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評價鋼材可靠性的參數是什麼

發布時間:2023-06-04 07:56:28

① 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

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。

② 建築鋼材的力學性能主要有哪幾項

建築來鋼材力學性能主要源有3種,包括抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性。
(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。
(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。

③ "鋼材的主要力學性能指標有哪些

鋼作為受力的主要結構材料,不僅需要具有一定的機械性能,而且還具有易於加工的性能。它的主要力學性能是拉伸性能、耐沖擊性、耐疲勞性和硬度。
1.抗拉伸性能
拉伸性能是建築鋼最重要的技術性能。通過拉伸試驗,可以測定屈服強度、的拉伸強度和斷裂後的伸長率。這些是鋼材的重要技術性能指標。
2.抗沖擊性能
抗沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載作用的能力。鋼材的沖擊韌性是用標准試件(中部加工有V形或U形缺口),在擺睡式沖擊試驗機上受沖擊破壞,以缺口底部處單位面積上所消耗的功,作為沖擊韌性指標,用沖擊韌性值ak(J/cm=)表示.ak越大,表示沖斷試件時消耗的功越多.鋼材的沖擊韌性越好。寧夏鋼材進行沖擊試驗,能較全面地反映出材料的品質.鋼材的沖擊韌性對鋼的化學成分、組織狀態、冶煉和軋制質t以及溫度和時效等都較敏感.
3.耐疲勞性
耐疲勞性是在鋼材的反復載荷下,鋼遠低於拉伸強度時會突然斷裂。這種損壞稱為疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力由疲勞極限或疲勞強度表示。它是指在交變載荷作用下,在指定數量的周期性墳墓中,鋼可以承受的不破裂的最大應力。疲勞失效,疲勞裂紋首先出現在應力集中的地方。由於反復作用,應力集中出現在裂紋尖端,這導致裂紋逐漸擴展,導致突然斷裂。斷裂裂紋擴展區和殘余瞬時斷裂區可以與斷裂區分開。耐疲勞性的大小與組合物、的內部偏析和各種缺陷有關。同時,鋼、橫截面的表面質量會發生變化,並且腐蝕程度會影響其抗疲勞性。
4.硬度
硬度表示鋼在鋼表面局部體積中抵抗塑性變形的能力。它是鋼硬度的指標。用於測量鋼的硬度的方法包括布氏(Brinell)方法、,洛氏(Rockwell)方法和維氏(Vickers)方法。通常使用布氏方法和洛氏方法。布氏方法是在布氏硬度機上使用具有指定直徑的硬化鋼球,並在鋼表面上施加壓力以形成凹痕。用壓力除以壓痕的面積,得到的應力值為鋼的布氏硬度值(HB)。硬度值是在Rockwell硬度機上根據測得的壓痕深度計算的。

④ 衡量鋼材力學性能的四大指標是什麼

衡量
鋼材
力學性能
的四大指標:
1.
強度:鋼材在外力作用下,抵抗過大(
塑性
)變形和斷裂的能力。
應力
所能達到的某些
最大值
,也是材料
本構關系
曲線
上的某些應力
特徵點

指標:屈服點fy(σs)
極限強度fu(σb)
彈性:鋼材在外力作用下產生變形,在
外力
取消後恢復原狀的性能。
指標:比例極限fp,
彈性極限
fe,
彈性模量
E
σ<fy理想的彈性體:變形小且可恢復,且有強度儲備
σ≥
fy理想的塑性體:變形大且不可恢復,也沒有強度儲備
所以一般可將鋼材視為理想的
彈塑性
材料。通常取屈服點作為
強度標准值
,而且取受拉和受壓的屈服點相同。一則極限強度與屈服點之間的強度差作為儲備,留有強度餘地;二則屈服點對應的應變(
宏觀
為變形)很小,可以滿足正常使用的要求,而極限強度對應的應變(變形)很要大近20倍左右,無法滿足正常使用的要求。
2.
塑性:鋼材受力斷裂過程中發生不能恢復的殘余變形的能力。
指標:伸長率
說明:因標距不同,有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d),但後一種已
基本上
不再採用,一則兩者共存容易產生混淆,二則可節省試件鋼材。
斷面收縮率
後者與標距無關,
表徵
塑性較前者更好,但
測量誤差
較大。塑性越好,越不容易發生
脆性斷裂
,受力過程中,應力和
內力
重分布就越充分,設計就越安全,破壞前的預兆越明顯。Z向(
厚度
方向性能)
鋼板
就是採用厚度方向拉伸的斷面收縮率作為性能
級別
的劃分
依據

3.
冷彎性能:常溫下鋼材承受彎曲加工變形的能力。
將試件冷彎180o而不出現
裂紋
或分層。
定性指標:合格或不合格。
冷彎性能合格的鋼材才具有良好的常溫加工
工藝性能

4.
韌性:鋼材在沖擊
荷載
作用下,變形和斷裂過程中吸收
機械能
的能力。
綜合反映鋼材的內在質量及力學性能,是強度和塑性的綜合指標(σ~ε曲線和
坐標軸
圍成的
面積
)。是衡量鋼材抵抗因
低溫
、應力集中、沖擊荷載等作用而脆性斷裂的能力。
指標:沖擊功Akv
原為梅氏(Mesnager)U形
缺口
試件,現採用
夏比
(Charpy)
V形缺口試件。

⑤ 鋼筋的力學性能是指哪些具體指標

建築鋼材力學性能主要有3種,包括抗拉性能、沖擊韌性、耐疲勞性。
(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。
(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。

⑥ 45#鋼的力學性能

45號鋼 抗拉強度600MPa、屈服強度355MPa、熱軋硬度229HBS、退火硬度197HBS 因含硫、磷等有害雜質較少,因而質量較高,其強度、塑性、韌性均比碳素結構鋼好,綜合力學性能較好,只要用於製造較重要的機械零件。

標 准 號: GB/T 699-2015 試樣尺寸: 25

試樣狀態: 退火鋼

抗拉強度: ≥600 (MPa)

屈服強度: ≥355 (MPa)

延 長 率: ≥16%

斷面收縮率: ≥40%

布氏硬度: ≤197 (Hblack eye

化學成分質量分數:

C: 0.42~0.50 化學成分質量分數%

Si: 0.17~0.37 化學成分質量分數%

Mn: 0.50~0.80 化學成分質量分數%

|Cr≤: 0.25 化學成分質量分數%

Ni≤: 0.30 化學成分質量分數%

Cu≤: 0.25 推薦熱處理/℃

正火: 850 推薦熱處理/℃

淬火: 840 推薦熱處理/℃

(6)評價鋼材可靠性的參數是什麼擴展閱讀:

45#鋼型號的辨別

1. 常通過用砂輪磨,看火花,花白的是高碳鋼,如45號鋼,花紅的是A3鋼;

2. 45鋼和Q235的材料在石頭上磨一磨,容易磨掉的就是Q235;

3. 用錘子敲一下,45鋼的痕比Q235(A3)的痕跡淺得多,因為Q235比45鋼軟得多

⑦ "鋼材的主要力學性能指標有哪些

鋼材主要力學性能指標主要包括屈服強度、

試樣在拉伸過程中,材料經過屈服階段後進入強化階段後隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力(Fb),除以試樣原橫截面積(So)所得的應力(σ),稱為抗拉強度或者強度極限(σb)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。

計算公式為:σ=Fb/So

式中:Fb--試樣拉斷時所承受的最大力,N(牛頓); So--試樣原始橫截面積,mm²。

(7)評價鋼材可靠性的參數是什麼擴展閱讀

鋼材,國家建設和實現四化必不可少的重要物資,其應用廣泛、品種繁多,根據斷面形狀的不同、鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類,又分為重軌、輕軌、大型型鋼、中型型鋼、小型型鋼、鋼材冷彎型鋼,優質型鋼、線材、中厚鋼板、薄鋼板、電工用硅鋼片、帶鋼、無縫鋼管鋼材、焊接鋼管、金屬製品等品種。

鋼材在熱軋或鍛造後不再對其進行專門熱處理,冷卻後直接交貨,稱為熱軋或熱鍛狀態,熱軋(鍛)的終止溫度一般為800~900℃,之後一般在空氣中自然冷卻,因而熱軋(鍛)狀態相當於正火處理。

所不同的是因為熱軋(鍛)終止溫度有高有低,不像正火加熱溫度控制嚴格,因而鋼材組織與性能的波動比正火大。不少鋼鐵企業採用控制軋制,由於終軋溫度控制很嚴格,並在終軋後採取強製冷卻措施,因而鋼的晶粒細化,交貨鋼材有較高的綜合力學性能。

無扭控冷熱軋盤條比普通熱軋盤條性能優越就是這個道理,熱軋(鍛)狀態交貨的鋼材,由於表面覆蓋有一層氧化鐵皮,因而具有一定的耐蝕性,儲運保管的要求不像冷拉(軋)狀態交貨的鋼材那樣嚴格,大中型型鋼、中厚鋼板可以在露天貨場或經苫蓋後存放。

⑧ 鋼材有哪些主要的力學性能各用什麼指標表示

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。

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