钢材的基本性质

3. 按有害杂质含量分类 接钢中有害杂质磷（Ｐ）和硫（S）含 量的多少，钢材可分为以下四类： （１）普通钢。磷含量不大于0.045％； 硫含量不大于0.050%。 （２）优质钢。 磷含量不大于0.035%； 硫含量不大于0.035%。 （３）高级优质钢。磷含量不大于 0.025%；硫含量不大于0.015%。 （４）特级优质钢。磷含量不大于 0.025%；硫含量不大于0.015%。
（１）屈服点：当试件拉力在
ＯＢ范 围内时，如卸去拉力，试件能恢复原状， 应力与应变的比值为常数，因此，该阶 段被称为弹性阶段。当对试件的拉伸进 入塑性变形的屈服阶段ＢＣ时，称屈服 下限Ｃ下所对应的应力为屈服强度或屈 服点，记做σs。设计时一般以σs作为强 度取值的依据。对屈服现象不明显的钢 材，规定以0.2％残余变形时的应力σ0.2 作为屈服强度。
钢材的化学成分、组织状态、内在缺陷及环境温度都 会影响钢材的冲击韧性。试验表明，冲击韧性随温度的降 低而下降，其规律是开始下降缓和，当达到一定温度范围 时，突然下降很多而呈脆性，这种脆性称为钢材的冷脆性。 发生冷脆时的温度称为临界温度，其数值愈低，说明 钢材的低温冲击性能愈好。所以在负温下使用的结构，应 当选用脆性临界温度较工作温度为低的钢材。 随时间的延长而表现出强度提高，塑性和冲击韧性下 降的现象称为时效。完成时效变化的过程可达数十年，但 是钢材如经受冷加工变形，或使用中经受震动和反复荷载 的影响，时效可迅速发展。因时效而导致性能改变的程度 称为时效敏感性，对于承受动荷载的结构应该选用时效敏 感性小的钢材。
•冲击韧性 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷 载的能力。冲击韧性指标是通过标 准试件的弯曲冲击韧性试验确定的。 以摆锤打击试件，于刻槽处将其打 断，试件单位截面积上所消耗的功， 即为钢材的冲击韧性指标，用冲击 韧性ak（Ｊ/cm2）表示。ak值愈大， 冲击韧性愈好。
• 硬度
钢材的硬度是指其表面局部体积内抵抗外物 压入产生塑性变形的能力。常用的测定硬度的方 法有布氏法和洛氏法。 布氏法的测定原理是利用直径为Ｄ（ｍｍ） 的淬火钢球，以P（Ｎ）的荷载将其压入试件表面， 经规定的持续时间后卸除荷载，即得到直径为ｄ （ｍｍ）的压痕，以压痕表面积Ｆ（ｍｍ）除荷 载Ｐ，所得的应力值即为试件的布氏硬度值ＨＢ， 以数字表示，不带单位。 洛氏法测定的原理与布 氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示 硬度值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热 处理效果。
•（２）抗拉强度：从图8－１中ＣＤ曲 线逐步上升可以看出：试件在屈服阶段 以后，其抵抗塑性变形的能力又重新提 高，称为强化阶段。对应于最高点Ｄ的 应力称为抗拉强度，用σb表示。 • 设计中抗拉强度虽然不能利用，但屈 强比σs／σb有一定意义。屈强比愈小， 反映钢材受力超过屈服点工作时的可靠 性愈大，因而结构的安全性愈高。但屈 强比太小，则反映钢材不能有效地被利 用。
焊接性能
钢材的可焊性是指焊接后在 焊缝处的性质与母材性质的一致 程度。影响钢材可焊性的主要因 素是化学成分及含量。如硫产生 热脆性，使焊缝处产生硬脆及热 裂纹。又如，含碳量超过0.3％， 可焊性显著下降等。
钢材的基本性质
教学目的： 1、钢材的定义和优缺点 2、钢材的分类和技术性质 教学课时：2时 教学方法：多媒体
•钢材的技术性质 •1. 抗拉性能 抗拉性能是建筑钢材最重要的技术 性质。其技术指标为由拉力试验测定的 屈服点、抗拉强度和伸长率。低碳钢 （软钢）受拉的应力一应变图能够较好 地解释这些重要的技术指标，见图8－１. 低碳钢受拉时的应力一应变图
•(3) 伸长率：图8－１中当曲线到达Ｄ点 后，试件薄弱处急剧缩小，塑性变形迅 速增加，产生“颈缩现象”而断裂。量 出拉断后标距部分的长度Ll，标距的伸 长值与原始标距L0的百分率称为伸长率。 即
L1 L0 100% L0
伸长率表征了钢材的塑性变形能力。
由于在塑性变形时颈缩处的伸长较 大，故当原始标距与试件的直径之 比愈大，则颈缩处伸长中的比重愈 小，因而计算的伸长率会小些。通 常以δ5和δ10分别表示L0=5d0和 L0=10d0（ｄ0为试件直径）时的伸 长率。对同一种钢材，δ5应大于δ10。
耐Fra Baidu bibliotek劳性
在反复荷载作用下的结构构件，钢材往往在 应力远小于抗拉强度时发生断裂，这种现象称为 钢材的疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极 限来表示，它是指疲劳试验中，试件在交变应力 作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承 受的最大应力。 一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起 的，因此，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关， 一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。由于疲劳 裂纹是在应力集中处形成和发展的，故钢材的疲 劳极限不仅与其内部组织有关，也和表面质量有 关。
•冷弯性能
冷弯性能是指钢材在常温下承受弯 曲变形的能力，是钢材的重要工艺性能。 冷弯性能指标是通过试件被弯曲的 角度（90°、180°）及弯心直径 ｄ对 试件厚度（或直径）a的比值（ｄ/a）区 分的，试件按规定的弯曲角和弯心直径 进行试验，试件弯曲处的外表面无裂断、 裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。