DOC《第十五章 钢结构》

(四)冷弯性能 冷弯性能:钢材在冷加工产生塑性变形时,对产生裂缝的抵抗能力. 冷弯性能指标:冷弯试验通过冷弯冲头加压(d=1a:2a)当试件弯曲至某一规定角度.时(一般a=1800),检查弯曲部分的外面、里面、侧面,如无裂纹、裂断、分层等即合格. 冷弯试验一方面是检验钢材能否适应构件制作中的冷加工工艺过程,另一方面通过试 验还能暴露出钢材的内部缺陷(颗粒组织、结晶情况和非金属夹杂物分布等缺陷),鉴定钢材的塑性和可焊性.

(五)沿板厚方向性能 在焊接承重结构中,对沿厚度方向受拉的接头,必须防止钢材的层状撕裂.对于板厚大于40mm的钢板需进行沿板厚方向性能试验. 试件应取沿板厚方向,检查断面收缩率Ψ是否满足正方向性能等级要求,其含硫量比一般结构用钢的含硫量严格,要求不大于0.1%.

(六)可焊性 可焊性:在一定材料,工艺和结构条件下,钢材经过焊接后能够获得良好的焊接接头 的性能. 可焊性又分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性.施工上的可焊性,指(焊接接头的)焊缝金属产生裂纹的敏感性,以及由于焊接加热的影响,近缝区钢材的硬化和产生裂纹的敏感性,可焊性好就不产生裂纹.使用性能上的可焊性,指焊接接头和焊缝的缺口冲击韧性和热影响区的延伸性(塑性),要求焊接结构在施焊后的力学性能不低于母材的力学性能.

(七)耐久性 耐腐蚀性:通过油漆等表面防护措施提高钢材的耐腐蚀能力. 耐老化性:随着时间的增长,钢材出现所谓 时效 现象,即 老化 现象. 耐长期高温性:在长期高温条件下工作的钢材,其破坏强度比静力拉伸试验的强度低得多,应另行测定 持久强度 . 耐疲劳性:钢结构或构件在长期连续的交变荷载或重复荷载作用下,虽应力低于人也往往会发生破坏,叫 疲劳破坏 .

三、影响钢材力学性能的因素 钢材的两种破坏形式: (1)塑性破坏――构件的应力超过屈服点fy,并达到fu后,构件产生很大的变形和明显的 颈缩 现象.破坏后的断口呈纤维状,色泽发暗. 特点:破坏前有明显的预兆,破坏常可以预防和避免;

破坏前有很大塑性变形,导致内力重分布,对构件有利. (2)脆性破坏――破坏前构件变形很小,平均应力亦小(一般都小于屈服点fy).破坏前没有任何预兆,破坏是突然发生的,断口平直和呈有光泽的晶粒状. 特点:在构件的缺口、裂缝处应力集中而引起破坏,后果严重,损失较大,应努力防止脆性破坏. 影响钢材力学性能的主要因素有钢材的化学成分,钢材的冶金和轧制过程,时效、冷作硬化,工作温度,复杂应力,加荷速度,焊接影响和制作技术,应力集中和疲劳现象等.

(一)化学成分的影响 钢材的化学成分直接影响钢的组织构造,从而影响钢材的力学性能. 结构用钢的基本元素是铁(Fe),约占99%.此外还有其他元素. 有益的元素有: 碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)等,还有合金元素,如镍Ni、铬Cr、铜Cu、钒v、钼Mo、铝Al、钛Ti等,其总量不超过1.5%. 有害元素有: 硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)等,它在冶炼中不易除尽,其总量不超过0.95%0. 1.碳(C) 碳是除铁以外最主要的元素,它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等.碳的含量提高,钢材的屈服强度和抗拉极限强度提高,但塑性和韧性、特别是低温冲击韧性下降.钢材的可焊性、疲劳强度和冷弯性能也会下降.因此结构用钢的含碳量不宜太高,一般不超过0.22%,在焊接结构中则低于0.2%. 2.锰(Mn):弱脱氧剂,锰与铁、碳的化合物能溶解于纯铁体、渗碳体中,起强化作用.一般含量0.3%--0.8%,含量过高(达1.6%以上)会使钢材变脆. 3.硅(Si:一般作脱氧剂加入,含量0.10%--0.30%,能使纯铁体结晶均匀,晶粒细致,它能使强度提高而塑性、韧性等不降低.含量过高(达≥1.0%时)则会使钢材变脆. 4.硫(S):有害元素,使钢材 热脆 . 硫与铁化合为硫化铁(FeS),散布在纯铁体晶粒间层中,含硫量大时,钢材的塑性、 韧性、疲劳强度等降低,高温时(800―12000C)如焊、铆、热加工等,硫化铁即熔化(熔点为9850C),造成晶界开裂,称为 热脆 ,一般结构控制≤0.055%;