模块二 建筑钢材的主要技术性能

一、力学性能

（一）抗拉性能

1.低碳钢的拉伸

模块二建筑钢材的主要技术性能拉伸试件低碳钢的拉伸Rε0ABCDB上B下低碳钢拉伸时的应力—应变曲线OA—弹性阶段AB—屈服阶段BC—强化阶段CD—颈缩阶段RmReLRPA

低碳钢拉伸时各阶段的主要受力特点

表8-2阶段主要受力特点弹性阶段钢材产生弹性变形，应力和应变成正比屈服阶段应力与应变不再成正比关系，开始出现塑性变形；应力的增长滞后于应变的增长，应力到达B上点后，瞬时下降至B下点，变形急剧增加，应力则在大致恒定的位置上波动，出现了明显的屈服平台，直到

B点强化阶段钢材抵抗变形的能力重新提高，应力增加，应变也增加，直至最高点C颈缩阶段应力减小，应变增加，试件被拉长；试件在薄弱部位断面急剧缩小，产生颈缩,钢材被拉断

抗拉性能的技术指标

表8-3技术指标计算公式强度指标屈服强度

—屈服强度（MPa）

—屈服点的荷载（N）

—原始横截面积（mm2）抗拉强度

—抗拉强度（MPa）

—最大破坏荷载（N）塑性指标断后伸长率

—原始标距（mm）

—断后标距（mm）

—断后伸长率（%）

断面收缩率

—断后最小横截面积（mm2）

—断面收缩率（%）2.中碳钢、高碳钢的拉伸中碳钢、高碳钢应力应变图是一条连续曲线。与低碳钢相比，抗拉强度高，屈服现象不明显，难以测定屈服强度，故规定以0.2%

残余变形时所对应的应力值作为其屈服强度，称为条件屈服点，用表示。中碳钢、高碳钢屈服强度的确定

（二）冲击韧性定义及指标冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用而不破坏的能力，是衡量钢材抵抗脆断的性能。以冲击韧性值来表示。其值越大，表示冲断试件时消耗的功越多，钢材的冲击韧性越好。影响冲击韧性的主要因素

影响冲击韧性的主要因素化学成分焊接质量内部组织状态时间环境温度

（三）耐疲劳性耐疲劳性是指钢材抵抗疲劳破坏的能力。疲劳破坏钢材在交变荷载反复作用下，在最大应力远低于其抗拉强度时而发生的突然破坏。属于脆性破坏，危险性较大。疲劳破坏的指标用疲劳强度（疲劳极限）来表示。它是指钢材试件在交变应力的作用下，不发生疲劳破坏的最大应力值。（四）硬度硬度是指钢材抵抗硬物压入表面的能力，即钢材表面抵抗塑性变形的能力。较常用的测定钢材硬度的方法是布氏法，相应的硬度指标称为布氏硬度（HB）。其值越大，表示钢材硬度越大。

二、工艺性能（一）冷弯性能冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。其指标为弯曲角度（90°或180°）和弯心直径（）与试件直径或厚度（）的比值。弯曲角度越大，弯心直径与试件直径或厚度的比值越小，则表示钢材的冷弯性能越好。

钢材冷弯试验冷弯是钢材处于不利变形条件下的塑性，断后伸长率是钢材在均匀变形下的塑性。相对于断后伸长率，冷弯是对钢材塑性更严格的检验，更有助于暴露钢材的某些内在缺陷，还被用作检验钢材的焊接质量。

（二）焊接性能可焊性是指钢材是否适应用通常的方法和工艺进行焊接的性能。可焊性好的钢材，焊接工艺简单，易于用一般的焊接方法和工艺施焊；焊口缺陷少，焊口处不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷；焊头牢固可靠；焊接后钢材的力学性能，特别是强度不低于母材的强度，且硬脆倾向小。焊接的特点是：局部高温，焊后急剧冷却，焊件易产生变形、内应力，甚至导致裂缝。

钢筋的焊接钢材可焊性能的好坏主要取决于钢的化学成分。含碳量小于0.25%的碳素钢具有良好的可焊性，超过0.30%的碳素钢可焊性变差；硫、磷及氧、氮等杂质，会使可焊性降低；合金元素加入过多也会降低可焊性。其次，钢的冶炼质量越好，可焊性越好，而冷加工将降低可焊性。

三、钢材的冷加工和热处理（一）钢材的冷加工强化与时效处理

1.冷加工强化处理（1）定义

冷加工强化处理将建筑钢材在常温下进行冷加工（如冷拉、冷拔或冷轧），使之产生塑性变形，从而提高屈服强度的过程。（2）冷加工强化处理对钢材性能的影响

钢材经强化处理后，屈服强度和硬度提高；塑性和韧性降低；钢材在塑性变形中产生了内应力，弹性模量有所降低。（3）冷加工方式

冷拉、冷拔、冷轧等。

2.时效（1）定义钢材随着放置时间的延长，表现出强度、硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为时效。因时效导致钢材性能改变的程度称为时效敏感性。（2）时效的时间时效是普遍而长期的过程，通常可达数十年，但冷加工或使用中经受振动和反复荷载的影响，可加速时效的发展。一般冷加工和时效同时采用，以提高屈服强度，节约钢材。

（3）时效处理钢材经冷加工后，在常温下存放15～