第七章建筑钢材

1、土木工程材料第七章第七章金属材料金属材料v建筑钢材是指建筑工程中所用的各种钢材。包括钢建筑钢材是指建筑工程中所用的各种钢材。包括钢结构用的各种型钢（圆钢、角钢、槽钢和工字钢结构用的各种型钢（圆钢、角钢、槽钢和工字钢等）、钢板和钢筋混凝土中用的各种钢筋和钢丝等。等）、钢板和钢筋混凝土中用的各种钢筋和钢丝等。v建筑钢材是在建筑钢材是在严格的技术条件下生产的材料严格的技术条件下生产的材料，具有，具有组织均匀密实，强度和硬度很高，塑性和韧性很好，组织均匀密实，强度和硬度很高，塑性和韧性很好，既可铸造，又可进行压力加工，可以进行焊接、铆既可铸造，又可进行压力加工，可以进行焊接、铆接和切割，便于拼装等优点

2、，所以建筑钢材用量很接和切割，便于拼装等优点，所以建筑钢材用量很大。但其缺点是容易锈蚀，维修费用高。大。但其缺点是容易锈蚀，维修费用高。v建筑上由各种型钢组成的钢结构安全性大，自重较建筑上由各种型钢组成的钢结构安全性大，自重较轻，适用于大跨度和高层建筑，但用钢量很大，因轻，适用于大跨度和高层建筑，但用钢量很大，因此钢结构应用范围在一定程度上受到限制，而钢筋此钢结构应用范围在一定程度上受到限制，而钢筋混凝土结构尽管存在着自重大等缺点，但用钢量大混凝土结构尽管存在着自重大等缺点，但用钢量大为减少，同时克服了钢材因锈蚀而维修费用高的缺为减少，同时克服了钢材因锈蚀而维修费用高的缺点，所以钢材在混凝土结

3、构中得到了广泛的应用。点，所以钢材在混凝土结构中得到了广泛的应用。 v金属材料分为金属材料分为黑色金属黑色金属和和有色金属有色金属两大类。两大类。黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及黑色金属是指以铁元素为主要成分的金属及其合金，如常见的钢和生铁等。有色金属是其合金，如常见的钢和生铁等。有色金属是指除黑色金属以外的金属，如铝、铜等金属指除黑色金属以外的金属，如铝、铜等金属及其合金。及其合金。v钢与生铁的区分在于钢与生铁的区分在于含碳量的大小含碳量的大小。含碳量。含碳量小于小于2.062.06的铁碳合金称为钢。含碳量大于的铁碳合金称为钢。含碳量大于2.062.06的铁碳合金称为生铁。的铁碳合金称

4、为生铁。 v一、钢材的分类一、钢材的分类v（一）按化学成分分类（一）按化学成分分类(1) (1) 碳素钢碳素钢 碳素钢是以铁碳合金为主体，含碳量小于碳素钢是以铁碳合金为主体，含碳量小于2.06%2.06%，除含有极少量的硅、锰和微量的硫、，除含有极少量的硅、锰和微量的硫、磷之外，不含别的合金元素的钢称为碳素钢。磷之外，不含别的合金元素的钢称为碳素钢。根据含碳量可分为：根据含碳量可分为：低碳钢：含碳量低碳钢：含碳量 0.25 0.60 0.60第一节第一节 土木工程钢材土木工程钢材v(2) (2) 合金钢合金钢 在碳素钢中，加入一定量的合金元素，如硅在碳素钢中，加入一定量的合金元素，如硅SiSi

5、、锰锰MnMn、钒、钒TiTi、钛、钛V V、铬、铬CrCr等的钢称为合金钢。加入等的钢称为合金钢。加入的合金元素用于改善钢的性能，或者是其获得某些的合金元素用于改善钢的性能，或者是其获得某些特殊性能。按合金元素总量的多少，可分为：特殊性能。按合金元素总量的多少，可分为：低合金钢：合金元素总含量低合金钢：合金元素总含量 5.0 10 10建筑工程中，钢结构用钢和钢筋混凝土结构用建筑工程中，钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢，主要使用非合金钢中的低碳钢，及低合金钢加钢，主要使用非合金钢中的低碳钢，及低合金钢加工成的产品。合金钢亦有少量应用。工成的产品。合金钢亦有少量应用。v（二）按品质（杂质含量）分

6、类（二）按品质（杂质含量）分类 钢的品质（也就是质量等级）主要根据钢的品质（也就是质量等级）主要根据硫、磷硫、磷杂质含量的多少来确定杂质含量的多少来确定，可分为：，可分为：(1)(1)普通钢：含硫量普通钢：含硫量0.0450.0450.0500.050；含；含磷量磷量0.0450.045。(2)(2)优质钢：含硫量优质钢：含硫量0.0350.035；含磷量；含磷量0.0350.035。(3)(3)高级优质钢：含硫量高级优质钢：含硫量0.0250.025，高级优质，高级优质钢的钢号后加钢的钢号后加“高高”字或字或“A”A”；含磷量；含磷量0.0250.025。(4)(4)特级优质钢：含硫量特级优

7、质钢：含硫量0.0150.015，特级优质，特级优质钢后加钢后加“E”E”；含磷量；含磷量0.0250.025。 v（三）（三） 按冶炼时脱氧程度分类按冶炼时脱氧程度分类钢按冶炼时脱氧程度可分为钢按冶炼时脱氧程度可分为镇静钢、特殊镇镇静钢、特殊镇静钢、沸腾钢和半镇静钢静钢、沸腾钢和半镇静钢。 v氧在钢材的冶炼过程中（冶炼方法有三种：氧在钢材的冶炼过程中（冶炼方法有三种：氧气转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢），对氧气转炉炼钢、平炉炼钢和电炉炼钢），对造渣去杂质是必不可少的，但冶炼后残留在造渣去杂质是必不可少的，但冶炼后残留在钢中的氧（以钢中的氧（以FeOFeO的形式存在）却是有害的，的形式存在）却是

8、有害的，因此，在铸锭前先要把氧排出。通常是加入因此，在铸锭前先要把氧排出。通常是加入少量的锰铁、硅铁或铝块等脱氧剂，使之与少量的锰铁、硅铁或铝块等脱氧剂，使之与钢材中残留的钢材中残留的FeOFeO反应，反应，使铁还原使铁还原，达到去氧，达到去氧的目的，这个过程称为的目的，这个过程称为脱氧脱氧。 v沸腾钢是一种沸腾钢是一种脱氧不完全的钢脱氧不完全的钢，它是在炼钢，它是在炼钢炉内加入锰铁进行部分脱氧而成的，钢中还炉内加入锰铁进行部分脱氧而成的，钢中还保留较多的保留较多的FeOFeO，铸锭时钢中的碳会与，铸锭时钢中的碳会与FeOFeO反反应，生成大量的应，生成大量的COCO气泡，造成钢水气泡，造成钢

9、水“沸腾沸腾”，故称沸腾钢。故称沸腾钢。v能提高成材率，但却在钢锭中心保留了严重能提高成材率，但却在钢锭中心保留了严重的成分偏析。的成分偏析。所谓成分偏析所谓成分偏析，是指在钢锭冷是指在钢锭冷却时，有害杂质向凝固较迟的部分聚集，造却时，有害杂质向凝固较迟的部分聚集，造成化学成分在钢锭中分布不均匀的现象。成化学成分在钢锭中分布不均匀的现象。其其中尤其以硫、磷偏析最严重。这种成分偏析中尤其以硫、磷偏析最严重。这种成分偏析将显著增大冷脆性和时效敏感性，降低钢的将显著增大冷脆性和时效敏感性，降低钢的质量。质量。保留较多的保留较多的FeOFeO进一步降低钢材性能。进一步降低钢材性能。 v镇静钢是一种镇静

10、钢是一种脱氧较完全的钢脱氧较完全的钢。这种钢中残。这种钢中残留的氧很少，留的氧很少，铸锭时钢水平静不沸腾，故称铸锭时钢水平静不沸腾，故称镇静钢镇静钢。但冷却时在钢锭上部形成的缩孔较。但冷却时在钢锭上部形成的缩孔较大，以致组织疏松，成分偏析严重，轧制时大，以致组织疏松，成分偏析严重，轧制时需全部切除，需全部切除，故成材率低故成材率低。但用来轧制的部。但用来轧制的部分则偏析极少，成分均匀纯净，杂质少，组分则偏析极少，成分均匀纯净，杂质少，组织致密，质量较好，成本却很高。此外，加织致密，质量较好，成本却很高。此外，加入的铝还可能与氮化合成氮化铝，减轻氮的入的铝还可能与氮化合成氮化铝，减轻氮的有害作用

11、。有害作用。v所以和同成分的沸腾钢相比，冷脆性和时效所以和同成分的沸腾钢相比，冷脆性和时效敏感性较低，疲劳强度高，可焊性较好。敏感性较低，疲劳强度高，可焊性较好。v半镇静钢是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之半镇静钢是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的一种钢，其性能与质量也介于这两者之间的一种钢，其性能与质量也介于这两者之间。间。v特殊镇静钢是一种脱氧程度比镇静钢更充分特殊镇静钢是一种脱氧程度比镇静钢更充分的钢，由于加入的脱氧剂铝较多，晶粒得到的钢，由于加入的脱氧剂铝较多，晶粒得到细化，其性能与质量比镇静钢更好，成本也细化，其性能与质量比镇静钢更好，成本也更高。更高。 此外，此外，在铸锭过程中，还可能

12、形成裂纹、在铸锭过程中，还可能形成裂纹、非金属夹杂物等缺陷非金属夹杂物等缺陷。非金属夹杂物大部分。非金属夹杂物大部分是各种氧化物和硅酸盐，都是脆而硬的物质，是各种氧化物和硅酸盐，都是脆而硬的物质，易造成微裂缝，破坏钢的整体连续性，并引易造成微裂缝，破坏钢的整体连续性，并引起应力集中，使钢脆化，降低钢的质量。起应力集中，使钢脆化，降低钢的质量。 v实例：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成，使用实例：某厂的钢结构屋架用中碳钢焊接而成，使用一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。一段时间后，屋架坍塌，请分析事故原因。 首先是因为钢材的选首先是因为钢材的选用不当，中碳钢的塑用不当，中碳钢的塑性和韧性比低碳

13、钢差；性和韧性比低碳钢差；且其焊接性能较差，且其焊接性能较差，焊接时钢材局部温度焊接时钢材局部温度高，形成了热影响区，高，形成了热影响区，其塑性及韧性下降较其塑性及韧性下降较多，较易产生裂纹。多，较易产生裂纹。建筑上常用的主要钢建筑上常用的主要钢种是普通碳素钢中的种是普通碳素钢中的低碳钢和合金钢中的低碳钢和合金钢中的低合金高强度结构钢。低合金高强度结构钢。 二、钢材的晶体组织二、钢材的晶体组织 钢是铁碳合金晶体。铁和碳两种元素可钢是铁碳合金晶体。铁和碳两种元素可以不同的形态存在，这种形态称为晶体组织。以不同的形态存在，这种形态称为晶体组织。晶体结构中各个原子是以晶体结构中各个原子是以金属键金属

14、键相结合的，相结合的，这使钢材这使钢材具有较高强度具有较高强度，晶界面（晶粒之间，晶界面（晶粒之间的连接面）之间容易产生的连接面）之间容易产生相对滑移相对滑移，所以钢，所以钢材具有材具有良好的塑性良好的塑性。每个晶粒，每个晶粒，其性质各向其性质各向是不同的，是不同的，但晶粒是不但晶粒是不规则聚集的，规则聚集的，所以钢材反所以钢材反映出映出各向同各向同性性-Fe-Fev钢材的晶格钢材的晶格并不都是完好无缺并不都是完好无缺的规则排列，的规则排列，而是存在许多缺陷，它们将而是存在许多缺陷，它们将显著显著地影响钢材地影响钢材的性能，这是钢材的实际强度远比理论强度的性能，这是钢材的实际强度远比理论强度小

15、的根本原因。其主要的缺陷有三种：小的根本原因。其主要的缺陷有三种：点缺点缺陷、线缺陷和面缺陷陷、线缺陷和面缺陷 v例如，纯铁的理论强度极限为例如，纯铁的理论强度极限为13102N/mm213102N/mm2，而常用，而常用Q235Q235钢的实际强度极限却仅有钢的实际强度极限却仅有375-460N/mm2375-460N/mm2。v另外，另外，金属晶粒越细金属晶粒越细，晶界面积越大，强度，晶界面积越大，强度和硬度越高，而且塑性和韧性也越好，这是和硬度越高，而且塑性和韧性也越好，这是由于，晶粒界面处原子排列紊乱，对相对滑由于，晶粒界面处原子排列紊乱，对相对滑移的阻力大，细晶粒界面多，对外力的抵抗

16、移的阻力大，细晶粒界面多，对外力的抵抗能力强，所以能力强，所以强度高强度高，同时，由于变形在界，同时，由于变形在界面上均匀分布，可滑移的界面多，所以其面上均匀分布，可滑移的界面多，所以其塑塑性和韧性也表较好性和韧性也表较好。因此细化晶粒是目前对。因此细化晶粒是目前对金属及合金进行强韧化的一种重要手段，通金属及合金进行强韧化的一种重要手段，通常称为常称为细晶强化。细晶强化。 1 1） 钢的基本晶体组织钢的基本晶体组织 钢是以铁（钢是以铁（FeFe）为主的）为主的Fe-CFe-C合金。合金。 所谓合金所谓合金，是指熔合两种或两种以上元素（其，是指熔合两种或两种以上元素（其中至少一种是金属元素）所组

17、成的具有金属特性的中至少一种是金属元素）所组成的具有金属特性的物质，其组成方式是有以下三种基本类型：物质，其组成方式是有以下三种基本类型：固溶体、固溶体、化合物、机械混合物化合物、机械混合物 固溶体固溶体以一种金属为溶剂，另一种金属以一种金属为溶剂，另一种金属或非金属为溶质，共溶后所形成的固体溶液。或非金属为溶质，共溶后所形成的固体溶液。固溶体的强度和硬度比溶剂金属要高，但塑性固溶体的强度和硬度比溶剂金属要高，但塑性和韧性则有所降低。和韧性则有所降低。这种因形成固溶体使材料这种因形成固溶体使材料强度和硬度得以提高的现象，称为强度和硬度得以提高的现象，称为固溶强化固溶强化。它是金属及其合金进行强

18、化的一种常用方法。它是金属及其合金进行强化的一种常用方法。 铁（铁（FeFe）中固溶着微量的碳）中固溶着微量的碳(C)(C)； 化合物化合物两种元素发生化学作用而组成的一两种元素发生化学作用而组成的一种新的金属化合物。多数金属化合物具有较复杂种新的金属化合物。多数金属化合物具有较复杂的晶体结构，并具有熔点高、性脆、质硬的特点。的晶体结构，并具有熔点高、性脆、质硬的特点。钢中常见的化合物是碳化物、氮化物等，它们会钢中常见的化合物是碳化物、氮化物等，它们会给钢的性能带来重大影响。给钢的性能带来重大影响。 铁和碳结合成化合物铁和碳结合成化合物FeFe3 3； 机械混合物机械混合物是两种既不溶解也不化

19、合，而是两种既不溶解也不化合，而是机械混合形成的一种组成物。在混合物中，原是机械混合形成的一种组成物。在混合物中，原来两种组成物仍保持各自的晶格和性质，二者既来两种组成物仍保持各自的晶格和性质，二者既不互溶，也不化合，其混合物的性质则取决于各不互溶，也不化合，其混合物的性质则取决于各组成物的相对比例。组成物的相对比例。 固溶体和化合物的混合物。固溶体和化合物的混合物。钢的基本组织主要有以下几种：钢的基本组织主要有以下几种： Fe-CFe-C合金于一定条件下能形成具有一定形态合金于一定条件下能形成具有一定形态的聚合体，称为钢的组织，主要有的聚合体，称为钢的组织，主要有铁素体、渗铁素体、渗碳体、珠

20、光体和奥氏体碳体、珠光体和奥氏体a a 铁素体铁素体 钢材中的铁素体为在钢材中的铁素体为在一一FeFe中的固溶体，中的固溶体，由于由于一一FeFe体心立方晶格的原子间空隙小，溶体心立方晶格的原子间空隙小，溶碳能力较差，故铁素体含量很少（小于碳能力较差，故铁素体含量很少（小于0.020.02），基本上属于纯铁，），基本上属于纯铁，由此决定其塑性、韧由此决定其塑性、韧性很好，但强度、硬度很低。性很好，但强度、硬度很低。 b b 渗碳体渗碳体 渗碳体为铁和碳的化合物渗碳体为铁和碳的化合物FeFe3 3C C ，其含，其含量高（达量高（达6.676.67），晶体结构复杂，），晶体结构复杂，外力作外力作

21、用下不易变形，塑性、韧性几乎为零，性硬用下不易变形，塑性、韧性几乎为零，性硬脆，抗拉强度低。脆，抗拉强度低。c c 珠光体珠光体 珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，珠光体为铁素体和渗碳体的机械混合物，含量较低（含量较低（0.80.8），），层状结构，塑性、层状结构，塑性、韧性较好，强度和硬度较高韧性较好，强度和硬度较高。 d d 奥氏体奥氏体 奥氏体只在高温下存在，为在奥氏体只在高温下存在，为在一一FeFe中的固溶中的固溶体，溶碳能力较强，高温时含碳量可达体，溶碳能力较强，高温时含碳量可达2.062.06，低，低温时下降至温时下降至0.80.8。其强度、硬度不高，但塑性好，其强度、硬度不高，

22、但塑性好，在高温下易于轧制成型。在高温下易于轧制成型。v由此可见，钢在常温下的基本组织是铁素体、渗碳由此可见，钢在常温下的基本组织是铁素体、渗碳体和珠光体三种，而钢的性质则取决于这些晶体组体和珠光体三种，而钢的性质则取决于这些晶体组织在钢中所占的比例。见下表。织在钢中所占的比例。见下表。 名称名称组织成分组织成分抗拉强度抗拉强度/MPa伸长率伸长率/%布氏硬度布氏硬度 HB铁素体铁素体钢的晶体组织中溶有钢的晶体组织中溶有少量碳的纯铁少量碳的纯铁2505080珠光体珠光体有一定比例的铁素体有一定比例的铁素体和渗碳体所组成和渗碳体所组成（含碳量为（含碳量为0.85）76518250渗碳体渗碳体钢的

23、晶体组织中是铁钢的晶体组织中是铁和碳形成的化合物和碳形成的化合物碳化铁碳化铁Fe3C晶粒晶粒250以下以下0800碳素钢中含碳量对其组织和性能的影响碳素钢中含碳量对其组织和性能的影响碳素钢基本组织相对含量与含碳量关系。请分析低碳碳素钢基本组织相对含量与含碳量关系。请分析低碳钢、中碳钢和高碳钢随着含碳量的增加，其基本组织钢、中碳钢和高碳钢随着含碳量的增加，其基本组织及性能如何变化及对钢材性能的影响。及性能如何变化及对钢材性能的影响。钢材的力学性能与晶体结构的关系。 v从动画可见，晶格在外力作用下容易沿原子密集面产生从动画可见，晶格在外力作用下容易沿原子密集面产生滑移。铁晶格中这种容易导致滑移的面

24、是比较多的，故建筑滑移。铁晶格中这种容易导致滑移的面是比较多的，故建筑钢材塑性变形能力较大。钢材塑性变形能力较大。) )钢材中存在着不少缺陷，其产生方式示意见动画。由于钢材中存在着不少缺陷，其产生方式示意见动画。由于缺陷的存在，使晶格受力滑移时，不是如动画中理论上的缺陷的存在，使晶格受力滑移时，不是如动画中理论上的整个滑移面上全部原子一起移动，只是缺陷处局部移动，故整个滑移面上全部原子一起移动，只是缺陷处局部移动，故实际强度低于理论强度。实际强度低于理论强度。 滑移滑移缺陷缺陷三、钢材的技术性质三、钢材的技术性质（一）力学性能（一）力学性能1 1）抗拉性能）抗拉性能 测定钢材强度的主测定钢材强

25、度的主要方法是拉伸试验要方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生钢材受拉时，在产生应力的同时，相应地应力的同时，相应地产生应变。应力和应产生应变。应力和应变的关系反映出钢材变的关系反映出钢材地主要力学特征。从地主要力学特征。从低碳钢的应力低碳钢的应力- -应变应变关系中可看出，低碳关系中可看出，低碳钢从受拉到拉断，经钢从受拉到拉断，经历了四个阶段：历了四个阶段：弹性弹性阶段、屈服阶段、强阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。化阶段和颈缩阶段。 uOAEBCDAEy拉伸性能是建筑钢材最重要的性能。通过对拉伸性能是建筑钢材最重要的性能。通过对钢材进行抗拉试验所测的的钢材进行抗拉试验所测的的弹性模量、屈服弹

26、性模量、屈服强度、抗拉强度和伸长率强度、抗拉强度和伸长率是钢材的四个重要是钢材的四个重要技术性质指标。技术性质指标。 弹性模量弹性模量钢材受力初期，应力与应变成比例地增钢材受力初期，应力与应变成比例地增长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量，长，应力与应变之比为常数，称为弹性模量，即即E E = =/ /。这个阶段的最大应力（。这个阶段的最大应力（e e点对点对应的值）称为比例极限应的值）称为比例极限e e。弹性模量反映了材料受力时抵抗弹性变弹性模量反映了材料受力时抵抗弹性变形的能力，即材料的刚度，形的能力，即材料的刚度，它是钢材在静荷它是钢材在静荷载作用下计算结构变形的一个重要指标。载作用下

27、计算结构变形的一个重要指标。(2) (2) 弹性极限弹性极限应力超过比例极限后，应力应力超过比例极限后，应力- -应变曲线略应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形能立即消失，此阶段卸去外力时，试件变形能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。不产生残留塑性变产生的变形是弹性变形。不产生残留塑性变形的最大应力（形的最大应力（P P点对应值）称为弹性极限点对应值）称为弹性极限pp。事实上，事实上，pp与与ee相当接近。相当接近。v(3) (3) 屈服强度和条件屈服强度屈服强度和条件屈服强度 v下屈服点的数值较为稳定，称为屈服点或屈下

28、屈服点的数值较为稳定，称为屈服点或屈服强度，用服强度，用s s表示。表示。s s是屈服阶段应力波是屈服阶段应力波动的最低值，它表示钢材在工作状态允许达动的最低值，它表示钢材在工作状态允许达到的应力值，且在到的应力值，且在s s之前，钢材不会发生较之前，钢材不会发生较大的塑性变形，因此以它作为钢材抗力的指大的塑性变形，因此以它作为钢材抗力的指标（也就是设计中强度取值的依据）标（也就是设计中强度取值的依据）。v为了确保钢材在构件中的使用安全，钢结构为了确保钢材在构件中的使用安全，钢结构设计应保证构件始终在弹性范围内工作，即设计应保证构件始终在弹性范围内工作，即应以钢材的弹性极限作为确定容许应力的依

29、应以钢材的弹性极限作为确定容许应力的依据。但是，由于钢材的弹性极限很难测准，据。但是，由于钢材的弹性极限很难测准，所以就以稍高于弹性极限的屈服强度作为确所以就以稍高于弹性极限的屈服强度作为确定容许应力的依据，定容许应力的依据，所以屈服强度所以屈服强度ss是钢结是钢结构设计中的一个重要的力学指标构设计中的一个重要的力学指标。v有些钢材有些钢材( (如高碳钢如高碳钢) )无明显的屈服现象，通无明显的屈服现象，通常以发生微量的塑性变形常以发生微量的塑性变形(0.2(0.2Lo)Lo)时的应力时的应力作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度作为该钢材的屈服强度，称为条件屈服强度( (0.2)0.2)。高

30、碳钢拉伸时的应力。高碳钢拉伸时的应力- -应变曲线如应变曲线如图所示。图所示。fy=f0.20.2%fupv (4) (4) 极限强度极限强度当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈

31、缩现象，直至断裂破坏。速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。v钢材受拉断裂前的最大应力值（钢材受拉断裂前的最大应力值（b b点对应值）称为点对应值）称为强度极限或抗拉强度强度极限或抗拉强度b b。虽然抗拉强度不能直接。虽然抗拉强度不能直接利用在工程上，但屈服强度和抗拉强度的比值利用在工程上，但屈服强度和抗拉强度的比值（s/s/b b）即屈强比却能反映钢材的安全可靠程）即屈强比却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。因而屈强比最好保持在度和利用率。因而屈强比最好保持在0.60-0.750.60-0.75之之间，既安全又经济。间，既安全又经济。v请观察图中、两种低碳钢的应力应变曲线的差异。讨论下述问题：

32、 (1) (1) 若对于变形要求若对于变形要求严格的构件，严格的构件，、两种低碳钢选用谁者两种低碳钢选用谁者更合适。更合适。 (2) (2) 使用使用、两两种钢材，哪一个安种钢材，哪一个安全性较高。全性较高。LodNNNLdN（5 5）伸长率伸长率)12(%10000 lll )22(%100010 AAA （6 6）断面收缩率）断面收缩率它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。它是衡量钢材塑性应变能力的重要指标。当当l l0 0/d=5/d=5时，用时，用5 5表示，当表示，当l l0 0/d=10/d=10时，用时，用1010表示。表示。 5 105 10( (为什么？为什么？),),某些钢材

33、的伸长率是采用定标某些钢材的伸长率是采用定标距试件测定的，如标距距试件测定的，如标距l0=100 mml0=100 mm或或200 mm200 mm，则伸长，则伸长率用率用100100或或200200表示。表示。 A0A1v(7) (7) 冲击韧性冲击韧性 v钢材的冲击韧性是处在简支梁状态的金属试钢材的冲击韧性是处在简支梁状态的金属试样在冲击负荷作用下折断时冲击吸收功，是样在冲击负荷作用下折断时冲击吸收功，是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。钢材的冲指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。钢材的冲击韧性值是通过钢材的冲击韧性试验确定的。击韧性值是通过钢材的冲击韧性试验确定的。 k k值越大，表示冲断试件时值

34、越大，表示冲断试件时消耗的功越多，刚才的冲击韧消耗的功越多，刚才的冲击韧性越好。抵抗冲击荷载的能力性越好。抵抗冲击荷载的能力越强。越强。 v经常用冲击值作为检查材料内部晶体组织、有害杂经常用冲击值作为检查材料内部晶体组织、有害杂质、各种缺陷，应力状态以及环境温度等微小变化质、各种缺陷，应力状态以及环境温度等微小变化对钢材性能的影响，对钢材性能的影响，vk k值与试验温度有关值与试验温度有关。有些材料在常温时冲击韧。有些材料在常温时冲击韧性并不低，破坏时呈现韧性破坏特征。但随着温度性并不低，破坏时呈现韧性破坏特征。但随着温度的降低，钢材的冲击韧性也随之下降，初期下降较的降低，钢材的冲击韧性也随之

35、下降，初期下降较缓和，但当试验温度低于某值时，缓和，但当试验温度低于某值时，k k突然大幅度突然大幅度下降，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性质称为钢材的冷脆性冷脆性。发生冷脆时的温度称为临。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。所以在负温下使用的结构，应当选用脆性临界好。所以在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较工作温度低的钢材。温度较工作温度低的钢材。 v影响冲击韧性的因素中，钢中的影响冲击韧性的因素中，钢中的硫、磷杂质硫、磷杂质含量高，成分偏析严

36、重以及存在非金属夹杂含量高，成分偏析严重以及存在非金属夹杂物等均会降低钢的冲击韧性。另外，钢的轧物等均会降低钢的冲击韧性。另外，钢的轧制及焊接质量、钢的加工硬化与时效也将对制及焊接质量、钢的加工硬化与时效也将对钢的冲击韧性有重大影响。钢的冲击韧性有重大影响。因此，对直接承因此，对直接承受动载，而且有可能在负温下工作的重要结受动载，而且有可能在负温下工作的重要结构，必须按规范要求检验钢材的冲击韧性值构，必须按规范要求检验钢材的冲击韧性值（特别是低温冲击韧性与时效冲击韧性），（特别是低温冲击韧性与时效冲击韧性），防止钢材在使用中产生脆性断裂，以确保结防止钢材在使用中产生脆性断裂，以确保结构安全。构

37、安全。 v请观察图中请观察图中、两低两低合金钢曲线，若在东北合金钢曲线，若在东北地区，应选用何种钢更地区，应选用何种钢更有利？有利？ 应力应变曲线的简化应力应变曲线的简化1)f1)fy y与与f fp p相差很小；相差很小；2)2)超过超过 f fy y到屈服台阶终到屈服台阶终止的变形约为止的变形约为2.5%-3%2.5%-3%，足以满足考虑结构的塑足以满足考虑结构的塑性变形发展的要求。性变形发展的要求。 （1 1）钢材可以简化为）钢材可以简化为理想弹塑性体理想弹塑性体2.5%-3%fy 00.15% （2 2）钢材在静载作用下：）钢材在静载作用下： 强度计算以强度计算以f fy y为依据为依

38、据;f;fu u为结构的安全储备。为结构的安全储备。（3 3）断裂时变形约为弹性变形的）断裂时变形约为弹性变形的200200倍，在破坏前倍，在破坏前 产生明显可见的塑性产生明显可见的塑性 变形，变形， 可及时补救，可及时补救， 故几乎不可能发生。故几乎不可能发生。O0.15%22%fufyf fu u-f-fy y为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强为什么用材料的屈服点而不是其抗拉强度作为结构设计时取值的依据？度作为结构设计时取值的依据？解答：屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两解答：屈服强度和极限抗拉强度是衡量钢材强度的两个重要指标。极限抗拉强度是试件能承受最大应个重要指标。极限抗拉强度是

39、试件能承受最大应力。在结构设计中，要求构件在弹性变形范围内力。在结构设计中，要求构件在弹性变形范围内工作，即使少量的塑性变形也应力求避免，工作，即使少量的塑性变形也应力求避免， 所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。所以规定以钢材的屈服强度作为设计应力的依据。 抗拉强度在结构设计中不能完全利用，但屈服抗拉强度在结构设计中不能完全利用，但屈服强度与抗拉强度之比（屈强比）却有一定的意义。强度与抗拉强度之比（屈强比）却有一定的意义。 屈强比越小，结构的安全性越高。屈强比越小，结构的安全性越高。 2 2）钢材的疲劳）钢材的疲劳在有限次交变荷载反复作用，钢材在应力低于其屈服强度在有限次交变荷载反复

40、作用，钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。疲劳破坏的机理疲劳破坏的机理 疲劳破坏是积累损伤的结果。疲劳破坏是积累损伤的结果。是由拉应力引起的是由拉应力引起的 缺陷缺陷微观裂纹微观裂纹宏观裂纹。宏观裂纹。疲劳破坏的特征疲劳破坏的特征疲劳破坏过程虽然是缓慢的，但疲劳破坏是在低应力状态下突疲劳破坏过程虽然是缓慢的，但疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的断裂，事先并无明显的塑性变形，属于脆性破坏，所然发生的断裂，事先并无明显的塑性变形，属于脆性破坏，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。以危害极大，往往造成灾难性的事故

41、。在一定条件下，在一定条件下，钢材疲劳破坏的钢材疲劳破坏的应力值随应力循环次数的增加应力值随应力循环次数的增加而降低而降低（如图所示）。钢材在（如图所示）。钢材在无穷次交变荷载作用下而不至无穷次交变荷载作用下而不至引起断裂的最大循环应力值，引起断裂的最大循环应力值，称为称为疲劳强度极限疲劳强度极限，实际测量，实际测量时常以时常以2 210106 6次应力循环为基次应力循环为基准。钢材的疲劳强度与很多因准。钢材的疲劳强度与很多因素有关，以组织结构（合金成素有关，以组织结构（合金成分）、成分偏析、缺陷（晶界、分）、成分偏析、缺陷（晶界、微孔、非金属夹杂物等）为疲微孔、非金属夹杂物等）为疲劳强度大小

42、的主要原因。同时劳强度大小的主要原因。同时表面状态、过大的内应力、构表面状态、过大的内应力、构件截面延长度方向的急剧变化件截面延长度方向的急剧变化等可能造成应力集中各种因素等可能造成应力集中各种因素对钢材的疲劳强度也有重要影对钢材的疲劳强度也有重要影响。响。一般来说，钢材的抗拉强一般来说，钢材的抗拉强度高，其疲劳极限也较高度高，其疲劳极限也较高请观察图中疲劳断裂的宏观断口特征 疲劳裂纹起源于键槽左疲劳裂纹起源于键槽左边底部的拐角处，无裂边底部的拐角处，无裂纹构件疲劳的宏观断口纹构件疲劳的宏观断口可分为三个区：可分为三个区：疲劳源区疲劳源区图中图中A A区，区，为白亮圆斑所包围的眼为白亮圆斑所包

43、围的眼状小块；状小块；扩展区扩展区图中图中B B区，白区，白色、平滑断口，具有贝色、平滑断口，具有贝壳花样的许多弧线，呈壳花样的许多弧线，呈放射状；放射状；终断区终断区图中图中C C区，与区，与一般快速断裂一样。一般快速断裂一样。v3 3） 钢材的钢材的硬度硬度v 钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物钢材的硬度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。法有布氏法和洛氏法。v 布氏法的测定原理是利用直径为（）布氏法的测定原理是利用直径为（）的淬火钢球，以的淬火钢球，以P P（）的荷载将其压入试件表（）的荷

44、载将其压入试件表面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径面，经规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径为（）的压痕，以压痕表面积（）为（）的压痕，以压痕表面积（）除荷载，所得的应力值即为试件的布氏硬度值除荷载，所得的应力值即为试件的布氏硬度值，以数字表示，不带单位。，以数字表示，不带单位。 洛氏法测定的洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度值，洛氏法压痕很小，常用于判定度来表示硬度值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。工件的热处理效果。222()PHBD DDdHBHB是以数字表示，如是以数字表示，如HBHB1501

45、50硬度值往往与其他性能有一定的相关性。例如，钢材的硬度值往往与其他性能有一定的相关性。例如，钢材的HBHB值与抗拉强度之间就有较好的相关关系。对于碳素钢：值与抗拉强度之间就有较好的相关关系。对于碳素钢： 当当HBHB175175时，时， b b 0.36HB0.36HB； 当当HBHB175175时，时， b b 0.35HB0.35HB。 根据这些关系，我们可以在钢结构的原位上测出钢材根据这些关系，我们可以在钢结构的原位上测出钢材的的HBHB值，并估算出该钢材的强度，而不破坏钢结构本身。值，并估算出该钢材的强度，而不破坏钢结构本身。v现代海洋钢结构在恶劣的现代海洋钢结构在恶劣的 海洋环境中

46、受风浪和海洋环境中受风浪和海流的长期反复作用和冲击振动；在严寒海域长海流的长期反复作用和冲击振动；在严寒海域长期受冰载及流水随海潮对平台的冲击碰撞；另外期受冰载及流水随海潮对平台的冲击碰撞；另外低温作用以及海水腐蚀介质的作用等都给钢结构低温作用以及海水腐蚀介质的作用等都给钢结构平台带来极为不利的影响。突出问题就是海洋钢平台带来极为不利的影响。突出问题就是海洋钢结构的脆性断裂和疲劳破坏。结构的脆性断裂和疲劳破坏。上述事故的调查分析显示，事故原因是撑竿上述事故的调查分析显示，事故原因是撑竿中水声器支座疲劳裂纹萌生、扩展，导致撑竿迅中水声器支座疲劳裂纹萌生、扩展，导致撑竿迅速断裂。由于撑竿断裂，使相

47、邻速断裂。由于撑竿断裂，使相邻5 5个支杆过载而个支杆过载而破坏，接着所支撑的承重脚柱破坏，使平台破坏，接着所支撑的承重脚柱破坏，使平台2020分分钟内全部倾覆。钟内全部倾覆。19801980年年3 3月月2727日，北海爱科菲斯科油田的平台日，北海爱科菲斯科油田的平台突然从水下深部传来一次震动，紧接着一声突然从水下深部传来一次震动，紧接着一声巨响，平台立即倾斜，短时间内翻于海中，巨响，平台立即倾斜，短时间内翻于海中，致使致使2323人丧生，造成巨大的经济损失人丧生，造成巨大的经济损失。 （二）工艺性能 1 1） 冷弯性能冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形冷弯性能是指钢材在常温下承

48、受弯曲变形的能力，是衡量钢材冷塑性变形能力的指标的能力，是衡量钢材冷塑性变形能力的指标, ,是钢材的重要工艺性能。是钢材的重要工艺性能。 冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度冷弯性能指标是通过试件被弯曲的角度（9090、180180）及弯心直径）及弯心直径 对试件厚度对试件厚度（或直径）（或直径）a a的比值（的比值（/a/a）区分的，试件按）区分的，试件按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件弯规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件弯曲处的曲处的外表面无断裂、裂缝或起层外表面无断裂、裂缝或起层，即认为，即认为冷弯性能合格。冷弯性能合格。弯曲角度越大，弯心直径越小，则表示冷弯弯曲角度越大，弯心直径越

49、小，则表示冷弯性能越好性能越好, ,v冷弯也是检验钢材塑性的一种方法冷弯也是检验钢材塑性的一种方法，并与伸长率存，并与伸长率存在有机的联系。一般来说，伸长率大的钢材，其冷在有机的联系。一般来说，伸长率大的钢材，其冷弯性能也较好。弯性能也较好。v但冷弯试验对钢材塑性的评定比拉伸试验更严格、但冷弯试验对钢材塑性的评定比拉伸试验更严格、更敏感。冷弯有助于暴露钢材的某些缺陷，如内部更敏感。冷弯有助于暴露钢材的某些缺陷，如内部组织不均匀、内应力、气孔、杂质和裂纹等。而在组织不均匀、内应力、气孔、杂质和裂纹等。而在钢材拉伸试验时，这些缺陷因塑性变形导致应力重钢材拉伸试验时，这些缺陷因塑性变形导致应力重分布

50、而得不到反映。所以，分布而得不到反映。所以，冷弯试验比拉伸试验更冷弯试验比拉伸试验更为严格为严格。v在焊接时，局部脆性及接头缺陷都可通过冷弯而发在焊接时，局部脆性及接头缺陷都可通过冷弯而发现，现，所以钢材的冷弯不仅是评定塑性、加工性能的所以钢材的冷弯不仅是评定塑性、加工性能的要求，而且也是评定焊接质量的重要指标之一。要求，而且也是评定焊接质量的重要指标之一。对对重要的结构和弯曲成型的钢材，冷弯必须合格。重要的结构和弯曲成型的钢材，冷弯必须合格。 钢材的冷弯性能与其内部组织的关系钢材的冷弯性能与其内部组织的关系A A、B B两种钢材两种钢材,A,A钢材钢材5 5及及1010均略大于均略大于B B

51、钢材。但从图所知，钢材。但从图所知，A A钢材的冷弯性钢材的冷弯性能却不如能却不如B B钢材。请分析原因，及钢材。请分析原因，及A A与与B B两种钢材内部组织两种钢材内部组织的差异。的差异。 v伸长率反映的是钢材在均匀变形下的塑性。而冷弯伸长率反映的是钢材在均匀变形下的塑性。而冷弯性能是钢材处于不利变形条件下的塑性，可揭示钢性能是钢材处于不利变形条件下的塑性，可揭示钢材内部组织是否均匀，存在内应力和夹杂物等缺陷。材内部组织是否均匀，存在内应力和夹杂物等缺陷。而这些缺陷在拉伸试验中常因塑性变形导致应力重而这些缺陷在拉伸试验中常因塑性变形导致应力重分布而得不到反映。分布而得不到反映。 2 2）

52、焊接性能焊接性能 焊接是钢材的连接方式之一焊接是钢材的连接方式之一，焊接是把两，焊接是把两块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或块金属局部加热，并使其接缝部分迅速呈熔融或半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构的半熔融状态，而牢固的连接起来。它是钢结构的主要连接形式。主要连接形式。钢材在焊接过程中，由于钢材在焊接过程中，由于高温作用，焊缝及高温作用，焊缝及其附近的过热区将发生晶体组织和晶体结结构的其附近的过热区将发生晶体组织和晶体结结构的变化，使焊缝周围的钢材产生脆性倾向，降低焊变化，使焊缝周围的钢材产生脆性倾向，降低焊件的使用质量。件的使用质量。因此提出钢材的焊接性能的概念。因此提出钢材

53、的焊接性能的概念。 v钢材的焊接性能是钢材的焊接性能是指在一定的焊接工艺条件下，在指在一定的焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接焊缝及其附近过热区不产生裂纹及硬脆倾向，焊接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材的强度。强度。v钢材的钢材的化学成分、冶金质量及冷加工等化学成分、冶金质量及冷加工等对钢材的可对钢材的可焊性有很大的影响。焊性有很大的影响。v试验表明，含碳量小于试验表明，含碳量小于0.25%0.25%的低碳钢具有良好的的低碳钢具有良好的可焊性，随着含碳量的增加，可焊性降低，在焊接可焊性，随着含碳量的增加，可焊性降

54、低，在焊接钢结构中含碳量要小于钢结构中含碳量要小于0.22%0.22%；v硫、磷及气体杂质较多时会使焊口处产生热裂纹，硫、磷及气体杂质较多时会使焊口处产生热裂纹，严重降低可焊性，含硫量小于严重降低可焊性，含硫量小于0.055%0.055%；v加入过多的合金元素，也将在不同程度上降低可焊加入过多的合金元素，也将在不同程度上降低可焊性。性。v因此，对焊接结构用钢，宜选用含碳量较低、杂质因此，对焊接结构用钢，宜选用含碳量较低、杂质含量少的平炉镇静钢。对于高碳钢和合金钢，为了含量少的平炉镇静钢。对于高碳钢和合金钢，为了改善焊后的硬脆性，焊接时一般须采用焊前预热和改善焊后的硬脆性，焊接时一般须采用焊前预

55、热和焊后热处理等措施。钢材的焊接须执行有关规定。焊后热处理等措施。钢材的焊接须执行有关规定。 化学成分化学成分 普通碳素钢中普通碳素钢中FeFe占占99%99%，其他杂质元素占其他杂质元素占1%1%； 普通低合金钢中合金元素普通低合金钢中合金元素5%5%。a a 碳（碳（C C）：钢材强度的主要来源，钢材强度的主要来源，随其含量增加，强度随其含量增加，强度增加，塑性降低，冲击韧性下降，可焊性降低，抗腐增加，塑性降低，冲击韧性下降，可焊性降低，抗腐蚀性降低。蚀性降低。 一般控制在一般控制在0.22%0.22%以下，以下， 在在0.20.2以下时，以下时，可焊性良好。含碳量大于可焊性良好。含碳量大

56、于0.8%0.8%后，强度也会下降。后，强度也会下降。 v除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃料中引入一些的其他元素。钢材的成分对燃料中引入一些的其他元素。钢材的成分对性能有重要影响。这些成分可分为两类：性能有重要影响。这些成分可分为两类：v一类能一类能改善优化改善优化钢材的性能称为合金元素，钢材的性能称为合金元素，主要有主要有硅硅SiSi、锰、锰MnMn、钒、钒TiTi、钛、钛V V、铌、铌NbNb等；等；v另一类能另一类能劣化劣化钢材的性能，属钢材的杂质，钢材的性能，属钢材的杂质，主要有主要有氧、硫、氮、磷氧、硫、氮、磷等。等。硅、锰大部分溶于铁素

57、体中形成固溶体硅、锰大部分溶于铁素体中形成固溶体 b b 硅（硅（SiSi）：）：当硅在钢中的含量较低（当硅在钢中的含量较低（小小于于1%1%）时，可提高钢材的强度，而对塑性）时，可提高钢材的强度，而对塑性和韧性影响不明显，所以少量的硅对钢是和韧性影响不明显，所以少量的硅对钢是有益的，但含硅量超过有益的，但含硅量超过1.0%1.0%以上时，将显以上时，将显著降低钢的塑性和韧性，增大冷脆性，并著降低钢的塑性和韧性，增大冷脆性，并使可焊性变坏使可焊性变坏 c c 锰（锰（MnMn）：）：锰是我国低合金钢的主加合锰是我国低合金钢的主加合金元素，锰含量一般在金元素，锰含量一般在1%1%范围内，范围内，

58、它的作用主要是使强度提高，锰还能消减它的作用主要是使强度提高，锰还能消减硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性硫和氧引起的热脆性，使钢材的热加工性质改善。质改善。d d 钛（钛（TiTi）: : 是是强脱氧剂强脱氧剂，它能显著提高强度，它能显著提高强度，改善韧性和可焊性，减少时效倾向，是常用改善韧性和可焊性，减少时效倾向，是常用的合金元素。的合金元素。e e 钒钒(V)(V)、铌、铌: : 是是碳化物和氮化物碳化物和氮化物的形成元素，的形成元素，其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大其碳化物具有高温稳定性，适用于受荷较大的焊接结构。的焊接结构。钛、钒、铌皆能钛、钒、铌皆能细化晶粒细化晶粒，提高钢

59、材的强度、，提高钢材的强度、韧性和可焊性，并减少时效倾向，但钒含量韧性和可焊性，并减少时效倾向，但钒含量一般小于一般小于0.5%0.5%，若超过此含量，会使钢材塑，若超过此含量，会使钢材塑性、韧性下降，且增加焊接时的淬硬倾向。性、韧性下降，且增加焊接时的淬硬倾向。在建筑常用的低合金钢中，在建筑常用的低合金钢中，三者为常用合金三者为常用合金元素。元素。 f f 硫：硫：硫是很有害元素。呈非金属硫化物夹杂物，硫是很有害元素。呈非金属硫化物夹杂物，降低各种力学性能，硫多数以硫化物降低各种力学性能，硫多数以硫化物（FeSFeS）形式存在，它是一种形式存在，它是一种强度较低和性质较脆的夹强度较低和性质较

60、脆的夹杂物杂物，受力时容易引起应力集中，降低钢的强，受力时容易引起应力集中，降低钢的强度和疲劳强度。度和疲劳强度。 此外它的熔点低，在高温下该物质首先溶化成此外它的熔点低，在高温下该物质首先溶化成晶粒脱开，使钢材变脆并沿境界开裂，使钢材晶粒脱开，使钢材变脆并沿境界开裂，使钢材具有具有热脆性热脆性（热脆性是指高温下使钢变脆的性（热脆性是指高温下使钢变脆的性质），在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可质），在焊接时易于产生热裂纹，显著降低可焊性以及钢材的加工性，焊性以及钢材的加工性， 且有强烈的且有强烈的成分偏析成分偏析作用作用, ,硫是有害杂质，一硫是有害杂质，一般含量不超过般含量不超过0.055%