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钢材属于力学什么的

发布时间:2024-03-16 14:06:58

钢材的力学性能有哪些

力学性能是钢材最重要的使用性能,包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。
(1)抗拉性能。表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。
屈服是指钢材试样在拉伸过程中,负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象。发生屈服现象时的最小应力,称为屈服点或屈服极限,在结构设计时,一般以屈服强度作为设计依据。
抗拉强度是指试样拉伸时,在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6~0.65,低合金结构钢为0.65~0.75,合金结构钢为0.84~0.86。
伸长率是指金属材料在拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比;断面收缩率是指金属试样拉断后,其缩颈处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比。伸长率和断面收缩率越大,钢材的塑性越好。
(2)冷弯性能。冷弯性能是指钢材在常温下抵抗弯曲变形的能力,表示钢材在恶劣条件下的塑性。钢材按规定的弯曲角度a和弯心直径d弯曲后,通过检查弯曲处的外面和侧面有无裂纹、起层或断裂等进行评定。
通过冷弯可以揭示钢材内部的应力、杂质等缺陷,还可用于钢材焊接质量的检验,能揭示焊件在受弯面的裂纹、杂质等缺陷。
(3)冲击韧性。冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用而不破坏的能力。
工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力,即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak,单位为焦耳(J)。钢材的冲击韧性是衡量钢材质量的一项指标,特别对经常承受荷载冲击作用的构件,如重量级的吊车梁等,要经过冲击韧性的鉴定。冲击韧性越大,表明钢材的冲击韧性越好。
(4)硬度。硬度是指金属抵抗硬物体压人其表面的能力,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。
硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法为布氏硬度,是用一定直径的球体(钢球或硬质合金球),以相应的试验力压人试样表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,测表面压痕直径计算其硬度值。
(5)疲劳破坏。钢材在交变应力作用下,应力在远低于静荷载抗拉强度的情况下突然破坏,甚至在低于静荷载屈服强度时即发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏。钢材疲劳破坏的应力指标用疲劳强度(或称疲劳极限)来表示,它是指试件在交变应力的作用下,不发生疲劳破坏的最大应力值。一般把钢材承受交变荷载1×107周次时不发生破坏所能承受的最大应力作为疲劳强度。设计承受交变荷载且需进行疲劳验算的结构时,应当了解所用钢材的疲劳强度。

㈡ 请问一下钢结构的力学性能是什么

钢材的力学性能是指标准条件下钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性等,也称机械性能。

1. 屈服强度
钢材单向拉伸应力—应变曲线中屈服平台对应的强度称为屈服强度,也称屈服点,是建筑钢材的一个重要力学特征。屈服点是弹性变形的终点,而且在较大变形范围内应力不会增加,形成理想的弹塑性模型。低碳钢和低合金钢都具有明显的屈服平台,而热处理钢材和高碳钢则没有。
2. 抗拉强度
单向拉伸应力—应变曲线中最高点所对应的强度,称为抗拉强度,它是钢材所能承受的最大应力值。由于钢材屈服后具有较大的残余变形,已超出结构正常使用范畴,因此抗拉强度只能作为结构的安全储备。
3. 伸长率
伸长率是试件断裂时的永久变形与原标定长度的百分比。伸长率代表钢材断裂前具有的塑性变形能力,这种能力使得结构制造时,钢材即使经受剪切、冲压、弯曲及捶击作用产生局部屈服而无明显破坏。伸长率越大,钢材的塑性和延性越好。
屈服强度、抗拉强度、伸长率是钢材的三个重要力学性能指标。钢结构中所有钢材都应满足规范对这三个指标的规定。
4. 冷弯性能
根据试样厚度,在常温条件下按照规定的弯心直径将试样弯曲180°,其表面无裂纹和分层即为冷弯合格。冷弯性能是一项综合指标,冷弯合格一方面表示钢材的塑性变形能力符合要求,另一方面也表示钢材的冶金质量(颗粒结晶及非金属夹杂等)符合要求。重要结构中需要钢材有良好的冷、热加工工艺性能时,应有冷弯试验合格保证。
5. 冲击韧性
冲击韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力,它用钢材断裂时所吸收的总能量来衡量。单向拉伸试验所表现的钢材性能都是静力性能,韧性则是动力性能。韧性是钢材强度、塑性的综合指标,韧性越低则发生脆性破坏的可能性越大。韧性值受温度影响很大,当温度低于某一值时将急剧下降,因此应根据相应温度提出要求。

㈢ 钢材力学性质有哪些

屈服强度和抗拉强度。

钢材的技术性质——力学性能
1.抗拉性能
抗拉性能是钢材最主要的技术性能,通过拉伸试验可以测得屈服强度、抗拉强度和伸长率,这些是钢材的重要技术性能指标。
低碳钢的抗拉性能可用受拉时的应力一应变图来阐明。
低碳钢从受拉到拉断,经历了如下四个阶段:
(1)弹性阶段
oa为弹性阶段。在oa范围内,随着荷载的增加,应力和应变成比例增加。如卸去荷载,则恢复原状,这种性质称为弹性。oa是一直线,在此范围内的变形,称为弹性变形。a点所对应的应力称为弹性极限,用σP表示。在这一范围内,应力与应变的比值为一常量,称为弹性模量,用E表示,即 。弹性模量反映了钢材的刚度。是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。碳素结构钢Q235的弹性模量E=(2.0~2.1)×105MPa,弹性极限σP=(180~200)MPa。
(2)屈服阶段
ab为屈服阶段。在ab曲线范围内,应力与应变不能成比例变化。应力超过σP后,即开始产生塑性变形。应力到达Reh之后,变形急剧增加,应力则在不大的范围内波动,直到b点止。Reh点是上屈服强度,ReL点是下屈服强度,ReL也可称为屈服极限,当应力到达ReL时,钢材抵抗外力能力下降,发生“屈服”现象。ReL是屈服阶段应力波动的次低值,它表示钢材在工作状态允许达到的应力值,即在ReL之前,钢材不会发生较大的塑性变形。故在设计中一般以下屈服强度作为强度取值的依据。碳素结构钢Q235的ReL应不小于235MPa。
(3)强化阶段
bc为强化阶段。过b点后,抵抗塑性变形的能力又重新提高,变形发展速度比较快,随着应力的提高而增加。对应于最高点C的应力,称为抗拉强度,用Rm表示, (Fm为c点时荷载,S0为试件受力截面面积)。
抗拉强度不能直接利用,但下屈服强度和抗拉强度的比值(即屈强比ReL/Rm)却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小,表明材料的安全性和可靠性越高,材料不易发生危险的脆性断裂。如果屈强比太小,则利用率低,造成钢材浪费。碳素结构钢Q235的Rm应不小于375MPa,屈强比在0.58~0.63之间。
对于在外力作用下屈服现象不明显的硬钢类,规定产生残余变形为0.2%L0时的应力作为屈服强度,用 表示。
(4)颈缩阶段
cd为颈缩阶段。过C点,材料抵抗变形的能力明显降低。在cd范围内,应变迅速增加,而应力则反而下降,变形不能再是均匀的。钢材被拉长,并在变形最大处发生“颈缩”,直至断裂。
将拉断的钢材拼合后,测出标距部分的长度,便可按下式求得其断后伸长率A:
式中 L0——试件原始标距长度,mm;
Lu——试件拉断后标距部分的长度,mm。
以A和 分别表示L0=5d0和L0=10d0时的断后伸长率,d0为试件的原直径或厚度。对于同一钢材,A大于 。
伸长率反映了钢材的塑性大小,在工程中具有重要意义。塑性大,钢质软,结构塑性变形大,影响使用。塑性小,钢质硬脆,超载后易断裂破坏。塑性良好的钢材,偶尔超载、产生塑性变形,会使内部应力重新分布,不致由于应力集中而发生脆断。

2.冲击韧性
冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。
钢材的冲击韧性是用标准试件(中部加工有V型或U型缺口),在摆锤式冲击试验机上进行冲击弯曲试验后确定,试件缺口处受冲击破坏后,以缺口底部处单位面积上所消耗的功,即为冲击韧性指标,用冲击韧性值ak(J/cm2)表示。ak越大,表示冲断试件时消耗的功越多,钢材的冲击韧性越好。
钢材进行冲击试验,能较全面地反映出材料的品质。钢材的冲击韧性对钢的化学成分、组织状态、冶炼和轧制质量,以及温度和时效等都较敏感。

3.耐疲劳性
钢材在交变荷载反复作用下,在远小于抗拉强度时发生突然破坏,这种破坏叫疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限或疲劳强度表示。它是指钢材在交变荷载作用下,于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。
钢材耐疲劳强度的大小与内部组织、成分偏析及各种缺陷有关。同时钢材表面质量、截面变化和受腐蚀程度等都影响其耐疲劳性能。

4.硬度
表示钢材表面局部体积内,抵抗外物压入产生塑性变形的能力,是衡量钢材软硬程度的一个指标。
测定钢材硬度的方法有布氏法、洛氏法和维氏法。常用的是布氏法和洛氏法。

㈣ 钢材的性能主要包括力学性能工艺性能和化学性能

钢的性能戚尺主要有三种,即机械性能、化学性能和物理性能。
常规慧铅力学性能主要指强度、硬度、塑性、韧性等。化学性能是指抗氧化性和耐腐蚀性;物理性质有导电性、导热性、密度、熔点等。
钢材的性能是根据使用要求决定的,一般钢材主要要求机械性能;如果用于耐腐蚀的场合,要考虑化学性能;如果用于制作导电或散高碧高热部件,则应考虑物理性能。

㈤ 建筑钢材有哪些力学性质

(一)拉伸性能拉伸是建筑钢材的主要受力形式

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