各種因素對鋼材性能的影響

1、2.5各種因素對鋼材性能的影響化學成分普通碳素鋼中Fe占99%，其他雜質(zhì)元素占1%；普通低合金鋼中有V5%的 合金元素。碳（C）：鋼材強度的主要來源，但是隨其含量增加，強度增加，塑性、冷 彎性能、沖擊性能、疲勞強度降低，可焊性降低，抗腐蝕性降低。 一般控制在0.22%以下，在0.2以下時，可焊性良好。硫（S）：熱脆性。有害元素，引起熱脆和分層。不得超過0.05%。磷（P）：冷脆性?？垢g能力略有提高，可焊性降低。不得超過0.045%。錳（Mn）：合金元素。弱脫氧劑。與S形成MnS，（熔點為1600C），可以 消除一部分S的有害作用。硅（Si）：合金元素。強脫氧劑。，可細化精粒，提高強度，且不影

2、響其它性 能，但過量會惡化焊接性和抗銹性。釩（V）：合金元素。細化晶粒，提高強度，其碳化物具有高溫穩(wěn)定性，適 用于受荷較大的焊接結(jié)構(gòu)。氧（O）：有害雜質(zhì)。氮（N）：有害雜質(zhì)。碳當量 （carbon equivalent ）把鋼中合金元素的含量按其對某種性能（如焊接性、鑄造工藝性等）的作用換 算成碳的相當含量。Ceq=C+Mn/6+（Cr+V+Mo）/5+（Cu+Ni）/15冶金缺陷常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋等。偏析：金屬結(jié)晶后化學成分分布不均勻的現(xiàn)象。主要是硫、磷偏析，其 后果是偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性、可焊性變壞。非金屬夾雜：指鋼材中的非金屬化合物，如硫化物、氧化物，他們使鋼

3、材性能變脆。裂紋：鋼材中存在的微觀裂紋。氣泡：澆鑄時由FeO和C作用所生成的CO氣體不能充分逸出而滯留在 鋼錠那形成的微小空洞。分層：澆鑄時的非金屬夾雜在軋制后可能造成鋼材的分層。構(gòu)造缺陷b)a) N二0I I I I I I I II I L I m1。_(。max)應(yīng)力集中現(xiàn)象c)試件表面不平整，有刻槽、缺口，厚度突變時，應(yīng)力不均勻，力線變曲折， 缺陷處有高峰應(yīng)力一一應(yīng)力集中。結(jié)果：塑性降低，脆性增加。/ MP7006005004003002001000102030 %應(yīng)力集中對。一關(guān)系的影響原因：不正確的設(shè)計（構(gòu)造不合理）、制造（不光滑）及使用（在構(gòu)件上 亂打火等）。0 /MP a280

4、 -21014070 -變形速度1-110mm/min2-40mm/min3-4mm/min4-0.05mm/min0510變形速度對1520 % e0 - e關(guān)系的影響加荷速度加荷速度高，鋼材屈服點提高，呈脆性。因此，1）.材性試驗要求緩慢加載2）.要考慮動荷載對結(jié)構(gòu)的不利影響循環(huán)荷載的影響鋼材在連續(xù)交變荷載作用下，會逐漸累積損傷，產(chǎn)生裂紋及裂紋逐漸擴展，直到最后破壞疲勞破壞。鋼材的硬化時效硬化1冷作硬化3冷加工及時效e_4冷作硬化后 %的塑性區(qū)0冷加工及時效后的塑性區(qū)冷作硬化當荷載超過材料比例極限卸載后出現(xiàn)殘余變形，再次加載則比例極限（或屈服點）提高的現(xiàn)象，也稱“應(yīng)變硬化”。（主觀的）時效

5、硬化隨時間的增長，碳和氮的化合物從晶體中析出，使材料硬化的現(xiàn)象。（客觀的） 應(yīng)變時效鋼材產(chǎn)生塑性變形時，碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同時可以加速時效硬化，因此也稱“人工時效”。溫度的影響正溫范圍100C以內(nèi)對鋼材性能無影響；100C以上隨溫度升高，總的趨勢是強度、彈性模量降低，塑性增大250C左右抗拉強度略有提高，塑性降低，脆性增力一蘭脆現(xiàn)象，該溫度區(qū)段稱為“蘭脆區(qū)”。250350C產(chǎn)生徐變現(xiàn)象。600C左右彈性模量趨于零，承載能力幾乎完全喪失。負溫范圍溫度對鋼材機械性能的影響/v低溫對鋼材沖擊韌性的影響當溫度低于常溫時，鋼材的脆性傾向隨溫度降低而增加。T之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū)，Akv急劇下降。而且不同的鋼材其脆性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不同，必須通過試驗確定。使用溫度必須高于，但不一定高于T （浪費）。厚度、直徑的影響鋼材要經(jīng)過軋制最后成型。一般為熱軋，即鋼錠在1200-13000C經(jīng)軋機軋 制成型。經(jīng)過軋機壓力的作用，使鋼材的晶粒變得細密均勻，內(nèi)部的裂紋和氣泡 得以焊合。所以，鋼材軋制得越薄，其強度、塑性和韌性就越好。鋼材的分組尺寸（mm）組另U鋼號Q235Q345Q390Q420鋼材直徑或厚度第一組16161616 4016 3516 3516 35第三組40 6035