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    鋼材基本性能及指標

    作者:www.fireeye100.com 點擊: 日期:2021-01-20 09:40

    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征點。

    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,在外力取消后恢復原狀的性能。

    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準值,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,留有強度余地;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),但后一種已基本上不再采用,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

    后者與標距無關,表征塑性較前者更好,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)鋼板就是采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,現采用夏比(Charpy)V形缺口試件。

    5.可焊性:反映鋼材焊接的可行性及焊縫的受力性能。

    包含施工工藝和受力性能兩個方面的可焊性。

    指標:碳當量。

    《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002、J218-2002的§2.0.1:建筑鋼結構工程焊接難度可分為一般、較難和難三種情況。施工單位在承擔鋼結構焊接工程時應具備與焊接難度相適應的技術條件。建筑鋼結構工程的焊接難度可按下表區分。

    6.耐久性:鋼材在長期使用后的力學性能。

    耐腐蝕性

    耐老化(時效硬化)

    耐長期高溫

    耐疲勞

    普通鋼材供應提供的材性保證:

    三項保證:屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率

    四項保證:屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率、180°冷彎

    五項保證:屈服點fy(σs)、極限強度fu(σb)、伸長率、180°冷彎、沖擊功

    提供保證的材性越多,鋼材的價格也越貴。