鋼材的破壞形式有什麼

⑴ 鋼材有哪幾種主要的破壞形式與其化學成分和組織構造有何關系

金屬材料與熱處理書籍上有
碳：存在於所有的鋼材，是最重要的硬化元素。有助於增加鋼材的強度，我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳，也成為高碳鋼。

磷是鋼中有害雜質之一。含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂，稱為「冷脆」。鋼中含碳越高，磷引起的脆性越嚴重。一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045％，優質鋼要求含磷更少。

硫在鋼中偏析嚴重，惡化鋼的質量。在高溫下，降低鋼的塑性，是一種有害元素，它以熔點較低的FeS的形式存在。

鉻：增加耐磨損性，硬度，最重要的是耐腐蝕性，擁有13%以上的認為是不銹鋼。盡管這么叫，如果保養不當，所有鋼材都會生銹。

錳：重要的元素，有助於生成紋理結構，增加堅固性，和強度、及耐磨損性。

鉬：碳化作用劑，防止鋼材變脆，在高溫時保持鋼材的強度，出現在很多鋼材中。

鎳：保持強度、抗腐蝕性、和韌性。

硅：有助於增強強度。和錳一樣，硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度。

鎢：增強抗磨損性。將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼。

釩：增強抗磨損能力和延展性。一種釩的碳化物用於製造條紋鋼。在許多種鋼材中都含有釩。

⑵ 鋼結構材料的破壞形式有哪幾種破壞特點

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種：
（1）塑性破壞：塑性變形很大，經歷時間又較長的破壞稱塑性破壞。斷裂時斷口與作用力方向呈45°，且呈纖維狀，色澤發暗；
（2）脆性破壞：幾乎不出現塑性變形的突然破壞稱脆性破壞。斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大，必須加以重視。

⑶ 受壓構件破壞類型及特徵

脆性破壞，塑性破壞。
1、脆性破壞：這種破壞形式主要發生在軸心受壓或小偏心受壓構件中。在鋼材的破壞過程中，基本沒有出現明顯的塑性變形，抗剪承載力較低，失穩前沒有預警。因此，這種破壞形式常常是突然發生的，破壞後構件的斷面會縮小，且邊緣會有不平整的剪切斜孔。
2、塑性破壞：塑性破壞是另一種常見的受壓構件破壞類型。發生在長柱的大偏心受壓破壞或者短柱的受壓破壞中。在破壞過程中，材料經歷了明顯的塑性變形，且具有延性破壞特徵，即構件在破壞前會出現明顯的撓曲變形。

⑷ 鋼結構材料的破壞形式有哪幾種破壞特點

1、結構的塑性破壞：隨著荷載的不斷增加，結構構件截面上的內力達到截面的極限承載力時，結構將形成機構，喪失承載能力而破壞。由於結構鋼材的延性性能好，在超靜定結構中，一個截面形成塑性鉸並不標志結構喪失承載能力，可以利用其延性特徵，即內力塑性重分布，這樣結構在破壞時會出現明顯變形，容易被察覺和採取措施防止破壞。

2、結構的疲勞破壞：鋼結構和鋼構件在連續反復荷載作用下會發生疲勞破壞，主要分為裂紋的擴展和最後斷裂兩個階段。裂紋的擴展是十分緩慢的，而斷裂是裂紋擴展到一定尺寸時瞬間完成的。在裂紋擴展部分，斷口因經反復荷載頻繁作用的磨合，表面光滑，而瞬間斷裂的裂口部分比較粗糙並呈顆粒狀，具有脆性斷裂的特徵。

3、結構的脆性斷裂破壞：結構的脆性斷裂破壞前通常結構沒有明顯徵兆，如異樣和明顯的變形等，脆性斷裂破壞時，荷載可能很小，甚至沒有外荷載作用。脆性斷裂一般突然發生，瞬間破壞，來不及補救，結構破壞的危險性大。

4、結構的整體失穩破壞：結構整體失穩破壞是結構所承受的外荷載尚未達到按強度計算達到的結構強度破壞荷載時，結構已不能承載並產生較大的變形，整個結構偏離原來的平衡位置而碾壞。鋼構件的整體失穩因截面形式的不同和受力狀態的不同可以有各種形式。

5、結構的局部失穩破壞：結構和構件局部失穩是指結構和構件在保持整體穩定的條件下，結構中的局部構件或構件中的板件在外荷載的作用下而失去穩定。這些局部構件在結構中可以是受壓的柱和受彎的梁;在構件中可以是受壓的翼緣板和受壓的腹板。當發生局部失穩時，一般整個結構或構件並不會完全喪失承載能力，具有屈曲後強度。

鋼結構材料的破壞特點：

鋼結構設計的目的是滿足各種功能要求，應做到技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量。這些要求都必須在鋼結構不發生破壞的情況下才能做到。因此設計者只有對鋼結構可能發生的各種破壞形式有十分清楚的了解，才能採取有效的措施來防止任一種破壞形式的發生。

鋼結構的破壞主要是由材料破壞和結構本身的失穩破壞引起。材料破壞引起的主要有結構的塑性破壞、脆性斷裂破壞和疲勞破壞。失穩破壞主要有結構的整體失穩和局部失穩破壞。

⑸ 鋼結構學習相關問題匯總

1、建築鋼材有兩種可能的破壞形式
塑性破壞和脆性破壞，二者的特徵可從塑性變形、名義應力、斷口形式三方面來理解。影響脆性破壞的因素有有害化學元素、冶金缺陷等，但總的來看，鋼材的質量、應力集中和低溫的影響比較大。防止脆性破壞必須合理設計、正確製造和正確使用三者的相互配合。
2、鋼材的σ－ε曲線在下列標准條件下獲得的：
Ⅰ）標准試件（無應力集中）；Ⅱ）靜荷載一次拉伸到破壞；Ⅲ）試驗溫度為20°C。按建築鋼材的σ－ε曲線其工作可分為彈性、彈塑性、塑性和強化四個階段，並將其簡化成理想彈塑性體。從拉伸試驗得到抗拉強度fu、屈服強度fy、伸長率δ5三個鋼材基本性能指標，fu、fy是靜力強度指標，δ5是鋼材在靜荷載作用下塑性性能指標。承重結構鋼材都應具有這三個指標合格的保證，對重要或需要冷加工的構件，其鋼材尚應具有冷彎試驗的合格保證。
3、沖擊韌性Cv
沖擊韌性Cv是表示鋼材在動力荷載作用下抵抗脆性斷裂能力指標，對直接承受較大動力荷載的結構應提出相應沖擊韌性要求。
4、應力
鋼材在靜荷載作用下，單向應力時，要求截面最大應力不超過屈服點；復雜應力狀態時，要求折算應力δeq不超過fy。
5、理解各種因素對鋼材性能的不利影響
對化學成分要分清有利元素和有害元素，應特別注意碳、硫、磷的影響。重視應力集中產生的影響，其後果是導致局部產生雙向或三向受拉的應力狀態，使鋼材變脆。應通過合理的構造措施（如平緩過度）盡量避免應力集中。
6、正確選擇鋼材和提出合理指標要求
規范推薦Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq鋼為承重結構鋼，理解它們牌號的表示方法，冶金工廠對材質應保證的項目和能附加保證的項目，掌握根據設計結構的具體條件正確選擇鋼材和提出合理指標要求的方法。
附：鋼結構牌號
GB/T5613-1995標准中對鑄鋼規定了兩種牌號表示方法1）以屈服強度和抗拉強度力學性能為主的牌號表示方法，如ZG200-400等。ZG是代表鑄鋼的符號，200和400分別是屈服強度和抗拉強度的最低值（ MPa）.2)以化學成分為主的牌號表示方法，如ZG20Cr13等。Cr為鉻元素符號，20為平均碳含量（以萬分之幾計），13為鉻平均含量（質量分數）（％）。另加一些字母和符號分別表示不同的含義，如ZD345―570為一般工程與結構用低合金鑄鋼；ZG200―400H為焊接結構有用碳素鑄鋼；ZGMn 13為鑄鋼。
拓展
鋼結構用鋼主要有兩種：低碳素結構鋼和低合金高強度結構鋼。低合金高強結構鋼的牌號最低由Q295開始，而碳素結構鋼最高的牌號是Q275截止，盡管對公稱屈服點的含義解釋相同，但數值並無重復且恰好銜接。1、碳素結構鋼的牌號為：Q×××（A~D）+脫氧方式。其中Q×××表示屈服強度；A~D表示沖擊韌性質量等級由底到高；在灌注過程中，由脫氧程度不同分鎮靜鋼〖TZ、Z〗，半鎮靜鋼〖b〗，沸騰鋼〖F〗。對於Q235來說，A、B兩級可以是(Z、b、F)，C級只能是(Z)，D級只能是(TZ)。2、低合金高強度結構鋼：在冶煉過程中添加少量幾種合金元素，使鋼的強度明顯提高，其中合金含量低於5%，故稱為低合金高強度結構鋼；牌號表示與碳素結構鋼相同，質量等級按沖擊韌性分為 A~E 5個等級。低合金高強度結構鋼的A、B級為鎮靜鋼，C、D、E級為特殊鎮靜鋼。3、合金結構鋼：包括優質鋼、高級優質鋼和特級優質鋼；合金結構鋼的牌號共77個，按主加合金元素劃分為24個鋼組。
牌號含義：合金結構鋼的牌號由數字和合金元素化學符號組成。數字表示此鋼平均含碳量是萬分之幾；繼後的化學符號代表所加的合金元素，並後綴此元素平均含量的代表數碼（對各合金元素平均含量代碼的規定：當小於1.5%時一般不寫，但當如此表示發生牌號雷同時須將合金元素含量高的後邊標1，以示區別；當含量為1.5%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%時分別寫出2、3、4標示，含量再高時，以此類推）。
質量等級標記：在鋼的牌號末尾應將所屬冶金質量劃定的等級按規定加註標記，優質鋼不加、高級優質鋼加 A 、特級優質鋼加 E。
鋼材選擇時要做到結構安全可靠，同時用材經濟合理。影響鋼材選擇的因素：1、結構或構件的重要性；2、荷載性質（靜載or動載）；3、連接方法（焊接、鉚接or螺栓連接）；4、工作條件（溫度or腐蝕介質）對於重要結構、直接承受動荷載、處於低溫條件下的結構及焊接結構，應選用質量較高的鋼材。
輕鋼與重鋼的區別？
首先，沒有輕鋼的叫法，輕鋼相對於普鋼。
輕型鋼結構是一個很模糊的概念，沒有嚴格的定義。判定結構為普鋼與輕鋼結構確實沒有一個統一的標准，很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數據綜合考慮並加以判斷：1、廠房行車起吊重量：大於等於25噸，可以認為為普鋼結構了。2、每平米用鋼量：大於等於50KG/M2，可認為是普鋼結構。3、主要構件鋼板厚度：大於等於10MM，輕鋼結構用的較少。另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構件重量，最大跨度，結構形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為普鋼或輕鋼時可以提供經驗數據，當然現在很多建築都是輕、普鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說是普鋼，如：石化廠房設施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結構。普通鋼結構的范圍很廣，可以包含各種鋼結構，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結構的許多內容，輕型房屋鋼結構技術規程只是針對其「輕」的特點而規定了一些更具體的內容，而且范圍只局限在單層門式剛架。輕型鋼結構是一個很模糊的概念，沒有嚴格的定義。一般可以有兩種理解。一種是現行《鋼結構設計規范》中第十一章「圓鋼、小角鋼的輕型鋼結構」，是指用圓鋼和小於L45×4和L56×36×4的角鋼製作的輕型鋼結構，主要在鋼材缺乏年代時用於不宜用鋼筋混凝土結構製造的小型結構，現已基本上不大採用，所以這次鋼結構設計規范修訂中已基本上傾向去掉。另一種是《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》所規定的具有輕型屋蓋和輕型外牆的單層實腹門式剛架結構，這里的輕型主要是指圍護是用輕質材料。由此可見，輕鋼與普鋼之分不在結構本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結構設計概念上還是一致的。
H型鋼與工字鋼的區別
1、工字型鋼主要不論是普通型還是輕型的，由於截面尺寸均相對較高、較窄，故對截面兩個主袖的慣性矩相差較大*因此，一般僅能直接用於在其腹板平面內受彎的構件或將其組成格構式受力構件。對軸心受壓構件或在垂直於腹板平面還有彎曲的構件均不宜採用，這就使其在應用范圍上有著很大的局限
2、 H型鋼屬於高效經濟裁面型材(其它還有冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板等)，由於截面形狀合理，它們能使鋼材更高地發揮效能，提高承裁能力。不同於普通工字型的是H型鋼的翼綉進行了加寬，且內、外表面通常是平行的，這樣可便於用高強度螺桂和其他構件連接。其尺寸構成合理系列，型號齊全，便於設計選用。H型鋼的軋制不同於普通工字鋼僅用一套水平軋輥，由於其翼絛較寬且無斜度(或斜度很小)，故須增設一組立式軋輥同時進行輥軋。因此，其軋制工藝和設備都比普通軋機復雜。
總之H型鋼是工字鋼的換代產品，所以兩者在實際應用中選擇使用的標準是：盡量不用工字鋼。
熱軋和冷軋的區別
1、冷軋成型鋼允許截面出現局部屈曲，從而可以充分利用桿件屈曲後的承載力；而熱軋型鋼不允許截面發生局部屈曲。2、熱軋型鋼和冷軋型鋼殘余應力產生的原因不同，所以截面上的分布也有很大差異。冷彎薄壁型鋼截面上的殘余應力分布是彎曲型的，而熱扎型鋼或焊接型鋼截面上殘余應力分布是薄膜型。3、熱軋型鋼的自由扭轉剛度比冷軋型鋼高，所以熱軋型鋼的抗扭性能要優於冷軋型鋼。
拓展
熱軋優點熱軋的優點是可以破壞鋼錠的鑄造組織，細化鋼材的晶粒，並消除顯微組織的缺陷，從而使鋼材組織密實，力學性能得到改善。這種改善主要體現在沿軋制方向上，從而使鋼材在一定程度上不再是各向同性體；澆注時形成的氣泡、裂紋和疏鬆，也可在高溫和壓力作用下被焊合。
熱軋缺點
一是經過熱軋之後，鋼材內部的非金屬夾雜物（主要是硫化物和氧化物，還有硅酸鹽）被壓成薄片，出現分層（夾層）現象。分層使鋼材沿厚度方向受拉的性能大大惡化，並且有可能在焊縫收縮時出現層間撕裂。焊縫收縮誘發的局部應變時常達到屈服點應變的數倍，比荷載引起的應變大得多。二是不均勻冷卻造成的殘余應力。殘余應力是在沒有外力作用下內部自相平衡的應力，各種截面的熱軋型鋼都有這類殘余應力，一般型鋼截面尺寸越大，殘余應力也越大。殘余應力雖然是自相平衡的，但對鋼構件在外力作用下的性能還是有一定影響。如對變形、穩定性、抗疲勞等方面都可能產生不利的作用。
冷軋是指在常溫下，經過冷拉、冷彎、冷拔等冷加工把鋼板或鋼帶加工成各種型式的鋼材。
冷軋優點優點是成型速度快、產量高，且不損傷塗層，可以做成多種多樣的截面形式，以適應使用條件的需要；冷軋可以使鋼材產生很大的塑性變形，從而提高了鋼材的屈服點。
冷軋缺點
缺點一是雖然成型過程中沒有經過熱態塑性壓縮，但截面內仍然存在殘余應力，對鋼材整體和局部屈曲的特性必然產生影響。二是冷軋型鋼樣式一般為開口截面，使得截面的自由扭轉剛度較低。在受彎時容易出現扭轉，受壓時容易出現彎扭屈曲，抗扭性能較差。三是冷軋成型鋼壁厚較小，在板件銜接的轉角處又沒有加厚，承受局部性的集中荷載的能力弱。
相信經過以上的介紹，大家對鋼結構學習相關問題匯總也是有了一定的認識。歡迎登陸中達咨詢，查詢更多相關信息。

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