钢材主要性能指标

1、p1.1.强度强度p2.2.韧性韧性p3.3.可焊性可焊性11.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标p 定义：在外力作用系，定义：在外力作用系，材料抵抗变形材料抵抗变形和和断裂断裂的能力称为强度的能力称为强度p 为减少钢材的消耗和节省投资为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高就要求管材强度提高1.1.强度强度21.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标p 强度的测试方法：强度的测试方法：拉伸试验拉伸试验、弯曲试验弯曲试验等等p 拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变，生应变，应力应力-应变应变的关系反映出钢材的主要力学特性的关

2、系反映出钢材的主要力学特性3拉伸试验拉伸试验uOAEBCDAEy应力应力-应变关系曲线应变关系曲线微机控制电子万能试验机微机控制电子万能试验机1 1）弹性阶段）弹性阶段OAOA：一条通过原点的直线，应一条通过原点的直线，应力与应变成正比力与应变成正比。 弹性弹性弹性模量弹性模量E E值的大小反映了钢材抵抗弹性值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力。变形的能力。弹性极限弹性极限 A A点对应的应力。点对应的应力。:ptgE0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图p E1 E2图形特点：图形特点：试件特点：试件特点：计算指标：计算指标：ABCDl抗拉性能抗拉性能（低碳钢）（低碳钢）

3、2 2）屈服阶段）屈服阶段ABAB 一条波动的曲线，应力增加很一条波动的曲线，应力增加很小，而应变增加很大。小，而应变增加很大。 所能承受的拉力增加很小，而所能承受的拉力增加很小，而塑性变形迅速增加，似乎钢材塑性变形迅速增加，似乎钢材不能承受外力不能承受外力 屈服强度（也叫屈服点）屈服强度（也叫屈服点） 点对点对应的应力应的应力下BAFss0LL图形特点：图形特点：试件特点：试件特点：计算指标：计算指标：OAFApACDBB上上B下下:ss屈服。屈服。BB上上B下下A弹塑性塑性阶段3 3）强化阶段）强化阶段BCBC 一段上升的曲线。一段上升的曲线。抵抗塑性变形的能力又重新抵抗塑性变形的能力又重

4、新提高提高抗拉强度抗拉强度 :bAFbb图形特点：图形特点：试件特点：试件特点：计算指标：计算指标：0LLOAFA低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图pACDBB上上B下下sbC C点对应的应力。点对应的应力。强化。强化。4 4）颈缩阶段）颈缩阶段CDCD 一段下降的曲线。一段下降的曲线。变形迅速发展，在有杂质或变形迅速发展，在有杂质或缺陷处，断面急剧缩小缺陷处，断面急剧缩小 ，直到断裂。直到断裂。伸长率伸长率： %100001LLL图形特点：图形特点：试件特点：试件特点：AF0LLOApACDBB上上B下下sbL1L0计算指标：计算指标：颈缩颈缩钢管产品的钢管产品的“公称最低屈服强度

5、（公称最低屈服强度（SMYS）”。p 输气管道屈服强度为输气管道屈服强度为420500MPa，工作压力，工作压力7.014.0MPa；p 输油管道屈服强度为输油管道屈服强度为360450MPa，工作压力，工作压力5.09.0MPa；p 屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于100MPa和和0.850.90。1.1.强度强度81.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标2.2.韧性韧性91.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标p定义：指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量，定义：指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量，是是钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力钢材抵抗

6、冲击荷载而不被破坏的能力船体钢板材料缺陷，造船工程师船体钢板材料缺陷，造船工程师只考虑到要增加钢的强度，只考虑到要增加钢的强度，没没有想到要增加其韧性有想到要增加其韧性。在。在“泰坦尼克号泰坦尼克号”沉没地点的水温中，沉没地点的水温中，发现了钢材的发现了钢材的冷脆性冷脆性，即在，即在-400的温度下，钢材的力学行的温度下，钢材的力学行为由为由韧性变成脆性韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。，从而导致灾难性的脆性断裂。p 定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。p 吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。吸收较多能量才断裂的管材，是韧

7、性好的管材。p 对高强度薄壁管道对高强度薄壁管道, ,为防止断裂事故发生为防止断裂事故发生, ,则要求管材有则要求管材有较好的韧性。较好的韧性。p 韧性的测试方法：夏比韧性的测试方法：夏比(v(v型缺口型缺口) )冲击试验及落锤撕裂试冲击试验及落锤撕裂试验等验等2.2.韧性韧性101.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标p 当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性。冲击韧性的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表

8、示。 韧性冲击试验韧性冲击试验111.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标 Ak = mgH mgh (J)冲击试验机冲击试验机冲击试样和冲击试验示意图冲击试样和冲击试验示意图韧性冲击试验韧性冲击试验韧性冲击试验韧性冲击试验131.3钢材主要性能指标钢材主要性能指标k值影响因素：值影响因素：试验温度试验温度有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某值时，值时，k突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称为钢材的断裂，这种性质称为钢材的冷脆性冷脆性。p 定义：可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，进行焊定义：可焊性是指钢材在一定焊接工艺条件下，进行焊接和获得优质焊缝的难易程度。接和获得优质焊缝的难易程度。p 良好的可焊性是保证管道制管和焊接质量的基本条件。良好的可焊性是保证管道制管和焊接质量的基本条件。p 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。碳含量在量在0.120.120.200.20范围内的碳素钢，可焊性最好。范围内的碳素钢，可焊性最好。碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。提高钢材强度碳含量再高可使焊缝和热影响区变脆。提高钢材强度的合