『壹』 日常生活中,強度比較好的鋼有哪些
高強度鋼:屈服強度在1 370MPa(140 kgf/mm2)以上,抗拉強度在1 620 MPa(165 kgf/mm2)以上的合金鋼稱超高強度鋼。常見的有以下幾種:
1、低合金
低合金中碳馬氏體強化型超高強度鋼(MART)是在低合金調質鋼的基礎上發展起來的,合金元素總量一般不超過6%。主要牌號包括傳統的鎳鉻鉬調質鋼4340(40CrNiMo),碳含量0.45%的鎳 鉻 鉬 釩 鋼D6AC(45 CrNiMoV),碳含量0.30%的鉻 錳 硅 鎳 鋼(30CrMnSiNi2A),在4340鋼基礎上通過加入硅(1.6%)和釩(0.1%)而研製成的300M 鋼(43CrNiSiMoV)以及不含鎳的硅錳鉬釩或硅錳鉻鉬釩等。
通過真空熔煉降低鋼中雜質元素含量,改善鋼的橫向塑性和韌性,由於鋼中合金元素含量較低,成本低,生產工藝簡單,廣泛用於飛機大梁、起落架、發動機軸、高強度螺栓、固體火箭發動機殼體和化工高壓容器等。
2、中合金
中合金中碳二次沉澱硬化型超高強度鋼是從5%Cr型模具鋼移而來的。由於它在高溫回火狀態下有很高的強度和較滿意的塑性和韌性,抗熱性好,組織穩定。
用於飛機起落架、火箭殼體等。典型鋼種為H11和H13等。其主要成分為:C 0.32%--0.45%;Cr 4.75%--5.5%;Mo 1.1%--1.75%;Si 0.8%--1.2%。
3、高合金
高合金中碳Ni—Co(9Ni--4Co--××)型超高強度鋼,是在具有高韌性、低脆性轉變溫度的9%Ni型低溫鋼的基礎上發展起來的。在9%Ni鋼中添加鑽是為了提高鋼的Ms(馬氏體轉變)溫度,減少鋼中的殘余奧氏體,同時,鑽在鎳鋼中起固溶強化作用,還通過加鑽來獲得鋼的自回火特性,從而使這類鋼具有優良的焊接性能。碳在這類鋼中起強化作用。鋼中還含有少量鉻和鉬,以便在回火時產生彌散強化效應。主要牌號有HP9-4-25,HP9-4-30,HP9-4-45以及改型的AF1410(0.16%C-10%Ni-14%Co-1%Mo-2%Cr-0.05%V)等。這類鋼綜合力學性能高。抗應力腐蝕性好,具有良好的工藝性能和焊接性能。
廣泛用於航空、航天和潛艇殼體等產品上。
4、超低碳
超低碳馬氏體時效硬化型超高強度鋼,通常稱馬氏體時效鋼。鋼的基體為超低碳的鐵鎳或鐵鎳鈷馬氏體。其特點是,馬氏體形成時不需要快冷,可變溫及等溫形成;具有體心立方結構;硬度約為HRC20,塑性很好;再加熱時不出現像在低碳馬氏體中發生的回火現象,並有很大的逆轉變溫度遲滯,因而可以在較高溫度進行馬氏體基體內的時效硬化。在這樣的高鎳馬氏體中含有能引起時效強化的合金元素,藉助於時效強化,從過飽和的馬氏體中析出彌散分布的金屬間化合物,使鋼獲得高強度和高韌性。按鎳含量,馬氏體時效鋼分為25%Ni、20%Ni、18%Ni和12%Ni等類型.18%Ni型應用較廣,為含有鉬、鈦等強化原素的超低碳鐵-鎳(18%)-鑽(8.5%)合金,包括3個牌號:18%Ni(200)、18%Ni(250)、和18%Ni(300)(200、250、300為抗拉強度等級,單位為Ksi)。這種鋼是通過金屬間化合物的析出使鋼強化。借無碳的馬氏體基體取得高塑性,最後達到很高的強度塑性配合。這類鋼具有良好的成形性能、焊接性能和尺寸穩定性,熱處理工藝也較簡單。
用於航空、航天器構件和冷擠、冷沖壓模具等。
5、半奧氏體
半奧氏體沉澱硬化型不銹鋼是一類高合金的超高強度鋼,如常見的17-7PH(OCr17Ni7Al)、PH15-7Mo(OCr15Ni7Mo2Al)和AFC-77(15Cr15Mo5Co14V)等。這類鋼經固溶化處理,冷卻到室溫為奧氏體組織,再經過冷加工、冷處理或者加熱到750℃進行調整處理後,奧氏體轉變為馬氏體。最後在400-550℃時效,便得到在回火馬氏體基體上彌散分布著第二相強化組織的超高強度鋼。這類鋼在315℃以上長時間使用時,會因為金屬間化合物沉澱而使材料變脆,所以使用溫度要限制在315℃以下。
這類鋼主要用於製造航空器件構件、高壓容器和高應力腐蝕化工設備零件等。
『貳』 鋼材力學性質有哪些
屈服強度和抗拉強度。
鋼材的技術性質——力學性能
1.抗拉性能
抗拉性能是鋼材最主要的技術性能,通過拉伸試驗可以測得屈服強度、抗拉強度和伸長率,這些是鋼材的重要技術性能指標。
低碳鋼的抗拉性能可用受拉時的應力一應變圖來闡明。
低碳鋼從受拉到拉斷,經歷了如下四個階段:
(1)彈性階段
oa為彈性階段。在oa范圍內,隨著荷載的增加,應力和應變成比例增加。如卸去荷載,則恢復原狀,這種性質稱為彈性。oa是一直線,在此范圍內的變形,稱為彈性變形。a點所對應的應力稱為彈性極限,用σP表示。在這一范圍內,應力與應變的比值為一常量,稱為彈性模量,用E表示,即 。彈性模量反映了鋼材的剛度。是鋼材在受力條件下計算結構變形的重要指標。碳素結構鋼Q235的彈性模量E=(2.0~2.1)×105MPa,彈性極限σP=(180~200)MPa。
(2)屈服階段
ab為屈服階段。在ab曲線范圍內,應力與應變不能成比例變化。應力超過σP後,即開始產生塑性變形。應力到達Reh之後,變形急劇增加,應力則在不大的范圍內波動,直到b點止。Reh點是上屈服強度,ReL點是下屈服強度,ReL也可稱為屈服極限,當應力到達ReL時,鋼材抵抗外力能力下降,發生「屈服」現象。ReL是屈服階段應力波動的次低值,它表示鋼材在工作狀態允許達到的應力值,即在ReL之前,鋼材不會發生較大的塑性變形。故在設計中一般以下屈服強度作為強度取值的依據。碳素結構鋼Q235的ReL應不小於235MPa。
(3)強化階段
bc為強化階段。過b點後,抵抗塑性變形的能力又重新提高,變形發展速度比較快,隨著應力的提高而增加。對應於最高點C的應力,稱為抗拉強度,用Rm表示, (Fm為c點時荷載,S0為試件受力截面面積)。
抗拉強度不能直接利用,但下屈服強度和抗拉強度的比值(即屈強比ReL/Rm)卻能反映鋼材的安全可靠程度和利用率。屈強比越小,表明材料的安全性和可靠性越高,材料不易發生危險的脆性斷裂。如果屈強比太小,則利用率低,造成鋼材浪費。碳素結構鋼Q235的Rm應不小於375MPa,屈強比在0.58~0.63之間。
對於在外力作用下屈服現象不明顯的硬鋼類,規定產生殘余變形為0.2%L0時的應力作為屈服強度,用 表示。
(4)頸縮階段
cd為頸縮階段。過C點,材料抵抗變形的能力明顯降低。在cd范圍內,應變迅速增加,而應力則反而下降,變形不能再是均勻的。鋼材被拉長,並在變形最大處發生「頸縮」,直至斷裂。
將拉斷的鋼材拼合後,測出標距部分的長度,便可按下式求得其斷後伸長率A:
式中 L0——試件原始標距長度,mm;
Lu——試件拉斷後標距部分的長度,mm。
以A和 分別表示L0=5d0和L0=10d0時的斷後伸長率,d0為試件的原直徑或厚度。對於同一鋼材,A大於 。
伸長率反映了鋼材的塑性大小,在工程中具有重要意義。塑性大,鋼質軟,結構塑性變形大,影響使用。塑性小,鋼質硬脆,超載後易斷裂破壞。塑性良好的鋼材,偶爾超載、產生塑性變形,會使內部應力重新分布,不致由於應力集中而發生脆斷。
2.沖擊韌性
沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用的能力。
鋼材的沖擊韌性是用標准試件(中部加工有V型或U型缺口),在擺錘式沖擊試驗機上進行沖擊彎曲試驗後確定,試件缺口處受沖擊破壞後,以缺口底部處單位面積上所消耗的功,即為沖擊韌性指標,用沖擊韌性值ak(J/cm2)表示。ak越大,表示沖斷試件時消耗的功越多,鋼材的沖擊韌性越好。
鋼材進行沖擊試驗,能較全面地反映出材料的品質。鋼材的沖擊韌性對鋼的化學成分、組織狀態、冶煉和軋制質量,以及溫度和時效等都較敏感。
3.耐疲勞性
鋼材在交變荷載反復作用下,在遠小於抗拉強度時發生突然破壞,這種破壞叫疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限或疲勞強度表示。它是指鋼材在交變荷載作用下,於規定的周期基數內不發生斷裂所能承受的最大應力。
鋼材耐疲勞強度的大小與內部組織、成分偏析及各種缺陷有關。同時鋼材表面質量、截面變化和受腐蝕程度等都影響其耐疲勞性能。
4.硬度
表示鋼材表面局部體積內,抵抗外物壓入產生塑性變形的能力,是衡量鋼材軟硬程度的一個指標。
測定鋼材硬度的方法有布氏法、洛氏法和維氏法。常用的是布氏法和洛氏法。
『叄』 鋼材有幾種強度分別是什麼
1. 屈服點(σ s) 鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。 設 Ps 為屈服點 s 處的外力,Fo 為試樣斷面積,則屈服點 σ s =Ps/Fo(MPa),MPa 稱為兆帕等於N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)
2. 屈服強度(σ 0.2) 有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材料的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等於一定值(一般為原長度的 0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ 0.2 。
3. 抗拉強度(σ b) 材料在拉伸過程中,從開始到發生斷裂時所達到的最大應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。 設Pb 為材料被拉斷前達到的最大拉力,Fo 為試樣截面面積,則抗拉強度σ b= Pb/Fo (MPa)。
4. 伸長率(δ s) 材料在拉斷後,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。
5. 屈強比(σ s/σ b) 鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為 0.6-0.65,低合金結構鋼為 0.65-0.75 合金結構鋼為 0.84-0.86。
6. 硬度 硬度表示材料抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。
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『肆』 什麼是鋼筋的屈服強度、抗拉強度、伸長率
關於鋼筋的力學性質:
1、屈服強度:是鋼筋開始喪失對變形的抵抗能力,並開始版產生大量塑性權變形時所對應的應力。(屈服強度是作為鋼材抗力的重要指標)
2、抗拉強度:指材料在外力拉力作用下,抵抗破壞的能力。(抗拉性能是鋼材的重要性能)
3、伸長率δ:指金屬材料受外力(拉力)作用斷裂時,試件伸長的長度與原來長度的百分比,它表示鋼材塑性變形能力。(伸長率是衡量鋼材塑性的一個指標。它的數值越大,表示鋼材的塑性越好)
總結:屈服點、抗拉強度、伸長率的關系:
屈服強度是結構設計時的取值依據,表示鋼材在正常工作承受的應力不超過屈服強度。屈服強度和抗拉強度的比值稱為屈服比,它反應鋼材的利用率和使用中安全可靠度;伸長率表示鋼材塑性變形能力。剛材在使用中,為避免正常受力時在缺陷處產生應力集中脆斷,要求塑性良好,即有一定的伸長率,可以使缺陷處超過屈服強度時,隨著發生塑性變形。使應力重分布,而避免鋼材提早破壞。同時常溫下將鋼材加工成一定形狀,也要求鋼材又有一定的塑性,但伸長率不能過大,否則會使鋼材在使用中超過允許的變形值。
學材料時剛學過,順便也復習一下,也希望能對你有所幫助。
『伍』 橋梁用鋼結構的強度等級和形式種類分別有哪些
強度等級包括碳素結構鋼Q235、低合金高強度結構鋼Q345、專Q370、Q390、Q420,橋梁用結構鋼Q345q、Q370q、Q390q、Q420q。
鋼結構形式主屬要包括鋼板組合梁、鋼箱組合梁、鋼桁架等。
『陸』 鋼材的設計強度是根據什麼確定的
鋼材的設計強度是根據屈服強度確定的。
屈服強度是金屬材料發生屈服現象時的屈服極限,也就是抵抗微量塑性變形的應力。對於無明顯屈服現象出現的金屬材料,規定以產生0.2%殘余變形的應力值作為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強度。
大於屈服強度的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當大於此極限的外力作用之下,零件將會產生永久變形,小於這個的,零件還會恢復原來的樣子。
標准
建設工程上常用的屈服標准有三種:
1、比例極限應力-應變曲線上符合線性關系的最高應力,國際上常採用σp表示,超過σp時即認為材料開始屈服。
2、彈性極限試樣載入後再卸載,以不出現殘留的永久變形為標准,材料能夠完全彈性恢復的最高應力。國際上通常以ReL表示。應力超過ReL時即認為材料開始屈服。
3、屈服強度以規定發生一定的殘留變形為標准,如通常以0.2%殘留變形的應力作為屈服強度,符號為Rp0.2。
(6)通常鋼材選用什麼強度擴展閱讀
1、能力不同
抗拉強度是抵抗最大變形的能力,屈服強度是抵抗起始變形的能力。
2、獲取形式不同
抗拉強度是通過單向拉伸試驗獲得的金屬材料力學性能指標。
屈服強度是通過對金屬材料施壓來獲得金屬材料力學性能指標。
3、意義不同
抗拉強度的意義:
σb標志韌性金屬材料的實際承載能力,但這種承載能力僅限於光滑試樣單向拉伸的受載條件,而且韌性材料的σb不能作為設計參數,因為σb對應的應變遠非實際使用中所要達到的。
如果材料承受復雜的應力狀態,則σb就不代表材料的實際有用強度。由於σb代表實際機件在靜拉伸條件下的最大承載能力,且σb易於測定,重現性好,所以是工程上金屬材料的重要力學性能標志之一,廣泛用作產品規格說明或質量控制指標。
屈服強度的意義:
屈服強度不僅有直接的使用意義,在工程上也是材料的某些力學行為和工藝性能的大致度量。例如材料屈服強度增高,對應力腐蝕和氫脆就敏感;材料屈服強度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服強度是材料性能中不可缺少的重要指標。
參考資料來源:網路-屈服強度
參考資料來源:網路-抗拉強度
『柒』 衡量鋼材力學性能的常用指標有哪
鋼材的力學性能是指標准條件下鋼材的屈服強度、抗拉強度、伸長率、冷彎性能和沖擊韌性等,也稱機械性能。
1. 屈服強度
鋼材單向拉伸應力—應變曲線中屈服平台對應的強度稱為屈服強度,也稱屈服點,是建築鋼材的一個重要力學特徵。屈服點是彈性變形的終點,而且在較大變形范圍內應力不會增加,形成理想的彈塑性模型。低碳鋼和低合金鋼都具有明顯的屈服平台,而熱處理鋼材和高碳鋼則沒有。
2. 抗拉強度
單向拉伸應力—應變曲線中最高點所對應的強度,稱為抗拉強度,它是鋼材所能承受的最大應力值。由於鋼材屈服後具有較大的殘余變形,已超出結構正常使用范疇,因此抗拉強度只能作為結構的安全儲備。
3. 伸長率
伸長率是試件斷裂時的永久變形與原標定長度的百分比。伸長率代表鋼材斷裂前具有的塑性變形能力,這種能力使得結構製造時,鋼材即使經受剪切、沖壓、彎曲及捶擊作用產生局部屈服而無明顯破壞。伸長率越大,鋼材的塑性和延性越好。
屈服強度、抗拉強度、伸長率是鋼材的三個重要力學性能指標。鋼結構中所有鋼材都應滿足規范對這三個指標的規定。
4. 冷彎性能
根據試樣厚度,在常溫條件下按照規定的彎心直徑將試樣彎曲180°,其表面無裂紋和分層即為冷彎合格。冷彎性能是一項綜合指標,冷彎合格一方面表示鋼材的塑性變形能力符合要求,另一方面也表示鋼材的冶金質量(顆粒結晶及非金屬夾雜等)符合要求。重要結構中需要鋼材有良好的冷、熱加工工藝性能時,應有冷彎試驗合格保證。
5. 沖擊韌性
沖擊韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力,它用鋼材斷裂時所吸收的總能量來衡量。單向拉伸試驗所表現的鋼材性能都是靜力性能,韌性則是動力性能。韌性是鋼材強度、塑性的綜合指標,韌性越低則發生脆性破壞的可能性越大。韌性值受溫度影響很大,當溫度低於某一值時將急劇下降,因此應根據相應溫度提出要求。
『捌』 鋼筋等級
鋼筋等級:
舊一級、二級、三級鋼筋是一、二、三級鋼筋是國家根據社會生產需要而制訂出的內材料標准,它的容屈服強度、極限強度、延伸率、冷彎、及可焊性均有很大的不同,不同級別的鋼筋使用位置也有很大的一同。通常稱HPB235為一級鋼筋,HRB335為二級鋼筋,HRB400和RRB400為三級鋼筋。
每種鋼筋的強度標准值(=屈服強度)、設計值是不一樣的。
一級:HPB235 標准值235MPa設計值210MPa
二級:HRB335標准值335MPa設計值300MPa
三級:HRB400標准值400MPa設計值360MPa
四級:RRB400標准值400MPa設計值360MPa
現在,直接就是用鋼筋的屈服強度表示
HPB300 HRB400 HRB500
這樣表示的,當然抗震構件中用的帶E鋼筋就是HPB300E 諸如此類。