模塊二 建筑鋼材的主要技術性能

一、力學性能

（一）抗拉性能

1.低碳鋼的拉伸

模塊二建筑鋼材的主要技術性能拉伸試件低碳鋼的拉伸Rε0ABCDB上B下低碳鋼拉伸時的應力—應變曲線OA—彈性階段AB—屈服階段BC—強化階段CD—頸縮階段RmReLRPA

低碳鋼拉伸時各階段的主要受力特點

表8-2階段主要受力特點彈性階段鋼材產生彈性變形，應力和應變成正比屈服階段應力與應變不再成正比關系，開始出現塑性變形；應力的增長滯后于應變的增長，應力到達B上點后，瞬時下降至B下點，變形急劇增加，應力則在大致恒定的位置上波動，出現了明顯的屈服平臺，直到

B點強化階段鋼材抵抗變形的能力重新提高，應力增加，應變也增加，直至最高點C頸縮階段應力減小，應變增加，試件被拉長；試件在薄弱部位斷面急劇縮小，產生頸縮,鋼材被拉斷

抗拉性能的技術指標

表8-3技術指標計算公式強度指標屈服強度

—屈服強度（MPa）

—屈服點的荷載（N）

—原始橫截面積（mm2）抗拉強度

—抗拉強度（MPa）

—最大破壞荷載（N）塑性指標斷后伸長率

—原始標距（mm）

—斷后標距（mm）

—斷后伸長率（%）

斷面收縮率

—斷后最小橫截面積（mm2）

—斷面收縮率（%）2.中碳鋼、高碳鋼的拉伸中碳鋼、高碳鋼應力應變圖是一條連續(xù)曲線。與低碳鋼相比，抗拉強度高，屈服現象不明顯，難以測定屈服強度，故規(guī)定以0.2%

殘余變形時所對應的應力值作為其屈服強度，稱為條件屈服點，用表示。中碳鋼、高碳鋼屈服強度的確定

（二）沖擊韌性定義及指標沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力，是衡量鋼材抵抗脆斷的性能。以沖擊韌性值來表示。其值越大，表示沖斷試件時消耗的功越多，鋼材的沖擊韌性越好。影響沖擊韌性的主要因素

影響沖擊韌性的主要因素化學成分焊接質量內部組織狀態(tài)時間環(huán)境溫度

（三）耐疲勞性耐疲勞性是指鋼材抵抗疲勞破壞的能力。疲勞破壞鋼材在交變荷載反復作用下，在最大應力遠低于其抗拉強度時而發(fā)生的突然破壞。屬于脆性破壞，危險性較大。疲勞破壞的指標用疲勞強度（疲勞極限）來表示。它是指鋼材試件在交變應力的作用下，不發(fā)生疲勞破壞的最大應力值。（四）硬度硬度是指鋼材抵抗硬物壓入表面的能力，即鋼材表面抵抗塑性變形的能力。較常用的測定鋼材硬度的方法是布氏法，相應的硬度指標稱為布氏硬度（HB）。其值越大，表示鋼材硬度越大。

二、工藝性能（一）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。其指標為彎曲角度（90°或180°）和彎心直徑（）與試件直徑或厚度（）的比值。彎曲角度越大，彎心直徑與試件直徑或厚度的比值越小，則表示鋼材的冷彎性能越好。

鋼材冷彎試驗冷彎是鋼材處于不利變形條件下的塑性，斷后伸長率是鋼材在均勻變形下的塑性。相對于斷后伸長率，冷彎是對鋼材塑性更嚴格的檢驗，更有助于暴露鋼材的某些內在缺陷，還被用作檢驗鋼材的焊接質量。

（二）焊接性能可焊性是指鋼材是否適應用通常的方法和工藝進行焊接的性能。可焊性好的鋼材，焊接工藝簡單，易于用一般的焊接方法和工藝施焊；焊口缺陷少，焊口處不易形成裂紋、氣孔、夾渣等缺陷；焊頭牢固可靠；焊接后鋼材的力學性能，特別是強度不低于母材的強度，且硬脆傾向小。焊接的特點是：局部高溫，焊后急劇冷卻，焊件易產生變形、內應力，甚至導致裂縫。

鋼筋的焊接鋼材可焊性能的好壞主要取決于鋼的化學成分。含碳量小于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性，超過0.30%的碳素鋼可焊性變差；硫、磷及氧、氮等雜質，會使可焊性降低；合金元素加入過多也會降低可焊性。其次，鋼的冶煉質量越好，可焊性越好，而冷加工將降低可焊性。

三、鋼材的冷加工和熱處理（一）鋼材的冷加工強化與時效處理

1.冷加工強化處理（1）定義

冷加工強化處理將建筑鋼材在常溫下進行冷加工（如冷拉、冷拔或冷軋），使之產生塑性變形，從而提高屈服強度的過程。（2）冷加工強化處理對鋼材性能的影響

鋼材經強化處理后，屈服強度和硬度提高；塑性和韌性降低；鋼材在塑性變形中產生了內應力，彈性模量有所降低。（3）冷加工方式

冷拉、冷拔、冷軋等。

2.時效（1）定義鋼材隨著放置時間的延長，表現出強度、硬度提高，塑性和韌性下降的現象稱為時效。因時效導致鋼材性能改變的程度稱為時效敏感性。（2）時效的時間時效是普遍而長期的過程，通常可達數十年，但冷加工或使用中經受振動和反復荷載的影響，可加速時效的發(fā)展。一般冷加工和時效同時采用，以提高屈服強度，節(jié)約鋼材。

（3）時效處理鋼材經冷加工后，在常溫下存放15～