建筑钢材的力学性能

1、建筑钢材建筑钢材(一). 拉伸性能 1.主要测试指标： 屈服强度 抗拉强度 伸长率（断面收缩率）等 2.2.钢材（低碳钢）的抗拉过程主要包括： 弹性阶段 屈服阶段 强化阶段 颈缩阶段二二 钢材的力学性能钢材的力学性能3.相关知识点回顾 （1）应力 （2）应变 （3）弹性与弹性变形 （4）塑性与塑性变形AFAN=0001LLLLL=二二 钢材的力学性能钢材的力学性能低碳钢的受拉过程分为四个阶段低碳钢的受拉过程分为四个阶段 0LL=OAF=弹性阶段弹性阶段OAOA屈服阶段屈服阶段ABAB强化阶段强化阶段BCBC颈缩阶段颈缩阶段CDCDABCD低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图二二 钢材的

2、力学性能钢材的力学性能tgE=:p0LL=OAF=A低碳钢受拉的应力应变图低碳钢受拉的应力应变图p E1 E2l图形的特点：l 试件的特点：l计算的指标：ABCD弹性极限二二 钢材的力学性能钢材的力学性能屈服阶段屈服阶段AB : 一条波动的曲 线，应力增加很小，而应变增加 很大。 所能承受的拉 力增加很小，而塑性变形迅速增加，似乎钢材不能承受外力 屈服。屈服。 屈服强度（也叫屈服点） 点对应的应力。 0LL=OAF=A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sAFss=二二 钢材的力学性能钢材的力学性能强化阶段强化阶段BC 一段上升的曲线。 抵抗塑性变形的能力又重新

3、提高 抗拉强度 l图形的特点：l试件的特点：l计算的指标：0LL=OAF=A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sAFbb=bC点对应的应力。强化。颈缩阶段颈缩阶段CD 一段下降的曲线。 变形迅速发展，在有杂质或 缺陷处，断面急剧缩小 ，直到断裂。 伸长率： l图形的特点：l试件的特点：l计算的指标：AF=0LL=OApACDBB上上B下下sb%100001=LLLL1L0颈缩二二 钢材的力学性能钢材的力学性能三个重要的指标 屈服强度s 结构设计中钢材强度取值的依据 抗拉强度b 钢材所能承受的最大应力 屈强比: 利用率 ，安全可靠程度 屈强比一般不低于1.2，抗震

4、结构一般不低于1.25。 伸长率 衡量钢材塑性的指标， 越大说明钢材的塑性越好 bs=bsAF=0LL=OApACDBB上上B下下sbsbbs%100001=LLL4断面收缩率 L100AAAn=d0L0L0=5d0或10d0A0、 An前后的截面积 二二 钢材的力学性能钢材的力学性能2 . 0中碳钢、高碳钢的应力应变图l规定：产生残余变 形为原始标距的0.2% 时所对应的应力值， 作为硬钢的屈服强度， 称为条件屈服强度， 用0.2表示。1二二 钢材的力学性能钢材的力学性能(二).冷弯性能 1.定义：冷弯性能是钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是钢材的工艺性能指标。 2.弯曲测试弯曲测试：弯心直

5、径d与试件直径（或厚度）a的比值d/a越小，弯曲角度越大，说明试件受弯程度越高，对不同的钢材有相应的标准要求，试件受弯处不发生裂缝，断裂或起层，即认为冷弯性能合格。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能二二 钢材的力学性能钢材的力学性能二二 钢材的力学性能钢材的力学性能3.冷弯的意义：钢材的冷弯性能和伸长率均是塑性变形能力的反映，但伸长率是在试件轴向均匀变形条件下测定的，而冷弯性能则是在更严格条件下钢材局部变形的能力，它可揭示钢材内部结构是否均匀，是否存在内应力和夹杂物等缺陷，还经常用冷弯来检验焊缝接头。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能( (三).).冲击韧性1.1.定义：是指钢材抵抗冲击荷载的

6、能力。 2.2.冲击韧性指标：是通过标准试件的弯曲冲击韧性试验确定的。以摆锤打击试件，于刻槽处将其打断，试件单位截面积上所消耗的功，即为钢材的冲击韧性指标，用冲击韧性ak（/cm2）表示。ak值愈大，冲击韧性愈好。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能冲击试验冲击实验 二二 钢材的力学性能钢材的力学性能3.3.冷脆性：钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度都会影响钢材的冲击韧性。试验表明，冲击韧性随温度的降低而下降，其规律是开始下降缓和，当达到一定温度范围时，突然下降很多而呈脆性，这种脆性称为钢材的冷脆性。 发生冷脆时的温度称为临界温度，其数值愈低，说明钢材的低温冲击性能愈好。所以在负温下使

7、用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温度为低的钢材。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能二二 钢材的力学性能钢材的力学性能(四).耐疲劳性1.定义：钢材在交变荷载反复多次作用下，可在最大应力远低于屈服强度的情况下突然破坏，这种破坏称为疲劳破坏。若max越大，则次数N越小。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能2.疲劳破坏的原因：钢材的疲劳破坏是拉应力引起的，首先在局部开始形成微细裂纹，其后由于裂纹尖端处产生应力集中而使裂纹逐渐扩展直至疲劳断裂。钢材内部的晶体结构、成分偏析以及最大应力处的表面光洁程度等因素均会明显影响疲劳强度。二二 钢材的力学性能钢材的力学性能(五).硬度1.1.定义定义：是指其表面局部体积内抵抗外物压入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度的方法有布氏法和洛氏法。 二二 钢材的力学性能钢材的力学性能l材料的硬度往往与材料的其它性能有一定的相关系，如：钢材的HB值与抗拉强度之间有较好的相关关系。 HBb6 . 3175HB=，当HBb5 . 3175HB=，当 随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲击韧性下降的现象称