Ⅰ 什麼是金屬材料的脆化現象
金屬材料發生脆化現象,年夜致上可以分為兩類:一類是在一定的溫度條件下泛起的脆性,或是在一定的溫度條件下,經過一段時期後泛起的脆性。這時候,金屬的組織變化其實不較著。屬於這一類的有冷脆性、熱脆性、紅脆性及回火脆性。
另外一類是由於金屬持久在高溫、應力、浸蝕介質的作用下,金屬的顯微組織發生變化,從而引發材料發生脆化的現象。屬於這一類的有苛性脆化、氫脆、石墨化等。
冷脆性是指材料在低溫下顯現的脆性。我們在"金屬的韌性"中談到的各類在低溫條件下發生的低應力破壞,均是由於金屬材料冷脆性所致使的成效。
某些鋼材長時間停留在年夜約400-500℃溫度區間後冷卻到室溫,其沖擊韌性值泛起較著下降,這類現象稱為金屬的熱脆性。顯現熱脆性的鋼材在高溫下其實不脆,只有當冷至室溫時,才顯出脆性。這時候,鋼材的沖擊值很低。-般可以比其正常值下降50-60,甚至下降80~90。具有熱脆性的鋼材,它的金相組織沒有較著的變化,鋼材的其他性能也基本上沒有變化。火電廠的主蒸汽管道、高溫螺栓具有熱脆性趨向,檢修時工藝操作不妥,容易損壞裝備部件。
鋼的紅脆性發生在含硫較多的鋼材中,年夜約在溫度800~900cc以上時,顯現較年夜的脆性,在鍛打時容易開裂。由於這個溫度下鋼材呈紅色,所以稱為紅脆性。發生紅脆性的緣由,是由於硫以硫化鐵和硫的氧化物的形式存在於鋼中,它們形成易於融化的共晶體,網狀散布在晶界上,當鋼被加熱到800℃以上時,這類網狀共晶體較著地軟化,使晶間強度削弱而脆裂。
一般碳鋼在淬火落後行回火處置,其沖擊韌性隨著回火溫度的提高而增加。但對於某些鋼,發現在經250~400°c的回火處置後,其常溫沖擊韌性反而下降,甚至低於低溫回火時的沖擊值,這類現象稱為回火脆性。苛性脆化一般發生在汽鍋鉚接、脹接的接觸概況上,它的主要破壞形式是發生裂紋。由於發生的裂紋與存在苛性鈉氫氧化鈉有關,同時由於這類破裂沒有較著的塑性變形,屬於脆裂性質,因而稱為"苛性脆化"。金屬與合金在應力的作用下,純潔由於氫的緣故,經過一定的時間以後,材料的塑性與韌性急劇下降,泛起脆化現象,稱為氫脆。氫脆是一種延遲破壞,即使材料在低於屈就強度的拉應力作用下,經過一段時期後,依然會發生突然斷裂。由於金屬材料在冶煉、熱加工、焊接、電鍍、酸洗等進程中吸收了過量的氫,當鋼中的氫含量跨越5-10ppm時,就易泛起氫脆。另外,在含氫的氣體或液體介質中工作的零件,有可能使氫進進金屬材料的內部,使材料的性能下降,泛起氫脆。由於氫在鋼中所浮現的復雜行為和脆性破壞,工程上發生了許多嚴重破壞事故,造成龐大損失。是以,重要部件用鋼,必需嚴酷限制鋼中的含氫量,而且不允許有白點存在。另外,重要元件的焊接進程中,必需接納嚴酷的工藝措施,選用低氫型焊條、焊絲,並在使用前充實烘乾,往除水份及油污,盡量削減焊接進程中氫的吸進量。
Ⅱ 鋼材的硬化有三種情況
金屬材料
碳:存在於所有的鋼材,是最重要的硬化元素.有助於增加鋼材的強度,我們通常希望刀具級別的鋼材擁有0.6%以上的碳,也成為高碳鋼.
磷是鋼中有害雜質之一.含磷較多的鋼,在室溫或更低的溫度下使用時,容易脆裂,稱為「冷脆」.鋼中含碳越高,磷引起的脆性越嚴重.一般普通鋼中規定含磷量不超過 0.045%,優質鋼要求含磷更少.
硫在鋼中偏析嚴重,惡化鋼的質量.在高溫下,降低鋼的塑性,是一種有害元素,它以熔點較低的FeS的形式存在.
鉻:增加耐磨損性,硬度,最重要的是耐腐蝕性,擁有13%以上的認為是不銹鋼.盡管這么叫,如果保養不當,所有鋼材都會生銹.
錳:重要的元素,有助於生成紋理結構,增加堅固性,和強度、及耐磨損性.
鉬:碳化作用劑,防止鋼材變脆,在高溫時保持鋼材的強度,出現在很多鋼材中.
鎳:保持強度、抗腐蝕性、和韌性.
硅:有助於增強強度.和錳一樣,硅在鋼的生產過程中用於保持鋼材的強度.
鎢:增強抗磨損性.將鎢和適當比例的鉻或錳混合用於製造高速鋼.
釩:增強抗磨損能力和延展性.一種釩的碳化物用於製造條紋鋼.在許多種鋼材中都含有釩.
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Ⅲ 鋼筋應變達到多少進入強化階段,即屈服階段結束時的應變是多少
鋼筋的強度等級不同,應力-應變關系表現不同。它們的應力在比例極限前是服從虎克定律的,才可用其彈性模量計算得到。
Ⅳ 名詞解釋:鋼材的冷作強化
金屬材料在常溫或再結晶溫度以下的加工產生強烈的塑性變形,使晶格扭專曲、畸變,晶粒產生剪切、滑移屬,晶粒被拉長,這些都會使表面層金屬的硬度增加,減少表面層金屬變形的塑性,稱為冷作硬化。金屬在冷態塑性變形中,使金屬的強化指標,如屈服點、硬度等提高,塑性指標如伸長率降低的現象稱為冷作硬化。
Ⅳ 鋼材的硬化體現在主要力學性能的哪些方面
力學性能是鋼材最重要的使用性能,包括抗拉性能、塑性、韌性及硬度等。 (1)抗拉性能。表示鋼材抗拉性能的指標有屈服強度、抗拉強度、屈強比、伸長率、斷面收縮率。屈服是指鋼材試樣在拉伸過程中,負荷不再增加,而試樣仍繼續發生變形的現象。發生屈服現象時的最小應力,稱為屈服點或屈服極限,在結構設計時,一般以屈服強度作為設計依據。抗拉強度是指試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大荷載與試樣原橫截面面積之比。鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6~0.65,低合金結構鋼為0.65~0.75,合金結構鋼為0.84~0.86。伸長率是指金屬材料在拉伸時,試樣拉斷後,其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比;斷面收縮率是指金屬試樣拉斷後,其縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比。伸長率和斷面收縮率越大,鋼材的塑性越好。(2)冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下抵抗彎曲變形的能力,表示鋼材在惡劣條件下的塑性。鋼材按規定的彎曲角度a和彎心直徑d彎曲後,通過檢查彎曲處的外面和側面有無裂紋、起層或斷裂等進行評定。通過冷彎可以揭示鋼材內部的應力、雜質等缺陷,還可用於鋼材焊接質量的檢驗,能揭示焊件在受彎面的裂紋、雜質等缺陷。(3)沖擊韌性。沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力。工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材質量的一項指標,特別對經常承受荷載沖擊作用的構件,如重量級的吊車梁等,要經過沖擊韌性的鑒定。沖擊韌性越大,表明鋼材的沖擊韌性越好。(4)硬度。硬度是指金屬抵抗硬物體壓人其表面的能力,硬度不是一個單純的物理量,而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標。硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法為布氏硬度,是用一定直徑的球體(鋼球或硬質合金球),以相應的試驗力壓人試樣表面,經規定的保持時間後,卸除試驗力,測表面壓痕直徑計算其硬度值。(5)疲勞破壞。鋼材在交變應力作用下,應力在遠低於靜荷載抗拉強度的情況下突然破壞,甚至在低於靜荷載屈服強度時即發生破壞,這種破壞稱為疲勞破壞。鋼材疲勞破壞的應力指標用疲勞強度(或稱疲勞極限)來表示,它是指試件在交變應力的作用下,不發生疲勞破壞的最大應力值。一般把鋼材承受交變荷載1×107周次時不發生破壞所能承受的最大應力作為疲勞強度。設計承受交變荷載且需進行疲勞驗算的結構時,應當了解所用鋼材的疲勞強度。
Ⅵ 鋼筋的強度指標是哪兩種
鋼筋的力學性能指標包括: 屈服強度 抗性強度 伸長率 及冷彎性能。屈服強度和抗拉強度的鋼筋的強度指標。伸長率和冷彎性能是鋼筋的塑性指標, 鋼筋的力學性能指標應符合相應的國家標准,屈服點,又稱為屈服強度,在鋼筋混凝土結構設計中所用的。
如同人一樣,鋼筋有著自己倔強的一面。它剛直不阿,能屈能伸,承擔著混凝土結構的起承轉合。在地基工程中,鋼筋作為樁基礎的主要受力點,它成為了建築本體舒適的「鞋」。在基礎工程中,筏型基礎。
箱型基礎中隨處可見鋼筋的身影,這些鋼筋組成了建築物本體強有利的「腳」,承擔了身體的全部重量。在主體結構中,受力鋼筋、架立筋、箍筋、分布筋縱橫交錯,形成了不同類型的柱樑板牆,形成了建築結構的「身體」。
每一個工程建築人的日常工作中,接觸最多的莫過於鋼筋和混凝土這一對兒兄弟。對於鋼筋,它究竟「倔強」在何處,大家對它的品行究竟又了解多少呢?我們撥開迷霧看真知,干貨走起。工程建築用鋼筋按照工程人的「觸感」分為光圓鋼筋和帶肋鋼筋(螺紋鋼)。
光圓鋼筋表面光滑,就像亭亭玉立的姑娘伸出的芊芊玉手,滑滑的,涼涼的,不過手感略堅硬,初碰沁人心扉,久碰涼徹心底。帶肋鋼筋觸感凹凸不平,俗稱螺紋鋼。它像極了一個經常從事搬運工作的漢子。
粗糙,堅硬但是令人心底踏實。有它在,世界就在,有了它,混凝土結構就不會失穩。看到上邊的圖,你會不會好奇鋼筋上數字和字母的含義。下面一張圖來解讀帶肋鋼筋標號的密碼。
Ⅶ 鋼材的硬化體現在主要力學哪些方面
鋼材的力學性能:有明顯流幅的鋼筋,塑形好、延伸率大。技術指標:屈服強度、延伸率、強屈比、冷彎性能。力學性能是最重要的使用性能,包括抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性等。工藝性能包括冷彎性能和可焊性。(1)抗拉性能:抗拉性能鋼材最重要的力學性能。屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。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。對於有抗震要求的結構用鋼筋,實測抗拉強度與實測屈服強度之比不小於1.25;實測屈服響度與理論屈服強度之比不大於1.3;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;但強屈比太大,鋼材強度利用率偏低,浪費材料。鋼材受力破壞前可以經受永久變形的性能,稱為塑性,它是鋼材的一個重要指標。鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率隨鋼筋強度的增加而降低。冷彎也是考核鋼筋塑性的基本指標。(2)沖擊韌性,是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力,在負溫下使用的結構,應當選用脆性臨界溫度較使用溫度為低的鋼材。(3)耐疲勞性:鋼材在應力遠低於其屈服強度的情況下突然發生脆斷破裂的現象,稱為疲勞破壞。危害極大,鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關,一般抗拉強度高,其疲勞極限也較高。