鋼材的性能

鋼材的主要性能包括力學性能和工藝性能。其中力學性能是鋼材最重要的使用性能，包括抗拉性能、沖擊性能、硬度、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括彎曲性能和焊接性能等。

1.抗拉性能

抗拉性能是鋼材的最主要性能，表征其性能的技術指標主要是屈服強度、抗拉強度和伸長率。低碳鋼(軟鋼)受拉的應力-應變圖能夠較好地解釋這些重要的技術指標。

2.沖擊性能

沖擊性能指鋼材抵抗沖擊載荷的能力。其指標是通過標準試件的彎曲沖擊韌性試驗確定。按規(guī)定，將帶有V形缺口的試件進行沖擊試驗。試件在沖擊荷載作用下折斷時所吸.收的功，稱為沖擊吸收功(或V形沖擊功)Akv(J)。鋼材的化學成分、組織狀態(tài)、內(nèi)在缺陷及環(huán)境溫度等都是影響沖擊韌性的重要因素。Akv值隨試驗溫度的下降而減小，當溫度降低達到某一范圍時，AkV急劇下降而呈脆性斷裂，這種現(xiàn)象稱為冷脆性。發(fā)生冷脆時的溫度稱為脆性臨界溫度，其數(shù)值越低，說明鋼材的低溫沖擊性越好。因此，對直接承受動荷載而且可能在負溫下工作的重要結(jié)構(gòu)，必須進行沖擊韌性檢驗，并選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。另外，時效敏感性(因時效導致性能改變的程度)越大的鋼材，經(jīng)過時效以后，其沖擊韌性和塑性的降低越顯著，對于承受動荷載的結(jié)構(gòu)物應選用時效敏感性較小的鋼材。

3.硬度

鋼材的硬度是指表面層局部體積抵抗較硬物體壓入產(chǎn)生塑性變形的能力，表征值常用布氏硬度值HB表示。測試鋼材硬度的方法常采用布氏法，在布氏硬度機上用一定直徑的硬質(zhì)鋼球，以一定荷載將其壓入試件表面，持續(xù)至規(guī)定的時間后卸去荷載，使其形成壓痕，將荷載除以壓痕面積，所得的應力值為該鋼材的布氏硬度值，數(shù)值越大，表示鋼材越硬。

4.耐疲勞性

在交變荷載反復作用下，鋼材往往在應力遠小于抗拉強度時發(fā)生斷裂，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞破壞。疲勞破壞的危險應力用疲勞極限來表示，它是指鋼材在交變荷載作用下于規(guī)定的周期基數(shù)內(nèi)不發(fā)生斷裂所能承受的最大應力。試驗表明，鋼材承受的交變應力越大，則斷裂時的交變循環(huán)次數(shù)越少，相反，交變應力越小，則斷裂時的交變循環(huán)次數(shù)越多;當交變應力低于某一值時，交變循環(huán)次數(shù)達無限次也不會產(chǎn)生疲勞破壞。

5.冷彎性能

冷彎性能是指鋼材在t溫下承受彎曲變形的能力，是鋼材的重要工藝性能。冷彎性能指標是通過試件被彎曲的角度(90°、180°)及彎心直徑d對試件厚度(或直徑)a的度比值d/a)區(qū)分的。

試件按規(guī)定的彎曲角和彎心直徑進行試驗，試件彎曲處的外表面無裂斷、裂縫或起層，即認為冷彎性能合格。冷彎時的彎曲角度越大、彎心直徑越小，則表示其冷彎性能越好。

冷彎試驗能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應力、夾雜物未熔合和微裂縫等缺陷，而這些缺陷在拉力試驗中常因塑造性變形導致應力重分布而得不到反映，因此，冷彎試驗是一種比較嚴格的試驗，對鋼材的焊接質(zhì)量也是一種嚴格的檢驗，能揭示焊件在受彎表面存在的未熔合、裂紋和夾雜物等問題。

6.焊接性能

鋼材的可焊性是指焊接后在焊縫處的性質(zhì)與母材性質(zhì)的一致程度。影響鋼材可焊性的主要因素是化學成分及含量。含碳量超過0.3%時，可焊性顯著下降;特別是硫含量較多時，會使焊縫處產(chǎn)生裂紋并硬脆，嚴重降低焊接質(zhì)量。正確地選用焊接材料和焊接工藝是提高焊接質(zhì)量的主要措施。

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