大,而對橫向延性的影響卻很顯著。研究表明,高強度鋼的橫向斷面收縮率隨夾雜物總量的增加而降低。夾雜形狀對對橫向延性的影響更為顯著,隨著帶狀夾雜物的增加,橫向斷面收縮率明顯降低,這種帶狀夾雜物主要是硫化物。Funnell等[29]研究指出,夾雜物對鋼的高溫延性有很大影響,低碳鋼在奧氏體區延性大大降低,其原因是細小的第二相析出物(如AlN、TiN、Nb(C,N)等)能有效釘扎奧氏體晶界,從而降低延性。

(3)非金屬夾雜物對鋼的斷裂韌性影響
文獻[30,31]中指出,S及硫化物的含量增加降低鋼的各種韌性指標,鋼的斷裂韌性隨著夾雜物數量或長度的增加而下降。曾光廷等[31]研究了硫化物和氮化物夾雜對鋼的斷裂韌性的影響,並與Krafft模型計算值進行了比較,結果得出:對斷裂韌性的危害由小到大依次為VN→TiS→AlN→NbN→ZrN→Al2S3→CeS→MnS ;夾雜物含量與斷裂韌性大小呈線性反比關系,TiS對斷裂韌性沒有影響。一些研究工作討論了夾雜物作為裂紋根源的作用問題[29],研究證明,鋼中的脆性夾雜物由於與鋼基體的熱膨脹系數不同,在夾雜物周圍容易產生內應力。
李代鍾[30]認為,為使鋼材具有良好的韌性和使韌性各向異性盡可能降低,對夾雜物的要求是:①夾雜物的體積分數盡可能低;②夾雜物分布均勻;③夾雜物要有緊湊的外形;④夾雜物的硬度最好為鋼基體的兩倍,以使夾雜物在熱加工時變形最小。

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