钢材的主要性能

钢材的主要性能_土木工程概论

    二、钢材的主要性能

    钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。力学性能是钢材最重要的使用性能。

    （一）钢材的力学性能

    钢材的力学性能主要有抗拉性能、冲击韧性、硬度和耐疲劳性能。

    1．抗拉性能

    抗拉性能是钢材的重要性能之一。由拉力试验测定的屈服点、抗拉强度和伸长率是钢材抗拉性能的主要技术指标。钢材的抗拉性能可通过低碳钢受拉时的应力－应变曲线阐明，如图3－5所示。曲线可划分为弹性阶段（0A）、弹塑性阶段（AB）、塑性阶段（BC）和应变强化阶段（CD），超过D点后试件产生颈缩和断裂。

    

    

    

    图3－5　低碳钢受拉时的应力－应变曲线

    2．冲击韧性

    冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力。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。它是将具有规定形状和尺寸并带有V形缺口的标准试件，在摆锤式试验机上进行冲击弯曲试验，并以试件冲断时缺口处单位面积上所消耗的功来表示，消耗的功越大钢材的冲击韧性越好。

    3．硬度

    硬度是指金属材料抵抗硬物压入表面局部体积的能力。亦即材料表面抵抗塑性变形的能力。测定钢材硬度的方法有布氏法、洛氏法和维氏法。

    4．耐疲劳性能

    钢材在交变荷载反复多次作用下，往往在应力远低于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏。钢材的疲劳破坏指标用疲劳强度（疲劳极限）来表示，它是指试件在交变应力的作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。

    （二）钢材的工艺性能

    钢材的工艺性能主要有焊接性能、冷弯性能。

    1．焊接性能

    焊接是钢结构的主要连接方式。在工业与民用建筑的钢结构中，焊接结构占90%以上。钢材的可焊性是指钢材是否适应用通常的方法与工艺进行焊接的性能。可焊性好的钢材易于用一般焊接方法和工艺施焊，焊口处不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷，焊接后钢材的力学性能，特别是强度不低于原有钢材，硬脆倾向小。

    2．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，是建筑钢材的重要工艺性能。钢材的冷弯性能指标以试件被弯曲的角度和弯心直径对试件厚度（或直径）的比值来表示。试验时采用的弯曲角度越大，弯心直径对试件厚度（或直径）的比值越小，表示对冷弯性能的要求越高。冷弯检验的方法是按规定的弯曲角和弯心直径进行试验，试件的弯曲处不发生裂缝、断裂或起层，即认为冷弯性能合格。