钢材的力学性能包括哪两个方面?
钢材的两大核心性能,分别是力学性能和工艺性能。力学性能是衡量钢材使用价值的关键,具体体现在拉伸性能、冲击性能和疲劳性能等方面。
而工艺性能则关注钢材在加工制造过程中的表现,比如弯曲和焊接等特性。
(1 )拉伸性能是评估建筑钢材在拉伸状态下的表现,主要指标有屈服强度、抗拉强度和伸长率。
屈服强度是结构设计时确定钢材强度的参考基准。
抗拉强度与屈服强度的比值(强屈比)则用来衡量钢材使用的可靠性。
强屈比越大,意味着钢材在超过屈服点工作时的可靠性和安全性越高。
然而,强屈比过大也可能导致钢材强度利用率不高,造成材料浪费。
塑性是指钢材在受力破坏前能承受永久变形的能力,通常用伸长率来衡量。
伸长率越大,说明钢材的塑性越好。
伸长率是指试件拉断后标距长度的增量与原标距长度的百分比。
对于常用的热轧钢筋,还有一个最大力总伸长率的指标要求。
预应力混凝土用的高强度钢筋和钢丝属于硬钢,其抗拉强度高,但伸长率小,且没有明显的屈服阶段。
由于屈服现象不明显,通常以发生残余变形为0.2 %原标距长度时的应力作为屈服强度,称为条件屈服强度,用σ0.2 表示。
(2 )冲击性能反映了钢材抵抗冲击荷载的能力。
钢材的化学成分、冶炼和加工质量都会显著影响其冲击性能。
此外,温度对冲击性能也有较大影响,随着温度下降,冲击性能会减弱。
当温度降低到一定范围时,冲击值会急剧下降,导致钢材出现脆性断裂,这种现象被称为冷脆性,此时的温度即为脆性临界温度。
脆性临界温度越低,说明钢材的低温冲击性能越好。
因此,在低温环境下使用的结构,应选择脆性临界温度低于使用温度的钢材。
(3 )疲劳性能是指钢材在交变荷载反复作用下,应力远低于其屈服强度时突然发生脆性断裂的现象。
疲劳破坏通常发生在低应力状态下,因此具有极大的危害性,往往会导致灾难性的事故。
钢材的疲劳极限与其抗拉强度相关,一般抗拉强度高的钢材,其疲劳极限也较高。
建筑钢材的力学性能主要有哪几项
建筑钢材的力学特征可以概括为几个关键方面:首先是拉伸性能,这包括屈服强度,它是结构设计时确定钢材强度的重要指标。
抗拉强度,即屈服强度与抗拉强度的比值,是衡量钢材使用安全性的关键参数。
伸长率则衡量了钢材在断裂前所能承受的塑性变形能力,伸长率越高,钢材的塑性越好。
冲击性能体现了钢材承受冲击载荷的能力,这一性能受钢材的化学构成、冶炼工艺及加工质量的影响,并且对温度变化较为敏感,通常随着温度的降低而减弱。
最后是疲劳性能,它描述了在交变载荷作用下,钢材即便在应力远低于屈服强度的情况下也可能发生的脆性断裂。
钢材的疲劳极限与其抗拉强度密切相关,一般来说,抗拉强度较高的钢材,其疲劳极限也相对较高。