钢材性能指标.ppt

强度试验：低碳钢的拉伸实验 3、屈服强度： 屈服强度：钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限。屈服上限与试验过程中的许多因素有关。屈服下限比较稳定，容易测试，所以规范规定以屈服下限的应力值作为钢材的屈服强度，用σs表示。 4、抗拉强度（极限强度）： 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形的能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达到最大值。此后钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大塑性变形，此处试件界面迅速缩小，出现颈缩现象，直到断裂破坏。 抗拉强度是钢材所能承受的最大拉应力，即当拉应力达到强度极限时，钢材完全丧失了对变形的抵抗能力而断裂。　 抗拉强度虽然不能直接作为计算依据，但屈服强度与抗拉强度的比值，即“屈强比”（σs/σb）对工程应用有较大意义。屈强比愈小，反映钢材在应力超过屈服强度工作时的可靠性愈大，即延缓结构损坏过程的潜力愈大，因而结构愈安全。但屈强比过小时，钢材强度的有效利用率低，造成浪费。常用碳素钢的屈强比为0.58～0.63，合金钢的屈强比为0.65～0.75 5、疲劳强度： 受交变荷载反复作用，钢材在应力低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象。称为疲劳破坏。 疲劳破坏首先是从局部缺陷处形成细小裂纹，由于裂纹尖端处的应力集中使其逐渐扩展，直至最后断裂。疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。 在一定条件下，钢材疲劳破坏的应力值随应力循环次数的增加而降低。钢材在无数次交变荷载作用下而不致引起断裂的最大循环应力值，称为疲劳强度极限。钢材的疲劳强度与很多因素有关，如组织结构、表面状态、合金成分、夹杂物和应力几种情况等。 钢材的主要性能指标 力学性能 工艺性能 钢材的技术性质 力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。在建筑结构中，对承受静荷载作用的钢材，要求具有一定的力学强度，并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用。对承受动荷载作用的钢材，还要求具有较高的韧性而不致发生断裂。 通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能； 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能； ???? 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 （一）、强度：在外力作用下，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。 测定钢材强度的方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变。应力－应变的关系反映出钢材的主要力学特征。 一、力学性能： 标准试件：按照一定的要求，对表面进行车削加工后的试件。 l0 A0 d0 l 头部 头部 工作段 非标准试件 ： 不经过加工，直接在线材上切取的试件。 ε 0 A 0 B C B 0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 OB—弹性阶段 BC—屈服阶段 CD—强化阶段 DE—颈缩阶段 低碳钢拉伸过程的σ-ε图 σ 根据低碳钢受拉时的σ-ε曲线可了解到抗拉性能的下列特征指标。 1 .弹性阶段 可得到弹性模量E和比例极限 2 .屈服阶段可得到屈服强度 3 .强化阶段 压力曲线又有上升趋势这一阶段可得到抗拉强度 4 .颈缩阶段 当试件达到时，在承载力最弱的截面处，截面收缩，局部变细,并且荷载下降直至拉断，本阶段可得到收缩率和伸长率 σp 术语解释 1、弹性模量和比例极限： 钢材受力初期，应力与应变成正比例增长，应力与应变之比是常数，称为弹性模量即E=σ/ε。这个阶段的最大应力（A点的对应值） 称为比例极限σa。 E值越大，抵抗弹性变形的能力越大；在一定荷载作用下，E值越大，材料发生的弹性变形量越小。一些对变形要求严格的构件，为了把弹性变形控制在一定限度内，应选用刚度大的钢材。 ε 0 A 0 B C B 0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 σ 2、弹性极限： 应力超过比例极限后，应力-应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形仍能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。不产生残留塑性变形的最大应力（B点对应值）称为弹性极限σb。事实上，σa和σb相当接近 。 ε 0 A 0 B C B 0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 σ ε 0 A 0 B C B 0 D C E D F E C上 上屈服点 C下 下屈服点 σ 中碳钢和高碳钢没有明显的屈服现象，规范规定以0.2%残