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　　鋼材的性能

　　鋼材的主要性能包括力學性能和工藝性能。其中力學性能是鋼材最重要的使用性能，包括抗拉性能、沖擊性能、硬度、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括彎曲性能和焊接性能等。

　　1抗拉性能

　　抗拉性能是鋼筋的最主要性能，表征抗拉性能的技術指標主要是屈服強度、抗拉強度和伸長率。低碳鋼(軟鋼)受拉的應力-應變圖能夠較好地解釋這些重要的技術指標，見圖3.1.1.

　　(1)屈服強度。在彈性階段OA段，如卸去拉力，試件能恢復原狀，此階段的變形為彈性變形，應力與應變成正比，其比值即為鋼材的彈性模量。與A點對應的應力稱為彈性極限(σp)。當對試件的拉伸進入塑性變形的屈服階段AB時，應力的增長滯后于應變的增加，屈服下限B下所對應的應力稱為屈服強度，記做σS。設計時一般以σS作為強度取值的依據。對屈服現象不明顯的鋼，規定以0.2%殘余變形時的應力σ0.2作為屈服強度。

　　(2)抗拉強度。試件在屈服階段以后，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，稱為強化階段。對應于最高點C的應力稱為抗拉強度，用σb表示。設計中抗拉強度雖然不能利用，但屈強比σS/σb能反映鋼材的利用率和結構安全可靠程度。屈強比愈小，反映鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性愈大，因而結構的安全性愈高。但屈強比太小，則反映鋼材不能有效地被利用。

　　(3)伸長率。表征了鋼材塑性變形能力。用δ5和δ10表示L0=5d0和L0=10d0時的伸長率。同一種鋼材，δ5>δ10。

　　2.沖擊性能

　　沖擊性能指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定。按規定，將帶有V形缺口的試件進行沖擊試驗。試件在沖擊荷載作用下折斷時所吸收的功，稱為沖擊吸收功A kv(J)。鋼材的化學成分、組織狀態、內在缺陷及環境溫度等都是影響沖擊韌性的重要因素。Akv值隨試驗溫度的下降而減小，當溫度降低達到某一范圍時，Akv急劇下降而呈脆性斷裂，這種現象稱為冷脆性。發生冷脆時的溫度稱為脆性臨界溫度，其數值越低，說明鋼材的低溫沖擊韌性越好。因此，對直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結構，必須進行沖擊韌性檢驗。

　　3.硬度

　　鋼材的硬度是指表面層局部體積抵抗較硬物體壓入產生塑性變形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。

　　4.耐疲勞性

　　在交變荷載反復作用下，鋼材往往在應力遠小于抗拉強度時發生斷裂，這種現象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限來表示，它是指鋼材在交變荷載作用下，于規定的周期基數內不發生斷裂所能承受的最大應力。

　　5.冷彎性能

　　冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。冷彎性能指標是通過試件被彎曲的角度(90°、180°)及彎心直徑d對試件厚度(或直徑)a的比值(d/a)區分的。試件按規定的彎曲角和彎心直徑進行試驗，試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。

　　冷彎試驗能揭示鋼材是否存在內部組織不均勻、內應力、夾雜物未熔合和微裂隙等缺陷。在拉力試驗中，這些缺陷常因塑造性變形導致應力重分布而得不到反映。因此，冷彎試驗是一種比較嚴格的試驗，對鋼材的焊接質量也是一種嚴格的檢驗，能揭示焊件在受彎表面存在的裂紋和夾雜物。

　　6.焊接性能

　　鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質與母材性質的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學成分及含量。含碳量超過0.3%，可焊性顯著下降等。

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