影响钢材性能的因素

化，430～540℃之间则强度（屈服强度和抗拉强度 ）急
剧下降；到600℃时强度很低不能承担荷载。此外， 250℃附近有蓝脆现象，约260～320℃时有徐变现象。
（5） 应力集中（图2.1.4）
应力集中系数愈大， 变脆的倾向愈 严重。
在负温下或动力 荷载作用下工作的结 构，应力集中的不利 影响将十分突出。
（4）冲击韧性 韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力。韧性是钢材强度和
塑性的综合指标。
冲击韧性随温度的降低而下降。其规律是开始下降缓 慢，当达到临界温度时，突然呈脆性，这种性质称为钢材 的冷脆性。钢材的脆性临界温度越低，低温冲击韧性越好。 对于直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结 构，应有冲击韧性保证。
对于没有明显屈 服点的钢材，以残余变 形为0.2%时的应力作 为名义屈服点，其值约 等于极限强度85%。
注意：钢材在一次压缩或剪切所表现出来的应力-应变 变化规律基本上与一次拉伸试验时相似，压缩时的各强度 指标也取用拉伸时的数据，只是剪切时的强度指标数值比 拉伸时的小。
钢筋冷拉试验 (点击播放视频)
（2）塑性性能 断裂前试件的永久变形与原标定长度的百分比称为 伸长率，它是衡量钢材塑性的重要指标。 屈服点、抗拉强度和伸长率，是钢材的三个重要力学
性能指标。
（3）冷弯Biblioteka Baidu能
钢筋冷弯试验 （点击播放视频）
冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能
力和钢材质量的综合指标。
冷弯试验不仅能直接检验钢材的弯曲变形能力或塑性 性能，还能暴露钢材内部的冶金缺陷，如硫、磷偏析和硫 化物与氧化物的掺杂情况，这些都将降低钢材的冷弯性能。
锰和硅：钢中的有益元素，都是脱氧剂，可提高强
度，又不会过多降低塑性和冲击韧性。
钒、铌、钛：钢中的合金元素，既可以提高钢材强度， 又可保持良好的塑性、韧性。
铝：强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，能进一步减少钢
中的有害氧化物。
铬和镍：提高钢材强度的合金元素。
硫和磷：冶炼过程中留在钢中的杂质，有害元素。它 们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。硫能使钢 材 “热脆”，磷使钢材“冷脆”。
第二章 建筑结构材料
本章主要内容
1.影响钢材力学性能的主要因素
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1.影响钢材力学性能的主要因素 影响钢材力学性能的因素有很多，本节主要讨论化学 成分、冶金缺陷、钢材硬化、应力集中、残余应力、温度 变化及疲劳对钢材性能的影响。
（1）化学成分 碳：形成钢材强度的主要成分。碳含量提高，则钢 材强度提高，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊 性及抗锈蚀能力下降，尤其是低温下的冲击韧性也会降低。
（6）反复荷载作用
钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生
重要变化，甚至发生疲劳破坏。
2.钢材的力学性能
建筑钢材的力学性能是衡量钢材质量的重要指标，
它包括强度、塑性、冷弯性能、冲击韧性。 （1）强度 1）有明显屈服点的钢材
低碳钢和低合金钢（含碳量和低碳钢相同）
一次拉伸时的应力-应变曲线见图2.1.5。
（3）钢材硬化 冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很 大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑 性和韧性，这种现象称为冷作硬化或应变硬化。
（4） 温度影响
钢材对温度相当敏感，温度升高与降低都使钢材性能
发生变化。相比之下，钢材的低温性能更重要。
在正温范围，总的趋势是随着温度的升高，钢材强 度降低，变形增大。约在200℃以内钢材性能没有很大变
3.建筑钢材的设计指标 （1）钢筋的强度标准值和强度设计值 材料强度标准值：正常情况下可能出现的最小材料
强度值。
材料强度设计值：强度标准值除以材料分项系数。 钢筋的材料分项系数为:热轧钢筋1.10，预应力钢筋 1.20。
（2）钢筋的弹性模量 （3）钢材的强度设计值
钢材的强度设计值：钢材的屈服点除以钢材的抗力
“热脆”：硫能生成易于熔化的硫化铁，当热加工及 焊接使温度达800～1000℃时，使钢材出现裂纹、变脆的 现象。
“冷脆”：在低温时，磷使钢材的冲击韧性大幅度下
降的现象。 氧和氮：钢中的有害杂质。氧能使钢热脆，氮能使钢 冷脆。
（2）冶金缺陷的影响 常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹、
分层等，都会使钢材性能变差。
分项系数。
钢材的抗力分项系数取为，Q235钢为1.087，Q345、
Q390、Q420钢为1.111。 钢材强度设计值根据钢材厚度或直径按规范采用。
结束！ 谢谢大家！
fu fy
s
b a a’ c d
有明显屈服点的钢筋
e f
a´为比例极限 oa为弹性阶段 b为屈服上限 c为屈服下限，即屈服强度 fy cd为屈服台阶 de为强化阶段
e
o
e为极限抗拉强度 fu
ef为颈缩阶段
把ƒy取为计算构件的强度标准，以ƒu作为材料的强度储备。
2）无明显屈服点的钢材
没有明显的屈服点和屈服台阶钢材的应力-应变曲线见图2.16。