什麼時候鋼材達到塑性

A. 鋼材在復雜條件下，塑性條件有什麼不同

鋼材的塑性變形主要是在溫度變化和拉力過載時塑性變形比較明顯！

B. 衡量鋼材的塑性的指標

塑性是鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的性能。通常用伸長率和斷版面收縮率來表示。
1.伸長率權是鋼材受拉發生斷裂時所能承受的永久變形能力，是試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比，以百分數表示。
2.斷面收縮率是指試件拉斷後縮頸處斷面面積的最大縮減量占原橫斷面面積的百分率。

C. 隨著鋼材含碳量的提高，鋼材的強度硬度和塑性分別怎麼變化

當鋼中含碳量超過0.9%以後,鋼組織中的二次滲碳體網趨於完整、變粗,鋼的強度這時不但不會增強,反而會迅速降低。
1低碳鋼
通常C%＜0.25%，叫低碳鋼，強度較低、塑性和可焊性較好。
2.中碳鋼
C%在0.25～0.60%，叫中碳鋼，有較高的強度，但塑性和可焊性較差。
3.高碳鋼
C%＞0.60%，叫高碳鋼。塑性和可焊性很差，但熱處理後會有很高的強度和硬度。
高碳鋼含碳量在0.6%-2%之間，超過2%即為鑄鐵。

D. 什麼情況下會出現塑性破壞和脆性破壞

鋼材具有兩種性質完全不同的破壞形式，即塑性破壞和脆性破壞。
塑性破壞是由於回變形過大，答超過了材料或構件可能的變形能力而產生的，僅在構
件的應力達到了鋼材的抗拉強度
後才發生。塑性破壞前，總有較大的塑性變形
發生，且變形持續的時間較長，很容易及時發現而採取措施予以補救，不致引起嚴重後果。
脆性破壞前塑性變形很小，甚至沒有塑性變形，計算應力可能小於鋼材的屈服點，
斷裂從應力集中處開始。由於脆性破壞前沒有明顯的預兆，無法及時覺察和採取
補救措施，而且個別構件的斷裂常引起整個結構塌毀。在設計、施工和使用鋼結構時，要特別注意防止出現脆性破壞

E. 從鋼材的力學性能和工藝性能要求,分析如何評定建築鋼材的質量.

建築鋼材的力學性能有：抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性
建築鋼材的工藝性能有：冷彎性能、可焊性能

1. 抗拉性能

低碳鋼拉伸時的應力－應變圖 硬鋼應力－應變圖

抗拉性能是建築鋼材最重要的力學性能。鋼材受拉時，在產生應力的同時，相應地產生應變。應力和應變的關系反映出鋼材的主要力學特徵。從低碳鋼（軟鋼）的應力-應變關系中可看出，低碳鋼從受拉到拉斷，經歷了四個階段：彈性階段（OA）、屈服階段(AB)、強化階段(BC)和頸縮階段(CD)。

⑴ 彈性階段

在圖中OA段，應力較低，應力與應變成正比例關系，卸去外力，試件恢復原狀，無殘余形變，這一階段稱為彈性階段。彈性階段的最高點（A點）所對應的應力稱為彈性極限，用σp表示，在彈性階段，應力和應變的比值為常數稱為彈性模量，用E表示，即E=σ/ε。

⑵ 屈服階段

當應力超過彈性極限後，應變的增長比應力快，此時，除產生彈性變形外，還產生塑性變形。當應力達到B上點時，即使應力不再增加，塑性變形仍明顯增長，鋼材出現了「屈服」現象，這一階段稱為屈服階段。在屈服階段中，應力會有波動，出現上屈服點（B上）和下屈服點(B下)。由於下屈服點比較比較穩定且容易測定，因此，採用下屈服點對應的應力作為鋼材的屈服極限（σS）或屈服強度。

鋼材受力達到屈服強度後，變形迅速增長，盡管尚未斷裂，已不能滿足使用要求，故結構設計中以屈服強度作為容許應力取值的依據。

⑶ 強化階段

在鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶格扭曲、晶粒破碎等原因，阻止了塑性變形的進一步發展，鋼材抵抗外力的能力重新提高，在應力－應變圖上，曲線從B點開始上升直至最高點C，這一過程稱為強化階段；

對應於最高點C的應力稱為抗拉強度（σb）。它是鋼材所承受的最大拉應力。常用低碳鋼的抗拉強度為375～500MPa。

條件屈服點： 某些合金鋼或含碳量高的鋼材（如預應力混凝土用鋼筋和鋼絲）具有硬鋼的特點，其抗拉強度高，無明顯屈服階段，伸長率小。

故採用產生殘余變形為0.2％原標距長度時的應力作為屈服強度，稱為條件屈服點，用δ0.2表示。

強屈比：抗抗拉強度與屈服強度之比（強屈比）σb/σS，是評價鋼材使用可靠性的一個參數。強屈比愈大，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高，但是，強屈比太大，鋼材強度的利用率偏低，浪費材料。鋼材的強屈比一般不低於1.2，用於抗震結構的普通鋼筋實測的強屈比應不低於1.25。

⑷ 頸縮階段

在鋼材達到C點後，試件薄弱處的斷面將顯著減小，塑性變形急劇增加，產生「頸縮」現象而斷裂（圖8－3）。

鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面收縮率來表示。

伸長率：將拉斷後試件拼合起來，測量出標距長度l1,l1與試件受力前的原標距l0之差為塑性變形值，它與原標距l0之比為伸長率δ，按下式計算：
式中 δ——伸長率；

l0——試件原始標距長度，mm；

l1——斷裂試件拼合後標距長度，mm；

斷面收縮率：是指斷口處的面積收縮量與原面積之比
試件拉伸前和斷裂後標距的長度

2.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，以試驗時的彎曲角度α和彎心直徑d為指標表示。

鋼材的冷彎試驗是通過直徑(或厚度)為a的試件，採用標准規定的彎心直徑d（d = na，n為整數），彎曲到規定的角度時（180°或90°），檢查彎曲處有無裂紋、斷裂及起層等現象。若沒有這些現象則認為冷彎性能合格。鋼材冷彎時的彎曲角度α越大，d/a越小，則表示冷彎性能越好。

3. 沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是處在簡支梁狀態的金屬試樣在沖擊負荷作用下折斷時的沖擊吸收功。鋼材的沖

擊韌性與鋼材的化學成分、組織狀態，以及冶煉、加工都有關系。例如，鋼材中磷、硫含量較高，存在偏析、非金屬夾雜物和焊接中形成的微裂紋等都會使沖擊韌性顯著降低。

沖擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是：開始下降緩和，當達到一定溫度范圍時，突然下降很多而呈脆性，這種性質稱為鋼材的冷脆性；

4. 耐疲勞性

受交變荷載反復作用時，鋼材在應力低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成災難性的事故。

在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應力值隨應力循環次數的增加而降低。鋼材在無窮次交變荷載作用下而不至引起斷裂的最大循環應力值，稱為疲勞強度極限，實際測量時常以2×106次應力循環為基準。一般來說，鋼材的抗拉強度高，其疲勞極限也較高。

5.焊接性能

焊接是把兩塊金屬局部加熱，並使其接縫部分迅速呈熔融或半熔融狀態，而牢固的連接起來。它是鋼結構的主要連接形式。建築工程的鋼結構中，焊接結構要佔90％以上。
鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區不產生裂紋及硬脆傾向，焊接後鋼材的力學性能，特別是強度不低於原有鋼材的強度。
鋼材的化學成分對鋼材的可焊性有很大的影響。隨鋼材的含碳量、合金元素及雜質元素含量的提高，鋼材的可焊性降低。鋼材的含碳量超過0.25%時，可焊性明顯降低；硫含量較多時，會使焊口處產生熱裂紋，嚴重降低焊接質量。

F. 鋼材在復雜條件下，塑性條件有什麼不同

鋼材的塑性變形主要是在溫度變化和拉力過載時塑性變形比較明顯！

G. 什麼叫鋼材的塑性

塑性是鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的性能。通常用伸長率和斷面收縮率來表專示。
1.伸長率是鋼屬材受拉發生斷裂時所能承受的永久變形能力，是試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比，以百分數表示。
2.斷面收縮率是指試件拉斷後縮頸處斷面面積的最大縮減量占原橫斷面面積的百分率。

H. 時效使鋼材的強度怎樣,塑性怎樣

鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔和冷軋，使其產生塑性變形，從而提高屈服強度，成為冷加工強化。

將固溶處理得到的過飽和鋁合金固溶體置於一定的溫度的爐內，保溫使其析出化合物相組織，使合金得到強化的效果。將固溶處理後的過飽和鋁合金固溶體置於室溫自然溫度條件下，讓其逐漸析出化合物相，其時間比人工時效處理要長，但是時效強化效果要比人工時效大的多。

鋼的性質隨時間的增長逐漸變硬變脆的現象稱為稱為時效硬化，其特徵為鋼材的屈服強度和抗拉強度提高，但伸長率減小，特別是沖擊韌性急劇降低。

材質特性

冷作硬化會改變鋼材的力學性能，即強度提高，但是顯著降低了鋼材的塑性和沖擊韌性，增加出現脆性破壞的可能性，對鋼結構是有害的。鋼結構一般不利用冷作硬化來提高強度，對重要結構用材還要採取刨邊措施來消除冷作硬化的影響。

時效硬化的本質原因是鐵素體內常有極少量的碳和氮等固溶物，隨著時間的增長，碳、氮逐漸從純鐵體中析出，並形成自由的滲碳體和氮化物，散布在晶粒的滑動面上，起著阻礙滑移的強化作用，約束純鐵體發展塑性變形，使鋼變硬變脆。

I. 什麼叫鋼材的塑性

塑性是一種在某種給定載荷下,材料產生永久變形的材料特性,對大多的工程材料回來說,當其應力低答於比例極限時,應力一應變關系是線性的。另外,大多數材料在其應力低於屈服點時，表現為彈性行為，也就是說，當移走載荷時，其應變也完全消失。塑性好壞可用伸長率δ 和斷面收縮率ψ表示。