低溫時鋼材存在什麼特殊問題

㈠ 什麼叫鋼材的低溫冷脆性求解答

低溫冷脆性是指鋼在低溫狀態下由韌性轉化為脆性進而發生破壞的現象。影響低溫脆性的因素很多,它不僅取決於晶格類型,還受材料的成分、組織等因素的影響.分別討論材料成分、晶粒尺寸、顯微組織對低溫脆性轉變溫度的影響。可以從兩個方面來解釋：宏觀上材料的斷裂強度與屈服強度與溫度有關系，對稱度低的金屬這個特點就更明顯，一般是材料的斷裂強度隨溫度的降低而減小，屈服強度會增加。這兩個函數在脆韌轉變溫度處相交，在這個溫度以下材料的屈服強度比斷裂強度大，因此材料在受力時還未發生屈服便斷裂了，材料顯示脆性。
從微觀機制來看低溫脆性與位錯在晶體點陣中運動的阻力有關，阻力增大，則材料屈服強度也相應增加，因為材料在塑性變形時主要依靠位錯運動來完成的。對對稱性低的金屬，合金而言，溫度降低位錯運動的點陣阻力增加，原子熱激活能力下降。因此材料屈服強度增加。
影響材料脆韌轉變的因素有：
1．晶體結構，對稱性低的體心立方以及密排六方金屬，合金轉變溫度高，材料脆性斷裂趨勢明顯，塑性差；
2．化學成分，能夠使材料硬度，強度提高的雜質或者合金元素都會引起材料塑性和韌性變差，材料脆性提高；
3．顯微組織，顯微組織包含以下幾個方面的影響：晶粒大小，細化晶粒可以同時提高材料的強度和塑性，韌性。細化晶粒提高材料韌性原因為,細化晶粒可以使基體變形更加均勻，晶界增多可以有效的阻止裂紋的擴張，因塑性變形引起的位錯的塞積因晶界面積很大也不會很大，可以防止裂紋的產生；金相組織；
4．溫度的影響：溫度影響晶體中存在的雜質原子的熱激活擴散過程，定扎位錯原子氣團的形成會使得材料塑性變差。
5．載入速度的影響：提高載入速度如同降低材料的溫度，使得材料塑性變差，脆化溫度升高。
6．試樣形狀以及尺寸的影響。

㈡ 溫度由常溫變成低溫時，鋼材的沖擊韌性下降。 A. 錯誤 B. 正確

正確。

沖擊韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼材的沖擊韌性用沖斷試樣內所需能量的多少來表示。容鋼材的沖擊韌性試驗是採用中間開有V形缺口的標准彎曲試樣，置於沖擊機的支架上，並使切槽位於受拉的一側。

當試驗機的重擺從一定高度自由落下，將試樣沖斷時，試樣吸收的能量等於重擺所作的功W，若試件在缺口處的最小橫截面積為A，則沖擊韌性ak按有關公式計算。

(2)低溫時鋼材存在什麼特殊問題擴展閱讀：

注意事項：

鋼材的化學成分、內在缺陷、加工工藝及環境溫度都會影響鋼材的沖擊韌性。

沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是開始時下降較平緩，當達到一定溫度范圍時，沖擊韌性會突然下降很多而呈脆性，這種脆性稱為鋼材的冷脆性。此時的溫度稱為脆性臨界溫度。

鋼材的脆性臨界溫度數值愈低，說明鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以在負溫下使用的結構，應當選用脆性臨界溫度較工作溫度低的鋼材。

㈢ 溫度對鋼材性能有什麼影響

其他回答
鋼是含碳量在0.04%-2.3%之間的鐵碳合金。為了保證其韌性和塑性，含碳量一般不超過1.7%。鋼的主要元素除鐵、碳外，還有硅、錳、硫、磷等。鋼的分類方法多種多樣，其主要方法有如下七種：
1、按品質分類
(1) 普通鋼 (2) 優質鋼 (3) 高級優質鋼
2.、按化學成份分類
(1) 碳素鋼：a.低碳鋼；b.中碳鋼；c.高碳鋼
(2) 合金鋼：a.低合金鋼；b.中合金鋼；c.高合金鋼
3、按成形方法分類
(2) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼
4、按用途分類
(1) 建築及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。
(2) 結構鋼
a.機械製造用鋼：(a)調質結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、滲氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼；b.彈簧鋼； c.軸承鋼
(3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。
(4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼；b.耐熱鋼：包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼；c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼。
(5) 專業用鋼——如橋梁用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農機用鋼等。
5、綜合分類
(1)普通鋼
a.碳素結構鋼：(a) q195；(b) q215(a、b)；(c) q235(a、b、c)；(d) q255(a、b)；(e) q275。
b.低合金結構鋼
c.特定用途的普通結構鋼
(2)優質鋼（包括高級優質鋼）
a.結構鋼：(a)優質碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼； (f)特定用途優質結構鋼。
b.工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。
c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼；(c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。
6、按冶煉方法分類
(1) 按爐種分
a.平爐鋼：(a)酸性平爐鋼；(b)鹼性平爐鋼。
b.轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)鹼性轉爐鋼。或 (a)底吹轉爐鋼；(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。
c. 電爐鋼：(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。
(2)按脫氧程度和澆注制度分
.沸騰鋼；b.半鎮靜鋼；c.鎮靜鋼；d.特殊鎮靜鋼。
7、按外形分類
可分為:a.型材、b.板材、c.管材、d.金屬製品四大類。
a. 型材：
重軌，每米重量大於30千克的鋼軌（包括起重機軌）；輕軌，每米重量小於或等於30千克的鋼軌。
大型型鋼：普通鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、工字鋼、槽鋼、等邊和不等邊角鋼及螺紋鋼等。按尺寸大小分為大、中、小型鋼
線材：直徑5-10毫米的圓鋼和盤條
冷彎型鋼：將鋼材或鋼帶冷彎成型製成的型鋼
優質型材：優質鋼圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼等
b．板材；
薄鋼板，厚度等於和小於4毫米的鋼板
厚鋼板，厚度大於4毫米的鋼板。可分為中板（厚度大於4mm小於20mm）、厚板（厚度大於20mm小於60mm）、特厚板（厚度大於60mm）
鋼帶，也叫帶鋼，實際上是長而窄並成卷供應的薄鋼板
電工硅鋼薄板，也叫硅鋼片或矽鋼片
c.管材：
無縫鋼管，用熱軋、熱軋——冷拔或擠壓等方法生產的管壁無接縫的鋼管
焊接鋼管，將鋼板或鋼帶捲曲成型，然後焊接製成的鋼管
d.金屬製品
包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等

㈣ 磷會使鋼的塑性、韌性下降，特別是在低溫時會導致鋼的脆性急劇增加這種現象被稱為什麼現象哈

冷脆現象

㈤ 鋼材的低溫冷脆性是怎麼一回事

低溫冷脆性指隨著溫度的降低，金屬材料強度有所增加，而韌性下降這一種現象的稱呼。材料的沖擊吸收功隨溫度降低而降低，當試驗溫度低於Tk(韌脆臨界轉變溫度)時，沖擊吸收功明顯下降，材料由韌性狀態變為脆性狀態，這種現象稱為低溫脆性。

材料由延性破壞轉變到脆性破壞的上限溫度稱為韌脆轉變溫度。為防止發生低溫脆性破壞，鋼材的最低允許工作溫度就應高於韌脆轉變溫度的上限。

(5)低溫時鋼材存在什麼特殊問題擴展閱讀

溫度是影響金屬材料和工程結構斷裂方式的重要因素之一。許多斷裂事故發生在低溫。這是由於溫度對工程上廣泛使用的低中強度結構鋼和鑄鐵的性能影響很大，隨著溫度的降低，鋼的屈服強度增加韌度降低。體心立方金屬存在脆性轉變溫度是其脆性特點之一。

隨著溫度降低，在某一溫度范圍內，缺口沖擊試樣的斷裂形式由韌性斷裂轉變為脆性斷裂，這種斷裂形式的轉變，通常用一個特定的轉變溫度來表示，該轉變溫度在一定意義上表徵了材料抵抗低溫脆性斷裂的能力。

這種隨溫度降低材料由韌性向脆性轉變的現象稱做低溫脆性或冷脆，發生脆性轉變的溫度稱為脆性轉變溫度。工程構件的工作溫度必須在脆性轉變溫度以上，以防止發生脆性斷裂。

並不是所有的金屬材料都具有低溫脆性。只有以體心立方金屬為基的冷脆金屬才具有明顯的低溫脆性，如中低強度鋼和鋅等。而面心立方金屬，如鋁等，沒有明顯的低溫脆性。

㈥ 怎麼消除鋼材的低溫冷脆性

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞：載入後，無明顯變形，因此破壞前無預兆，斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。

影響脆性破壞的因素
1.化學成分
2.冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層）
3.溫度（熱脆、低溫冷脆）
4.冷作硬化
5.時效硬化
6.應力集中
7.同號三向主應力狀態

1 ) 鋼材質量差、厚度大：鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴重,韌性差等；較厚的鋼材輥軋次數較少，材質差、韌性低，可能存在較多的冶金缺陷。
(2) 結構或構件構造不合理：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當等使應力集中嚴重。
(3) 製造安裝質量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯,焊接缺陷大,殘余應力嚴重；冷加工引起的應變硬化和隨後出現的應變時效使鋼材變脆。
(4) 結構受有較大動力荷載或反復荷載作用：但荷載在結構上作用速度很快時（如吊車行進時由於軌縫處高差而造成對吊車梁的沖擊作用和地震作用等），材料的應力-應變特性就要發生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應力集中、低溫等因素同時作用時,材料的脆性將顯著增加。
（5）在較低環境溫度下工作：當溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉化的溫度並不相同。同一種材料,也會由於缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂，可以從以下幾個方面著手：
1、裂紋
當焊接結構的板厚較大時（大於25mm），如果含碳量高，連接內部有約束作用，焊肉外形不適當，或冷卻過快，都有可能在焊後出現裂紋，從而產生斷裂破壞。針對這個問題，把碳控制在0.22%左右，同時在焊接工藝上增加預熱措施使焊縫冷卻緩慢，解決了斷裂問題。
焊縫冷卻時收縮作用受到約束，有可能促使它出現裂紋。措施是：在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙，焊縫有收縮餘地，裂紋就不會出現。
把角焊縫的表面作成凹形，有利於緩和應力集中。凹形表面的焊縫，焊後比凸形的容易開裂，原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應力，並且在45°截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大，而45°截面又有所增強，情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開裂。
2、應力
考察斷裂問題時，應力 是構件的實際應力，它不僅和荷載的大小有關，也和構造形狀及施焊條件有關。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應力集中，使局部應力增高，對脆性破壞最為危險。施焊過程造成構件內的殘余拉應力，也是不利的。因此，避免焊縫過於集中和避免截面突然變化，都有助於防止脆性斷裂。
3、材料選用
為了防止脆性斷裂，結構的材料應該具有一定的韌性。材料斷裂時吸收的能量和溫度有密切關系。吸收的能量可以劃分為三個區域，即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低於彈性，以避免出現完全脆性的斷裂，也沒有必要高於彈塑性，對鋼材要求太高，必然會提高造價。鋼材的厚度對它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低於薄鋼板。
4、構造細部
發生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構造縫隙，或相當於構造縫隙的未透焊縫。構造焊縫相當於狹長的裂紋，造成高度的應力集中，焊縫則造成高額殘余拉應力並使近旁金屬因熱塑變形而時效硬化，提高脆性。低溫地區結構的構造細部應該保證焊縫能夠焊透。因此，設計時必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。

㈦ 溫差比較大時對鋼材有什麼特殊要求需要用什麼材質的鋼材

一般需要屈服強度比較大的剛才,而且熱膨脹系數不要很大.但是你溫差這么大,比較好的解決方法還是在工程中預留出膨脹空間並且使用防凍劑，單純從鋼材本身角度來說，即時能用，估計壽命也會下降的