鋼材的力學性能和工藝性能各是什麼

② 從鋼材的力學性能和工藝性能要求,分析如何評定建築鋼材的質量.

建築鋼材的力學性能有：抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性
建築鋼材的工藝性能有：冷彎性能、可焊性能

1. 抗拉性能

低碳鋼拉伸時的應力－應變圖 硬鋼應力－應變圖

抗拉性能是建築鋼材最重要的力學性能。鋼材受拉時，在產生應力的同時，相應地產生應變。應力和應變的關系反映出鋼材的主要力學特徵。從低碳鋼（軟鋼）的應力-應變關系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經歷了四個階段：彈性階段（OA）、屈服階段(AB)、強化階段(BC)和頸縮階段(CD)。

⑴ 彈性階段

在圖中OA段，應力較低，應力與應變成正比例關系，卸去外力，試件恢復原狀，無殘余形變，這一階段稱為彈性階段。彈性階段的最高點（A點）所對應的應力稱為彈性極限，用σp表示，在彈性階段，應力和應變的比值為常數稱為彈性模量，用E表示，即E=σ/ε。

⑵ 屈服階段

當應力超過彈性極限後，應變的增長比應力快，此時，除產生彈性變形外，還產生塑性變形。當應力達到B上點時，即使應力不再增加，塑性變形仍明顯增長，鋼材出現了「屈服」現象，這一階段稱為屈服階段。在屈服階段中，應力會有波動，出現上屈服點（B上）和下屈服點(B下)。由於下屈服點比較比較穩定且容易測定，因此，採用下屈服點對應的應力作為鋼材的屈服極限（σS）或屈服強度。

鋼材受力達到屈服強度後，變形迅速增長，盡管尚未斷裂，已不能滿足使用要求，故結構設計中以屈服強度作為容許應力取值的依據。

⑶ 強化階段

在鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進一步發展，鋼材抵抗外力的能力重新提高，在應力－應變圖上，曲線從B點開始上升直至最高點C，這一過程稱為強化階段；

對應於最高點C的應力稱為抗拉強度（σb）。它是鋼材所承受的最大拉應力。常用低碳鋼的抗拉強度為375～500MPa。

條件屈服點： 某些合金鋼或含碳量高的鋼材（如預應力混凝土用鋼筋和鋼絲）具有硬鋼的特點，其抗拉強度高，無明顯屈服階段，伸長率小。

故採用產生殘余變形為0.2％原標距長度時的應力作為屈服強度，稱為條件屈服點，用δ0.2表示。

強屈比：抗抗拉強度與屈服強度之比（強屈比）σb/σS，是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高，但是，強屈比太大，鋼材強度的利用率偏低，浪費材料。鋼材的強屈比一般不低於1.2，用於抗震結構的普通鋼筋實測的強屈比應不低於1.25。

⑷ 頸縮階段

在鋼材達到C點後，試件薄弱處的斷面將顯著減小，塑性變形急劇增加，產生「頸縮」現象而斷裂（圖8－3）。

鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面收縮率來表示。

伸長率：將拉斷後試件拼合起來，測量出標距長度l1,l1與試件受力前的原標距l0之差為塑性變形值，它與原標距l0之比為伸長率δ，按下式計算：
式中 δ——伸長率；

l0——試件原始標距長度，mm；

l1——斷裂試件拼合後標距長度，mm；

斷面收縮率：是指斷口處的面積收縮量與原面積之比
試件拉伸前和斷裂後標距的長度

2.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，以試驗時的彎曲角度α和彎心直徑d為指標表示。

鋼材的冷彎試驗是通過直徑(或厚度)為a的試件，採用標准規定的彎心直徑d（d = na，n為整數），彎曲到規定的角度時（180°或90°），檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現象。若沒有這些現象則認為冷彎性能合格。鋼材冷彎時的彎曲角度α越大，d/a越小，則表示冷彎性能越好。

3. 沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態的金屬試樣在沖擊負荷作用下折斷時的沖擊吸收功。鋼材的沖

擊韌性與鋼材的化學成分、組織狀態，以及冶煉、加工都有關系。例如，鋼材中磷、硫含量較高，存在偏析、非金屬夾雜物和焊接中形成的微裂紋等都會使沖擊韌性顯著降低。

沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是：開始下降緩和，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種性質稱為鋼材的冷脆性；

4. 耐疲勞性

受交變荷載反復作用時，鋼材在應力低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成災難性的事故。

在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應力值隨應力循環次數的增加而降低。鋼材在無窮次交變荷載作用下而不至引起斷裂的最大循環應力值，稱為疲勞強度極限，實際測量時常以2×106次應力循環為基準。一般來說，鋼材的抗拉強度高，其疲勞極限也較高。

5.焊接性能

焊接是把兩塊金屬局部加熱，並使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態，而牢固的連接起來。它是鋼結構的主要連接形式。建築工程的鋼結構中，焊接結構要佔90％以上。
鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區不產生裂紋及硬脆傾向，焊接後鋼材的力學性能，特別是強度不低於原有鋼材的強度。
鋼材的化學成分對鋼材的可焊性有很大的影響。隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質元素含量的提高，鋼材的可焊性降低。鋼材的含碳量超過0.25%時，可焊性明顯降低；硫含量較多時，會使焊口處產生熱裂紋，嚴重降低焊接質量。

③ 鋼材的力學性能有哪些

力學性能是鋼材最重要的使用性能，包括抗拉性能、塑性、韌性及硬度等。
(1)抗拉性能。表示鋼材抗拉性能的指標有屈服強度、抗拉強度、屈強比、伸長率、斷面收縮率。
屈服是指鋼材試樣在拉伸過程中，負荷不再增加，而試樣仍繼續發生變形的現象。發生屈服現象時的最小應力，稱為屈服點或屈服極限，在結構設計時，一般以屈服強度作為設計依據。
抗拉強度是指試樣拉伸時，在拉斷前所承受的最大荷載與試樣原橫截面面積之比。
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。
伸長率是指金屬材料在拉伸時，試樣拉斷後，其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比；斷面收縮率是指金屬試樣拉斷後，其縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比。伸長率和斷面收縮率越大，鋼材的塑性越好。
(2)冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下抵抗彎曲變形的能力，表示鋼材在惡劣條件下的塑性。鋼材按規定的彎曲角度a和彎心直徑d彎曲後，通過檢查彎曲處的外面和側面有無裂紋、起層或斷裂等進行評定。
通過冷彎可以揭示鋼材內部的應力、雜質等缺陷，還可用於鋼材焊接質量的檢驗，能揭示焊件在受彎面的裂紋、雜質等缺陷。
(3)沖擊韌性。沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力，即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak，單位為焦耳(J)。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材質量的一項指標，特別對經常承受荷載沖擊作用的構件，如重量級的吊車梁等，要經過沖擊韌性的鑒定。沖擊韌性越大，表明鋼材的沖擊韌性越好。
(4)硬度。硬度是指金屬抵抗硬物體壓人其表面的能力，硬度不是一個單純的物理量，而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標。
硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法為布氏硬度，是用一定直徑的球體（鋼球或硬質合金球），以相應的試驗力壓人試樣表面，經規定的保持時間後，卸除試驗力，測表面壓痕直徑計算其硬度值。
(5)疲勞破壞。鋼材在交變應力作用下，應力在遠低於靜荷載抗拉強度的情況下突然破壞，甚至在低於靜荷載屈服強度時即發生破壞，這種破壞稱為疲勞破壞。鋼材疲勞破壞的應力指標用疲勞強度（或稱疲勞極限）來表示，它是指試件在交變應力的作用下，不發生疲勞破壞的最大應力值。一般把鋼材承受交變荷載1×107周次時不發生破壞所能承受的最大應力作為疲勞強度。設計承受交變荷載且需進行疲勞驗算的結構時，應當了解所用鋼材的疲勞強度。

④ 請問一下鋼結構的力學性能是什麼

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。

⑤ 鋼材的主要性能包括什麼內容

鋼材的性能主要來有三個方面源，即力學性能、化學性能和物理性能。
常規力學性能主要是指強度、硬度、塑性、韌性等；化學性能是指抗氧化能力、耐腐蝕能力等；物理性能是有導電性、導熱性、密度、熔點等。
鋼材的性能是根據使用要求來確定的，一般鋼材主要要求力學性能；如果用於耐腐蝕場合就要考慮化學性能；再如果是用於製作導電、或導熱的零件，就還要考慮物理性能了。

⑥ 鋼材的三項主要力學性能

鋼材的主要性能包括力學性能和工藝性能。其中力學性能是鋼材最重要的使用性能，包括拉伸性能、沖擊性能、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括彎曲性能和焊接性能等。
（1）拉伸性能
反映建築鋼材拉伸性能的指標，包括屈服強度、抗拉強度和伸長率。屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。抗拉強度與屈服強度之比（強屈比）是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高；但強屈比太大，鋼材強度利用率偏低，浪費材料。
鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的性能，稱為塑性。在工程應用中，鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率是鋼材發生斷裂時所能承受永久變形的能力。伸長率越大，說明鋼材的塑性越大。試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比的百分比即為斷後伸長率。對常用的熱軋鋼筋而言，還有一個最大力總伸長率的指標要求。
預應力混凝土用高強度鋼筋和鋼絲具有硬鋼的特點，抗拉強度高，無明顯的屈服階段，伸長率小。由於屈服現象不明顯，不能測定屈服點，故常以發生殘余變形為0.2%原標距長度時的應力作為屈服強度，稱條件屈服強度，用σ0.2表示。
（2）沖擊性能
沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼的化學成分及冶煉、加工質量都對沖擊性能有明顯的影響。除此以外，鋼的沖擊性能受溫度的影響較大，沖擊性能隨溫度的下降而減小；當降到一定溫度范圍時，沖擊值急劇下降，從而可使鋼材出現脆性斷裂，這種性質稱為鋼的冷脆性，這時的溫度稱為脆性臨界溫度。脆性臨界溫度的數值愈低，鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以，在負溫下使用的結構，應當選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。
（3）疲勞性能
受交變荷載反復作用時，鋼材在應力遠低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成災難性的事故。鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關，一般抗拉強度高，其疲勞極限也較高。