㈠ 影响钢材性能的主要因素有哪些
(1)由于某些因素的影响,钢材强度增加,塑性和韧性降低,脆性增加的现象称为硬化现象。一般来说,弹性极限在重复载荷下增加(发生在进入塑性阶段之后)(2)在冷加工过程中(室温下的弯曲、冲压和剪切等)。),钢发生塑性扮模春变形从而硬化的现象称为冷加工硬化。(3)钢中的C、N随时间的增加和温度的变化而变成碳化物和氮化物,使钢变脆的“时效”现象称为时效硬化。温度的影响(1)常温的总体影响规律是温度升高,钢的强度降低,塑性和韧性增加。当温度达到约450-600oc时,钢的强度几乎降至零,但塑性和韧性极高,易于热加工。这个温度称为热锻温度。需码胡要注意的是,当钢的温度在250o左右时,强度增加,塑性和韧性下降,钢的表面呈蓝色,称为蓝脆。钢材在200oO以上时应采取保温措施(2)负温度影响厅耐随着温度的降低,钢的强度增加,塑性和韧性降低,脆性增加,称为低温冷脆。当温度下降到一定温度时,钢的脆性急剧增加,称为脆性转变温度。生产工艺的影响(1)化学成分主要控制在冶炼过程中。(2)浇铸的主要影响是脱氧方式:用Mn做沸腾钢的脱氧剂,时间快,价格低,质量差;硅作为镇静钢脱氧剂具有时间慢、价格高、质量好的优点。(3)反复轧制可以降低钢的规格,提高钢的塑性,同时焊接钢中的气孔、裂纹、疏松等缺陷,使金属晶体结构致密,细化晶粒,消除纤维组织缺陷,提高钢的力学性能。同一品牌钢材的厚度或直径越小,强度越高。
㈡ 影响钢材力学性能的因素
主要影响因素有:1、化学成份
2、冶金缺陷
3、钢材硬化
4、温度
5、应力集中
6、复杂应力状态
㈢ 影响钢材机械性能的主要因素有哪些
1. 化学成分的影响:钢材的基本成分是铁,其中碳钢中的碳含量大约占99%,而硅、锰等则是作为杂质元素存在的。在冶炼过程中,硫、磷、氮、氧等有害元素往往难以完全去除。
2. 冶金与轧制的影响:冶金过程中,脱氧方法的选择对钢材质量有显著影响。沸腾钢采用锰作为脱氧剂,其生产速度快,成本低,但质量相对较差;而镇静钢则使用硅作为脱氧剂,生产速度慢,成本高,质量更优。特殊镇静钢在采用硅脱氧后,还会用铝进行补充脱氧。轧制过程的反复进行可以提高钢材的塑性,并且有助于焊合气孔、裂纹和疏松等缺陷,从而使金属晶体的组织更加致密,晶粒更细,消除纤维组织缺陷,提升钢材的力学性能。
3. 冷作硬化与时效硬化:硬化现象是指由于某些因素导致钢材强度提高,塑性和韧性下降,以及脆性增加的现象。冷作硬化是指在常温下进行如弯曲、冲孔、剪切等操作时,钢材发生塑性变形而变硬的现象。时效硬化是指随着时间的推移和温度的变化,钢材中的碳化物和氮化物的形成导致钢材变脆的现象。
4. 复杂应力与应力集中的影响:在多轴应力作用下,钢材的一向变形受到另一向的限制,导致强度增加,塑性和韧性下降,这种现象称为复杂应力。应力集中是指由于构件截面的变化或孔洞、凹槽、裂纹等的存在,在构件内部产生的应力集中现象,这通常会导致局部应力增大,并且多为同号应力场。
钢材的主要机械性能包括:
1. 强度:包括屈服强度(fy)和抗拉强度(fu),分别作为设计依据和最大承载能力的指标。
2. 塑性:通过δ5(或δ10)来衡量,表示钢材在产生塑性变形时不断裂的能力,这对于内力重分布和吸收能量非常重要。
3. 冷弯性能:在90度和180度的情况下测试,反映钢材在冷加工过程中对裂纹敏感性的抵抗能力,是评价钢材塑性和冶金质量的综合指标。
4. 韧性:通过冲击韧性αk来表征,表示钢材在特定温度下塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是衡量钢材承受动力荷载能力的关键指标,根据常温、零温和负温条件进行区分。
5. 可焊性:表征钢材焊接后接头性能的能力,包括不产生裂纹和焊缝及其影响区材料性能满足要求。