❶ 影响钢材强度的因素
宏观与矿石质量、炼钢工艺、加工工艺有关。
微观与元素含量有关,如P、S、Mo、Cr、Mn等元素有关。
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❷ 随着厚度的增加,钢材的哪些强度均下降
随着厚度的增加,钢材的抗拉强度和屈服强度均下降
因钢厂设备能力,在同等材专质的情况下,随着厚度的属增加,轧机的轧制力无法渗透到铸坯心部,造成中心部位致密度比不上表层,会存在一些缩孔、疏松等缺陷,所以随着厚度的增加,屈服和抗拉强度会下降。
❸ 哪位大神能告诉我钢材热老化和强度的关系
①钢材在常温环境中具有较高的抗拉强度,硬度也大,
②但受热温度到560℃以上时,温度上升,钢材的抗拉强度会急剧下降,
③其塑性和延展性大增而钢材的硬度也降低。
❹ 当温度达到600℃时,强度几乎降为零,完全失去了承载力,这说明钢材的
当温度达到600℃时,强度几乎降为零,完全失去了承载力,这说明钢材的(耐温)性能差。
❺ 钢材在高温下屈服强度下降的根本原因是什么,好多资料说在400度以上刚才性能急剧下降,凭什么这么说的
这个你想像一下,钢材是怎么炼出来的,那不是铁矿石通过加热,把铁熔炼出来,然后在经过一定比例别的金属的混合,才炼成的,高温下,钢材的整个质地都变软了,屈服度肯定下降
❻ 2. 什么叫钢材的疲劳钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏影响钢材疲劳强度的
什么叫钢材的疲劳?
钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成、裂纹扩展、以至钢材断裂破坏的现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
钢材的疲劳破坏属于什么性质的破坏?
对于钢材,在疲劳破坏之前并没有明显的变形,是一种突然发生的断裂,断口平直,属于反复荷载作用下的脆性破坏。
影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些?
一、工作条件
1.载荷频率:在一定范围内可以提高疲劳强度;
2.次载锻炼:低于疲劳极限的应力称为次载。金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数之后,则可以提高疲劳极限,这种次载荷强化作用称为次载锻炼。这种现象可能是由于应力应变循环产生的硬化及局部应力集中松弛的结果。
3.温度:温度降低,疲劳强度升高,温度升高,疲劳强度降低。
4.腐蚀介质:具有腐蚀性的环境介质因使金属表面产生蚀坑缺陷,将会降低材料疲劳强度而产生腐蚀疲劳。腐蚀疲劳曲线无水平线段.即不存在无限寿命的疲劳极限,只有条件疲劳极限。
二.表面状态及尺寸因素的影响
1.应力集中:机件表面的缺口应力集中,往往是引起疲劳破坏的主要原因。一般用kt表示应力集中程度,用kf和qf说明应力集中对疲劳强度的影响程度。
2.表面状态
(1)表面粗糙度:愈低,材料的疲劳极限愈高;愈高,疲劳极限愈低。材料强度愈高,表面粗糙度对疲劳极限的影响愈显著。表面加工方法不同,所得到的粗糙度不同。
(2)抗拉强度:愈高的材料,加工方法对其疲劳极限的影响愈大。因此,用高强度材料制造受循环载荷作用的机件时,其表面必须经过更加仔细的加工,不允许有*痕、擦伤或者大的缺陷,否则会使疲劳极限显著降低。
3.尺寸因素:机件尺寸对按劳强度也有较大的影响,在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。一般来说,随着机件尺寸的增大,其疲劳强度下降,这种现象称为疲劳强度尺寸效应。其大小可用尺寸效应系数表示。
三.表面强化及残余应力的影响
表面强化处理具有双重作用:提高表层强度;提供表层残余压应力,抵消一部分表层拉应力。
表面强化的方法通常有表面喷丸和滚压,表面淬火及表面化学热处理等。
四.材料成分及组织的影响
1.合金成分:合金成分是决定材料组织结构的基本要素,在各类结构工
程材料中,结构钢的疲劳强度最高,所以应用十分广泛。
在结构钢中,碳是影响疲劳强度的重要元素,当硬度>hrc40,疲劳强度随
碳的含量增加而增加。过高,疲劳强度下降。其它合金元素在钢中的作
用,主要是通过提高钢的淬透性和改善钢的强韧性来影响疲劳强度的。
2显微组织:
(1)细化晶粒能提高疲劳强度的原因,从疲劳裂纹沿晶界开裂的位错塞
积机制不难理解。另外,细化晶粒还可提高滑移形变抗力,抑制循环滑移
带的形成和开裂,增加裂纹扩展的晶界阻力,这些也都有利于提高疲劳强
度。
(2)结构钢的热处理组织有正火组织、淬火回火组织及等温淬火组织三
种类型。一般正火组织因碳化物为片状其疲劳强度最低,淬火回火组织因
碳化物为粒状其疲劳强度比正火的高.而且随着回火温度的不同,其弥散
碳化物的大小、数量及基体的强度也不同,从而疲劳强度也不同。
❼ 影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些
1、尺寸效应
材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。
2、冶金缺陷
冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大提高钢材的质量。
3、腐蚀介质
弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。
在腐蚀条件下工作的弹簧,为了保证其疲劳强度,可采用抗腐蚀性能高的材料,如不锈钢、非铁金属,或者表面加保护层,如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。
(7)钢材在什么时失去强度扩展阅读
构件截面改变越激烈,应力集中系数就越大。因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。如采用较大的过渡圆角半径,使截面的改变尽量缓慢,如果圆角半径太大而影响装配时,可采用间隔环。
既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。
设计构件外形时,应尽量避免带有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然变化处(阶梯轴),当结构需要直角时,可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中;当轴与轮毂采用静配合时,可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径,并采用圆角过渡,从而可缩小轮毂与轴的刚度差距,减缓配合面边缘处的应力集中。
一般说,构件表层的应力都很大,例如在承受弯曲和扭转的构件中,其最大应力均发生在构件的表层。同时由于加工的原因,构件表层的刀痕或损伤处,又将引起应力集中。
因此,对疲劳强度要求高的构件,应采用精加工方法,以获得较高的表面质量。特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料,其加工更需要精细。
❽ 请问温度对Q235和Q345圆钢有什么影响,在什么温度的时候的影响最大。知道的朋友指教一下,小弟不胜感激!
http://tjbbs.soufun.com/1110138303~-1~1148/7275416_7275416.htm
http://wenwen.soso.com/z/q161142859.htm
钢材的机械强度随温度的升高而降低.当钢材的温度升高到某一值,而使其失去支撑能力,这一温度值定义为该钢材的临界温度.
一般常用建筑钢材的临界温度为540℃.对于建筑物火灾,火场温度大多在800~1200
℃之间,在火灾发生的10分钟内,火场温度即可高达700℃以上.对裸露的钢构件,在这样的火灾温度下,也只有几分钟其温度就可上升到500℃而达到其临界值,进而失去承载能力,导致建筑物垮塌.因此,对钢结构进行防火保护势在必行.对钢结构进行防火保护有多种多样的形式和措施,其中使用防火涂料是一种比较理想的方法.钢结构防火涂料喷涂在钢构件表面,起防火隔热保护作用,防止钢材在火灾中迅速升温而降低强度,避免钢结构失去支撑能力而导致建筑物垮塌.早在70年代,国外对钢结构防火涂料的研究和应用就开展了积极的工作并取得了较好的成效.80年代初,国外钢结构防火涂料进入中国市场得到应用.随着我国建筑业的不断发展,各种建筑象雨后春笋,日益增多,各部门对使用钢结构防火涂料作钢材防火保护的要求也日益增加,钢结构防火涂料的研究,生产及推广应用正逐渐进入高
潮.
钢材
(1)钢材在高温下的热物理性质
①热学性质。钢材的密度。热传导率、比热、导热系数和热膨胀系数,是决定火灾条件下钢材温度上升速度和钢结构热应力的重要参数。钢材的导热系数大、比热小是被火烧以后迅速升高温度的根本原因。
②力学性质。温度升高,钢材的力学性质发生改变,变化的大小取决于温度的高低和钢材的种类。一般温度较高时,没有一个明显的屈服点,因为钢材的应力——应变曲线没有水平部分,而是继续迅速上升,直到应力超过最大值而发生断裂。预先经过冷拔或热处理等的钢材,其强度大大高于低碳钢。
③钢材的弹性模量是应力与应力引起变形的比率。它是度量钢材,抵抗变形能力的。在给定应力的条件下,钢材的弹性模量越大,变形就越小。钢材的弹性模量,一般是随着温度的增加而迅速减小。
④钢材的线胀系数是表示钢材由于加热而产生的膨胀或收缩的特性。温度升高,钢材的长度伸长,其膨胀系数是正的;缩短时,其系数是负的。各种钢材的线胀系数,根本不取决于钢的含碳量。钢随温度增加而产生的膨胀,只有在约700°C以下时才显得有些规律,而在700°C以上时钢材实际上己失去了它的所有强度。
⑤蠕变。与荷载作用到材料上去的同时,出现变形。当荷载长期作用时,变形也随时间的延长而增大。这种随时间变化的变形称为蠕变。钢材的蠕变率取决于负荷后的时间、材料的温度和材料承受的压力。由于构件类型的差别而变化很大,并且也为荷载和加热速度强烈地影响着。此外,火灾以后结构是否能继续使用,也影响允许蠕变和钢材的温度。一般说来,冷拔钢的蠕变温度比低碳钢的蠕变温度低。
(2)钢结构的临界温度
①钢梁的临界温度。一般来说,大的荷载可使工型钢梁的耐火极限降低。钢梁的破坏则必须等到整个截面全面到达屈服点,这需要较高的温度,而且还取决于其截面的形状。相对来说,超静定梁比静定梁的;临界温度要高,而且上梁底的温度一般都高于梁顶的温度。下缘和上缘的温度差可达100~200°C。当有温度梯度时,梁的承载能力将低于温度均布(上下缘平均温度)时的荷载能力。
②钢柱的临界温度。它取决于荷载和钢的性质以外,绝大部分还取决于柱子的细长比。长的柱于,在弹性变形的条件下就被压弯了。所以,在实际应用时,长柱子(入≥100)的临界温度采用520°C,短柱子(入 <100)的临界温度采用420°C。
(3)钢构件的防火保护
①钢构件的防火保护方法一般可采取设置阻火屏障、在钢构件表面浇注混凝土、用不燃材料包覆钢构件和在管材内充水,以及在钢构件表面喷涂膨胀原浆防火物、无机纤维材料、无机防火隔热涂料等方法。
②喷涂施工与质量检查。防火涂料采用特制的喷涂机械,将配好的涂料喷涂在钢构件上,根据耐火等级要求,喷涂相应的厚度。施工过程中则应注意必须按照指定机构的防火实验数据和厂家的建议进行施工。喷涂前要清除构件表面的油污、灰尘及其它影响粘附力的物质,并把安装在构件上的吊架、支撑等先安装好,而导线、气管、水管等要在喷涂后再安装。为了保证质量,常要由专门培训的人员施工,由消防监督机关会同施工单位抽样检测、验收。
钢材的物理性质:钢材在正温范围内,温度约在200℃以上时,随着温度的升高,钢材的抗拉强度、屈服点和弹性
模量都有变化,总的趋势是强度降低、塑性增大;温度在250℃左右,钢材的抗拉强度略有提高,而塑性却降低,因而
钢材呈现脆性,在此区域对钢材再加热,钢材可能产生裂逢。此外,当温度达到250-350℃范围内时。钢材将产生徐变
现象,钢材的性能受到不同程度的损伤。据一些专家对钢材进行温度试验分析,当钢材在升温1h,恒温加热1小时后进
行检测,结果是有屈服台阶的16Mn钢筋在900℃以下时的强度和延伸率变化很小,温度达到1000℃时,钢材强度下降10
%;无屈服台阶的冷拔低碳钢丝经过2h升温至600℃以下,则强度受到影响不大;而温度在600℃以上时的极限强度下降
达40%。据有关专家对大多数火灾事故现场中构件钢筋的测试结果表明,混凝土保护层爆落的预应力板钢丝受热温度超
过600℃,梁柱构件钢筋温度低于600℃,因而,在一般情况下,火灾对钢筋的影响较比混凝土小,对于I、II级钢筋在
温度达到900℃以上时才有明显的影响,由于钢筋构件混凝土保护层的作用,通常构件中的钢筋温度低于此值,可以说
火灾一般对I、II级钢筋的影响不很大。但是,在600℃以上的高温却使冷却后的冷拔低碳钢丝强度大幅下降40%左右,
从中可以说明火灾对预应力钢筋混凝土板的影响较大,由于建筑荷载大部分承重在板上,从而破坏结构的整体性,造成
更大的危害。
❾ 影响钢材强度因素有哪些
(1)由于某种因素的影响而使钢材强度提高,塑性、韧性下降,增加脆性的现象称之为硬化现象。一般为重复荷载作用下弹性极限提高(进入塑性阶段后发生)。
(2)冷加工时(常温进行弯折、冲孔剪切等),钢材发生塑性变形从而使钢材变硬的现象称之为冷作硬化。
(3)钢材中的C、N,随着时间的增长和温度的变化,而形成碳化物和氮化物,使钢材变脆的“老化”现象称之为时效硬化。
2、温度的影响
(1)正温影响
总体影响规律为温度上升,钢材的强度降低,塑性、韧性提高,温度达450-600℃左右时,钢材的强度几乎降至为零,而塑性、韧性极大,易于进行热加工,此温度称之为热煅温度。
需要说明:钢材在250℃左右时,强度提高,塑性、韧性下降,钢材表面呈蓝色,这一现象称之为蓝脆现象。钢材在200℃以上时应采取隔热措施。
(2)负温影响
随着温度的降低钢材的强度提高,塑性、韧性降低,脆性增大,称之为低温冷脆,当温度降至某一特定温度时钢材的脆性急剧增大,称此温度点为转脆温度。
3、生产工艺的影响
(1)冶炼过程主要控制化学成分。
(2)浇铸的影响主要为脱氧方法:沸腾钢用Mn为脱氧剂,时间快,价格低,质量差;镇静钢用Si为脱氧剂,时间慢,价格高,质量好。
(3)反复的轧制可使得钢材规格变小,改善钢材的塑性,同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合,使金属晶体组织密实,晶粒细化,消除纤维组织缺陷,使钢材的力学性能提高。同一牌号的钢材,厚度或直径越小,强度越高。