第二章 钢结构材料 §2.1 结构钢材的破坏形式
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三折线或曲线的弹一塑
性强化模型较为复杂些， 但可较准确地描述钢筋 的大变形性能。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
对高强度钢材，如碳素钢丝、钢绞线和热处理钢材拉 伸曲线上没有明显的屈服台阶。取对应于残余应变为 0.2％时的应力f0.2作为屈服点fy，根据试验结果得 f0.2 =（0.8~0.9）fb
摆锤
r2.5 r1 r2.5
2
10
10
r0.25
10
1:5
40 55
45 55
(a)
(b)
10
2
2
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
韧性好表示在动荷载作用下破坏时能吸收比较多的能量， 从而提高结构抵抗动力荷载的能力，降低脆性破坏的危险程 度。 对需要验算疲劳的结构所用钢材应具有在不同试验温度下 的冲击韧性的合格保证。对其它重要的受拉或受弯的焊接构 件中，厚度大于16mm的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响，含量过大（达 1%左右）时，会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。一般 含硅量不超过0.3%。 为改善钢材的性能，可掺入一定数量的其它元素，如铝（Al）、铬 （Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、钛（Ti）、钒（V）等。
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
脆性破坏是在塑性变形很小，甚至没有塑性变形的情况下突
然发生的，破坏时构件的计算应力可能小于钢材的屈服点，破 坏的断口平齐并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显 的征兆，不能及时觉察和补救，破坏后果严重。如1972年廊坊 因一个杆脆断导致屋架倒塌，1999年四川綦江大桥倒塌等。因 此，在钢结构的设计、施工和使用中，充分考虑各方面因素， 避免一切发生脆性破坏的可能性。
第二章 钢结构材料 §2.1 结构钢材的破坏形式
钢材在各种作用下会发生两种破坏形式，即塑性破坏和脆性 破坏，两者的破坏特征有明显的区别。
塑性破坏是由于构件的应力达到材料的极限强度而产生的，
破坏断口呈纤维壮，色泽发暗，破坏前有较大的塑性变形，且 变形持续时间长，容易及时发现并采取有效补救措施，通常不 会引起严重后果。
⑶轧制
钢的轧制是在高温（1200℃~1300℃）和压力作用下将钢锭热轧成钢板 或型钢。轧制使钢锭中的小气孔、裂纹等缺陷焊合起来，使金属组织更 加致密，并能消除显微组织缺陷，从而改善了钢材的力学性能。一般来 说，轧制的钢材愈小（愈薄），其强度愈高，塑性和冲击韧性也愈好。 由此规范对钢材按厚度进行分组。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
3. 韧性好
韧性是指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力， 是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标，它是强度和塑性的综 合表现，是判断钢材在动力荷载作用下是否出现脆性破坏的 重要指标之一。 韧性的好坏用冲击韧性值表示，它是对带有夏比V型缺口 （Charpy）试件进行冲击试验测得的试件断裂时的冲击功。
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
⑵冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。偏析是指 钢中化学成分分布不均匀，特别是硫、磷偏析严重恶化钢材的性能；非 金属夹杂是指钢中含有硫化物、氧化物等杂质；气孔是由于氧化铁与碳 作用生成的一氧化碳不能充分逸出而形成的；非金属夹杂物在轧制后会 造成钢材的分层。这些缺陷都将降低钢材的性能。分层使钢材沿厚度受 拉的性能大大降低。
⑸锰（Mn）。锰是一种弱脱氧剂，适量的锰含量可以有效地提
高钢材的强度，又能消除硫、氧对钢材的热脆影响，而不显著降低钢 材的塑性和韧性。但含量过高将使钢材变脆，降低钢材的抗锈蚀性和 可焊性。锰在碳素结构钢中的含量为0.3%~0.8%，在低合金钢中一般 为1.2%~1.6%。
⑹硅（Si）。硅是一种强脱氧剂，适量的硅可提高钢材的强度，
2.冶炼、轧制、热处理
⑴冶炼
平炉和氧气顶吹转炉来冶炼，二者钢材质量基本相同，都较好。 为排除钢水中的氧元素，浇铸前要向钢液中投入脱氧剂，按脱氧程度的不 同，形成沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 沸腾钢是以锰作为脱氧剂，脱氧不充分，钢水出现剧烈沸腾现象而得名。 因沸腾钢含有较多的氧、氮等元素，其塑性、韧性和可焊性较差，容易发 生时效和变脆。但沸腾钢成品率高，成本较低，质量能满足一般承重结构 的要求，因而广泛应用。 镇静钢除了加锰以外，还加强脱氧剂硅，脱氧比较充分。具有较高的冲 击韧性，较小的时效敏感性和冷脆性，冷弯性能、可焊性和抗锈蚀性较好 等优点。但成品率低，成本较高。 半镇静钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，其性能也介于二者之间。 特殊镇静钢是在用锰和硅脱氧之后，再用铝等进行补充脱氧，能明显改善 各项力学性能。
Mn 1 1 C C (Cr Mo V) (Ni Cu) E 6
钢材的性能受许多因素的影响，其中有些因素会促使钢材产生脆性破 坏，应格外重视。
1.化学成分
钢材是由各种化学成分组成的，其基本元素为铁（Fe），碳素结构钢 中铁占99%，碳和其他元素仅占1%，但对钢材的性能有着决定性的影响。 普通低合金钢中还含有低于5%的合金元素。
a
d
d+2.1a
α
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
5. 可焊性好
可焊性是指在一定的焊接工艺和结构条件下，钢材经过焊接 后能够获得良好的焊接接头的性能。可分为施工上的可焊性 的和使用上的可焊性。 施工上的可焊性好是指在一定的焊接工艺下，焊缝金属及 其附近金属均不产生裂纹； 使用上的可焊性好是指焊接构件在施焊后的力学性能不低于 母材的力学性能。 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。普通碳素 钢当其含碳量在0.27％以下，含锰量在0.7％以下，含硅量在 0.4％以下，硫、磷含量各在0.05％以下时，可焊性是好的。 对低合金钢，用碳当量CE衡量其可焊性。碳当量CE越高可焊 性越差 。
⑴碳（C）。碳是碳素结构钢中仅次于铁的主要元素，是钢材强度的
主要来源，随着含碳量的增加，钢材强度提高，而塑性和韧性、尤其是 低温冲击韧性下降，同时可焊性、抗腐蚀性、冷弯性能明显降低。因此 结构用钢的含碳量一般不应超过0.22%，对焊接结构应低于0.2%。
⑵硫（S）。硫是一种有害元素，降低钢材的塑性、韧性、可焊性、
§2.2钢结构对钢材性能的要求
1．较高的强度
钢材的强度指标主要有屈服强度（屈服点）fy和抗拉强度fu ， 可通过钢材的静力单向拉伸试验获得。 标准试件（GB228—63）l0/d=5或10，常温（20℃）下缓慢加 载，一次完成。标准拉伸曲线可以分为四个阶段： (1)弹性阶段（OE段）：材料处于纯弹性，卸载后无残余应变； A点所对应的应力为比例极限，而 E 点 所 对 应的 应 力为弹性极限。 2 fp 200 N/mm Q235钢的比例极限， 对应的应变 p 0.1 ％。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
应力-应变关系
可根据不同要求选用计算模型。 理想弹塑性型最为简单，一般结构破坏时钢材的应变 (≯1％) 尚未进入强化段。
弹性强化模型为二折线，
屈服后的应力一应变关 系简化为很平缓的斜直 线，可取E|=0.01Es，优 点是应力和应变关系的 惟一性。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
4. 合格的冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下冷加工发生塑性变形时，对产 生裂纹的抵抗能力。用冷弯试验来检验，如果试件弯曲180°， 无裂纹、断裂或分层，即认为试件冷弯性能合格。 冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性变形， 还能暴露出钢材的内部缺陷。冷弯性能是衡量钢材力学性能的 综合指标。 结构构件在制作、安装过程中要进行冷加工， 尤其是焊接结构焊后变形的调直等工序都需 要钢材有合格的冷弯性能。而非焊接的重要 结构（如吊车梁、大跨度重型桁架等）以及 需要弯曲成型的构件等，亦都要求具有冷弯 性能合格的保证。 钢材的强度、塑性、冲击韧性和冷弯性能称 为钢材的力学性能或机械性能。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
从拉伸曲线可以得到: 钢材的屈服强度fy与比例极限fp和弹性极限fe很接近，在屈服 强度之前，钢材应变很小，而在屈服强度以后，钢材产生很大 的塑性变形，常使结构出现了使用上不允许的残余变形。因此 认为：屈服强度是设计时钢材可以达到的最大应力，钢材可看 作为理想的弹塑性。 抗拉强度fu是钢材破坏前能够承受的最大应力，屈强比（fy /fu） 是衡量钢材强度储备的一个系数，屈强比愈低钢材的安全储备 愈大，但屈强比过小时，钢材强度的利用率太低，不够经济； 屈强比过大时，安全储备太小而不够安全。 屈服强度和抗拉强度是承重结构所用钢材应具有的基本保证 项目，对一般非承重结构构件所用钢材只要保证抗拉强度即可。
抗锈蚀性等，在高温时使钢材变脆，即热脆。因此，钢材中硫的含量不 得超过0.05%，在焊接结构中不超过0.045%。
第二章 钢结构材料 §2.3 影响钢材性能的主要因素
⑶磷（P）。磷也是一种有害元素，虽磷的存在使钢材的强度和
抗锈蚀性提高，但严重降低钢材的塑性、韧性、可焊性、冷弯性能等， 特别是在低温时使钢材变脆，即冷脆。钢材中磷的含量一般不得超过 0.045%。磷在钢材中的强化作用十分显著，有些国家生产高磷钢，含 磷量最高可达0.08%~0.12%，由此引起的不利影响通过降低含碳量来 弥补。
热轧的钢材由于不均匀冷却产生残余应力，一般在冷却较慢处产生拉应 力，早冷却处产生压应力
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
⑷热处理 钢的热处理就是将钢在固态范围内施以不同的加热、保 温和冷却，以改变其性能的一种工艺，根据加热和冷却方 法的不同，建筑结构钢的热处理主要有：退火处理、正火 处理、淬火处理、回火处理。热处理可改善钢的组织和性 能，消除残余应力。淬火加高温回火的综合操作称为调质 处理，可让钢材获得强度、塑性和韧性都较好的综合性能。
l 1 0 l 100 l
0
值愈大，钢材的塑性愈好。试件l0/d=5和=10时测得的伸长率 分别以δ5和δ10表示，d为试件直径。当试件为板材时， 和 l0 11 ，F0为试件横截面面积。 l0 5 .65 F .3 F 0 0
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
塑性好则结构破坏前变形比较明显，从而可避免发生脆性破 坏。塑性好还能调整局部高峰应力，使应力重分布，趋于平 缓，并能提高构件的延性和结构的抗震能力。 承重结构用的钢材，不论在静力荷载或动力荷载作用下， 以及在加工制作过程中，除了应具有较高的强度外，尚应要 求具有足够的伸长率，对非承重结构构件所用钢材也要保证 其伸长率。
§2.2钢结构对钢材性能的要求
(2) 屈服阶段（ECF段） 应力波动的最低值称为屈服点或屈服强度，屈服阶段从开始 （E点）到曲线再度上升(F点)的变形范围较大，相应的应变幅 2 度称为流幅。Q235钢的屈服点 fy 235 ，对应的应变 N/ mm y 0.15 ％，流幅0.15％~2.5％。 (3) 强化阶段（FB段） 应变的增加快于应力的增加，塑性特性明显。B点的应力为抗 拉强度或极限强度。 (4) 颈缩阶段（BD段） 极限强度后，试件出现局部截面 横向收缩，塑性变形迅速增大，即 颈缩现象。此时，只要荷载不断降 低，变形能继续发展，直至D点试 件断裂。
⑷氧（O）和氮（N）。氧和氮都是钢材的有害杂质，氧的作用
与硫类似，使钢材产生热脆，一般要求其含量小于0.05%；而氮的作 用与磷类似，使钢材产生冷脆，一般要求其含量小于0.008%。由于氧、 氮容易在冶炼过程中逸出，且根据需要进行不同程度的脱氧处理，其 含量一般不会超过极限含量。
第二章 钢结构材料 §2.3 影响钢材性能的主要因素
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
硬钢的应力—应变关系一般采用Ramberg—Osgood模 型。
参数n=7~30，取决于钢材的种类。 黄成若根据钢筋的试验结果建议的计算式
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
2. 良好的塑性
塑性是指钢材在应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形 （塑性变形）而不立即断裂的性质。一般用伸长率来衡量， 它由钢材的静力单向拉伸试验得到。
性强化模型较为复杂些， 但可较准确地描述钢筋 的大变形性能。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
对高强度钢材，如碳素钢丝、钢绞线和热处理钢材拉 伸曲线上没有明显的屈服台阶。取对应于残余应变为 0.2％时的应力f0.2作为屈服点fy，根据试验结果得 f0.2 =（0.8~0.9）fb
摆锤
r2.5 r1 r2.5
2
10
10
r0.25
10
1:5
40 55
45 55
(a)
(b)
10
2
2
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
韧性好表示在动荷载作用下破坏时能吸收比较多的能量， 从而提高结构抵抗动力荷载的能力，降低脆性破坏的危险程 度。 对需要验算疲劳的结构所用钢材应具有在不同试验温度下 的冲击韧性的合格保证。对其它重要的受拉或受弯的焊接构 件中，厚度大于16mm的钢材应具有常温冲击韧性的合格保证。
而对塑性、韧性、冷弯性能和可焊性无明显不良影响，含量过大（达 1%左右）时，会降低钢材的塑性、韧性、抗锈蚀性和可焊性。一般 含硅量不超过0.3%。 为改善钢材的性能，可掺入一定数量的其它元素，如铝（Al）、铬 （Cr）、镍（Ni）、铜（Cu）、钛（Ti）、钒（V）等。
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
脆性破坏是在塑性变形很小，甚至没有塑性变形的情况下突
然发生的，破坏时构件的计算应力可能小于钢材的屈服点，破 坏的断口平齐并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显 的征兆，不能及时觉察和补救，破坏后果严重。如1972年廊坊 因一个杆脆断导致屋架倒塌，1999年四川綦江大桥倒塌等。因 此，在钢结构的设计、施工和使用中，充分考虑各方面因素， 避免一切发生脆性破坏的可能性。
第二章 钢结构材料 §2.1 结构钢材的破坏形式
钢材在各种作用下会发生两种破坏形式，即塑性破坏和脆性 破坏，两者的破坏特征有明显的区别。
塑性破坏是由于构件的应力达到材料的极限强度而产生的，
破坏断口呈纤维壮，色泽发暗，破坏前有较大的塑性变形，且 变形持续时间长，容易及时发现并采取有效补救措施，通常不 会引起严重后果。
⑶轧制
钢的轧制是在高温（1200℃~1300℃）和压力作用下将钢锭热轧成钢板 或型钢。轧制使钢锭中的小气孔、裂纹等缺陷焊合起来，使金属组织更 加致密，并能消除显微组织缺陷，从而改善了钢材的力学性能。一般来 说，轧制的钢材愈小（愈薄），其强度愈高，塑性和冲击韧性也愈好。 由此规范对钢材按厚度进行分组。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
3. 韧性好
韧性是指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力， 是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标，它是强度和塑性的综 合表现，是判断钢材在动力荷载作用下是否出现脆性破坏的 重要指标之一。 韧性的好坏用冲击韧性值表示，它是对带有夏比V型缺口 （Charpy）试件进行冲击试验测得的试件断裂时的冲击功。
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
⑵冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。偏析是指 钢中化学成分分布不均匀，特别是硫、磷偏析严重恶化钢材的性能；非 金属夹杂是指钢中含有硫化物、氧化物等杂质；气孔是由于氧化铁与碳 作用生成的一氧化碳不能充分逸出而形成的；非金属夹杂物在轧制后会 造成钢材的分层。这些缺陷都将降低钢材的性能。分层使钢材沿厚度受 拉的性能大大降低。
⑸锰（Mn）。锰是一种弱脱氧剂，适量的锰含量可以有效地提
高钢材的强度，又能消除硫、氧对钢材的热脆影响，而不显著降低钢 材的塑性和韧性。但含量过高将使钢材变脆，降低钢材的抗锈蚀性和 可焊性。锰在碳素结构钢中的含量为0.3%~0.8%，在低合金钢中一般 为1.2%~1.6%。
⑹硅（Si）。硅是一种强脱氧剂，适量的硅可提高钢材的强度，
2.冶炼、轧制、热处理
⑴冶炼
平炉和氧气顶吹转炉来冶炼，二者钢材质量基本相同，都较好。 为排除钢水中的氧元素，浇铸前要向钢液中投入脱氧剂，按脱氧程度的不 同，形成沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢。 沸腾钢是以锰作为脱氧剂，脱氧不充分，钢水出现剧烈沸腾现象而得名。 因沸腾钢含有较多的氧、氮等元素，其塑性、韧性和可焊性较差，容易发 生时效和变脆。但沸腾钢成品率高，成本较低，质量能满足一般承重结构 的要求，因而广泛应用。 镇静钢除了加锰以外，还加强脱氧剂硅，脱氧比较充分。具有较高的冲 击韧性，较小的时效敏感性和冷脆性，冷弯性能、可焊性和抗锈蚀性较好 等优点。但成品率低，成本较高。 半镇静钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，其性能也介于二者之间。 特殊镇静钢是在用锰和硅脱氧之后，再用铝等进行补充脱氧，能明显改善 各项力学性能。
Mn 1 1 C C (Cr Mo V) (Ni Cu) E 6
钢材的性能受许多因素的影响，其中有些因素会促使钢材产生脆性破 坏，应格外重视。
1.化学成分
钢材是由各种化学成分组成的，其基本元素为铁（Fe），碳素结构钢 中铁占99%，碳和其他元素仅占1%，但对钢材的性能有着决定性的影响。 普通低合金钢中还含有低于5%的合金元素。
a
d
d+2.1a
α
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
5. 可焊性好
可焊性是指在一定的焊接工艺和结构条件下，钢材经过焊接 后能够获得良好的焊接接头的性能。可分为施工上的可焊性 的和使用上的可焊性。 施工上的可焊性好是指在一定的焊接工艺下，焊缝金属及 其附近金属均不产生裂纹； 使用上的可焊性好是指焊接构件在施焊后的力学性能不低于 母材的力学性能。 钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。普通碳素 钢当其含碳量在0.27％以下，含锰量在0.7％以下，含硅量在 0.4％以下，硫、磷含量各在0.05％以下时，可焊性是好的。 对低合金钢，用碳当量CE衡量其可焊性。碳当量CE越高可焊 性越差 。
⑴碳（C）。碳是碳素结构钢中仅次于铁的主要元素，是钢材强度的
主要来源，随着含碳量的增加，钢材强度提高，而塑性和韧性、尤其是 低温冲击韧性下降，同时可焊性、抗腐蚀性、冷弯性能明显降低。因此 结构用钢的含碳量一般不应超过0.22%，对焊接结构应低于0.2%。
⑵硫（S）。硫是一种有害元素，降低钢材的塑性、韧性、可焊性、
§2.2钢结构对钢材性能的要求
1．较高的强度
钢材的强度指标主要有屈服强度（屈服点）fy和抗拉强度fu ， 可通过钢材的静力单向拉伸试验获得。 标准试件（GB228—63）l0/d=5或10，常温（20℃）下缓慢加 载，一次完成。标准拉伸曲线可以分为四个阶段： (1)弹性阶段（OE段）：材料处于纯弹性，卸载后无残余应变； A点所对应的应力为比例极限，而 E 点 所 对 应的 应 力为弹性极限。 2 fp 200 N/mm Q235钢的比例极限， 对应的应变 p 0.1 ％。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
应力-应变关系
可根据不同要求选用计算模型。 理想弹塑性型最为简单，一般结构破坏时钢材的应变 (≯1％) 尚未进入强化段。
弹性强化模型为二折线，
屈服后的应力一应变关 系简化为很平缓的斜直 线，可取E|=0.01Es，优 点是应力和应变关系的 惟一性。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
4. 合格的冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下冷加工发生塑性变形时，对产 生裂纹的抵抗能力。用冷弯试验来检验，如果试件弯曲180°， 无裂纹、断裂或分层，即认为试件冷弯性能合格。 冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性变形， 还能暴露出钢材的内部缺陷。冷弯性能是衡量钢材力学性能的 综合指标。 结构构件在制作、安装过程中要进行冷加工， 尤其是焊接结构焊后变形的调直等工序都需 要钢材有合格的冷弯性能。而非焊接的重要 结构（如吊车梁、大跨度重型桁架等）以及 需要弯曲成型的构件等，亦都要求具有冷弯 性能合格的保证。 钢材的强度、塑性、冲击韧性和冷弯性能称 为钢材的力学性能或机械性能。
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
从拉伸曲线可以得到: 钢材的屈服强度fy与比例极限fp和弹性极限fe很接近，在屈服 强度之前，钢材应变很小，而在屈服强度以后，钢材产生很大 的塑性变形，常使结构出现了使用上不允许的残余变形。因此 认为：屈服强度是设计时钢材可以达到的最大应力，钢材可看 作为理想的弹塑性。 抗拉强度fu是钢材破坏前能够承受的最大应力，屈强比（fy /fu） 是衡量钢材强度储备的一个系数，屈强比愈低钢材的安全储备 愈大，但屈强比过小时，钢材强度的利用率太低，不够经济； 屈强比过大时，安全储备太小而不够安全。 屈服强度和抗拉强度是承重结构所用钢材应具有的基本保证 项目，对一般非承重结构构件所用钢材只要保证抗拉强度即可。
抗锈蚀性等，在高温时使钢材变脆，即热脆。因此，钢材中硫的含量不 得超过0.05%，在焊接结构中不超过0.045%。
第二章 钢结构材料 §2.3 影响钢材性能的主要因素
⑶磷（P）。磷也是一种有害元素，虽磷的存在使钢材的强度和
抗锈蚀性提高，但严重降低钢材的塑性、韧性、可焊性、冷弯性能等， 特别是在低温时使钢材变脆，即冷脆。钢材中磷的含量一般不得超过 0.045%。磷在钢材中的强化作用十分显著，有些国家生产高磷钢，含 磷量最高可达0.08%~0.12%，由此引起的不利影响通过降低含碳量来 弥补。
热轧的钢材由于不均匀冷却产生残余应力，一般在冷却较慢处产生拉应 力，早冷却处产生压应力
第二章 钢结构材料
§2.3 影响钢材性能的主要因素
⑷热处理 钢的热处理就是将钢在固态范围内施以不同的加热、保 温和冷却，以改变其性能的一种工艺，根据加热和冷却方 法的不同，建筑结构钢的热处理主要有：退火处理、正火 处理、淬火处理、回火处理。热处理可改善钢的组织和性 能，消除残余应力。淬火加高温回火的综合操作称为调质 处理，可让钢材获得强度、塑性和韧性都较好的综合性能。
l 1 0 l 100 l
0
值愈大，钢材的塑性愈好。试件l0/d=5和=10时测得的伸长率 分别以δ5和δ10表示，d为试件直径。当试件为板材时， 和 l0 11 ，F0为试件横截面面积。 l0 5 .65 F .3 F 0 0
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
塑性好则结构破坏前变形比较明显，从而可避免发生脆性破 坏。塑性好还能调整局部高峰应力，使应力重分布，趋于平 缓，并能提高构件的延性和结构的抗震能力。 承重结构用的钢材，不论在静力荷载或动力荷载作用下， 以及在加工制作过程中，除了应具有较高的强度外，尚应要 求具有足够的伸长率，对非承重结构构件所用钢材也要保证 其伸长率。
§2.2钢结构对钢材性能的要求
(2) 屈服阶段（ECF段） 应力波动的最低值称为屈服点或屈服强度，屈服阶段从开始 （E点）到曲线再度上升(F点)的变形范围较大，相应的应变幅 2 度称为流幅。Q235钢的屈服点 fy 235 ，对应的应变 N/ mm y 0.15 ％，流幅0.15％~2.5％。 (3) 强化阶段（FB段） 应变的增加快于应力的增加，塑性特性明显。B点的应力为抗 拉强度或极限强度。 (4) 颈缩阶段（BD段） 极限强度后，试件出现局部截面 横向收缩，塑性变形迅速增大，即 颈缩现象。此时，只要荷载不断降 低，变形能继续发展，直至D点试 件断裂。
⑷氧（O）和氮（N）。氧和氮都是钢材的有害杂质，氧的作用
与硫类似，使钢材产生热脆，一般要求其含量小于0.05%；而氮的作 用与磷类似，使钢材产生冷脆，一般要求其含量小于0.008%。由于氧、 氮容易在冶炼过程中逸出，且根据需要进行不同程度的脱氧处理，其 含量一般不会超过极限含量。
第二章 钢结构材料 §2.3 影响钢材性能的主要因素
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
硬钢的应力—应变关系一般采用Ramberg—Osgood模 型。
参数n=7~30，取决于钢材的种类。 黄成若根据钢筋的试验结果建议的计算式
第二章 钢结构材料
§2.2钢结构对钢材性能的要求
2. 良好的塑性
塑性是指钢材在应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形 （塑性变形）而不立即断裂的性质。一般用伸长率来衡量， 它由钢材的静力单向拉伸试验得到。