钢材接受能源荷载作用时 (钢材节能)

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• 钢材接受能源荷载作用时
• 钢材的力学功能有哪些
• 钢结构工程对钢材的要求关键有哪些方面

钢材接受能源荷载作用时

当钢材接受能源荷载作用时，其抵制脆性破坏的才干通罕用冲击韧性指数来权衡。

这种才干与钢材的实践运行场景亲密相关。

钢材种类单一，依据断面形态的不同，普通可以分为型材、板材、管材和金属制品等四大类。

钢材是经过钢锭、钢坯或钢材的压力加工制成的，具备特定形态、尺寸和功能的资料。

大部分钢材的加工都是经过压力加工成功的，使钢材（如钢坯、锭等）发生塑性变形。

依据加工温度的不同，钢材加工可以分为冷加工和热加工两种。

冲击韧度目的的实践意义在于提醒资料的变脆偏差，它是反映金属资料对外来冲击负荷的抵制才干的目的。

冲击韧度值（ak）和冲击功（Ak）通罕用来示意冲击韧度，它们的单位区分为J/cm2和J（焦耳）。

在工程通常中，罕用一次性摆锤冲击笔挺实验来测定资料抵制冲击载荷的才干，即测定冲击载荷下试样消耗的冲击功Ak，单位为焦耳（J）。

经过将试样缺口处的截面积F去除Ak，可以获取资料的冲击韧度（冲击值）目的ak，即ak=Ak/F，其单位为kJ/m2或J/cm2。

因此，冲击韧度ak示意资料在冲击载荷作用下抵制变形和断裂的才干。

ak值的大小反映了资料的韧性好坏。

普通而言，ak值低的资料被称为脆性资料，而ak值高的资料则被称为韧性资料。

ak值取决于资料及其形态，同时与试样的形态、尺寸有很大相关。

ak值对资料的外部结构毛病、显微组织的变动十分敏感，如夹杂物、偏析、气泡、外部裂纹、钢的回火脆性、晶粒粗化等都会造成ak值显著降落；关于同一资料的试样，缺口越深、越尖利，缺口处应力集中水平越大，越容易变形和断裂，冲击功越小，资料体现进去的脆性越高。

因此，不同类型和尺寸的试样的ak或Ak值不能间接比拟。

资料的ak值随温度的降落而减小，且在某一温度范畴内，ak值出现急剧降落，这种现象称为冷脆，此温度范畴称为“韧脆转变温度（Tk）”。

钢材的韧性指的是其在冲击力的作用下抵制断裂的才干。

便捷的了解是：容易被敲断的钢材韧性差；不容易被敲断的钢材韧性好。

硬度则是资料部分抵制硬物压入其外表的才干。

韧性和硬度只管不是同一个概念，但它们之间有严密的咨询。

韧性好的资料在断裂前能排汇更多的能量并启动塑性变形，而硬度高的资料则更难被压入。

提高钢材的韧性通常经过热解决来成功，如淬火解决可以提高钢材的强度和硬度，而回火解决则可以提高钢的韧性和抗冲击值。

不同的钢材型号须要驳回相应的热解决方法来提高其韧性和硬度。

钢材的力学功能有哪些

力学功能是钢材最关键的经常使用功能，包含抗拉功能、塑性、韧性及硬度等。

(1)抗拉功能。

示意钢材抗拉功能的目的有屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。

屈服是指钢材试样在拉伸环节中，负荷不再参与，而试样仍继续出现变形的现象。

出现屈服现象时的最小应力，称为屈服点或屈服极限，在结构设计时，普通以屈服强度作为设计依据。

抗拉强度是指试样拉伸时，在拉断前所接受的最大荷载与试样原横截面面积之比。

钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构整机的牢靠性越高，普通碳素钢屈强比为0.6～0.65，低合金结构钢为0.65～0.75，合金结构钢为0.84～0.86。

伸长率是指金属资料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所参与的长度与原标距长度的百分比；断面收缩率是指金属试样拉断后，其缩颈处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比。

伸长率和断面收缩率越大，钢材的塑性越好。

(2)冷弯功能。

冷弯功能是指钢材在常温下抵制笔挺变形的才干，示意钢材在顽劣条件下的塑性。

钢材按规则的笔挺角度a和弯心直径d笔挺后，经过审核笔挺处的外面和正面有无裂纹、起层或断裂等启动评定。

经过冷弯可以提醒钢材外部的应力、杂质等毛病，还可用于钢材焊接品质的测验，能提醒焊件在受弯面的裂纹、杂质等毛病。

(3)冲击韧性。

冲击韧性是指钢材抵制冲击荷载作用而不破坏的才干。

工程上罕用一次性摆锤冲击笔挺实验来测定资料抵制冲击载荷的才干，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳(J)。

钢材的冲击韧性是权衡钢材品质的一名目的，特意对经常接受荷载冲击作用的构件，如重量级的吊车梁等，要经过冲击韧性的鉴定。

冲击韧性越大，标明钢材的冲击韧性越好。

(4)硬度。

硬度是指金属抵制硬物体压人其外表的才干，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合功能目的。

硬度的示意方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。

最罕用示意方法为布氏硬度，是用必定直径的球体（钢球或硬质合金球），以相应的实验力压人试样外表，经规则的坚持期间后，卸除实验力，测外表压痕直径计算其硬度值。

(5)疲劳破坏。

钢材在交变应力作用下，应力在远低于静荷载抗拉强度的状况下突然破坏，甚至在低于静荷载屈服强度时即出现破坏，这种破坏称为疲劳破坏。

钢材疲劳破坏的应力目的用疲劳强度（或称疲劳极限）来示意，它是指试件在交变应力的作用下，不出现疲劳破坏的最大应力值。

普通把钢材接受交变荷载1×107周次时不出现破坏所能接受的最大应力作为疲劳强度。

设计接受交变荷载且需启动疲劳验算的结构时，应当了解所用钢材的疲劳强度。

钢结构工程对钢材的要求关键有哪些方面

钢结构工程所经常使用的钢材在各种作用下所体现进去的静、能源个性，如弹性、塑性、强度、韧性、疲劳等力学功能，是结构设计时参考的关键依据。

所以钢结构工程搭建资料要求有多方面，如：1.有较高的强度要求钢材的抗拉强度和屈服点比拟高。

屈服点高可以减小构件的截面，从而减轻重量，浪费钢材，降落造价。

抗拉强度高，可以参与结构的安保性。

2.塑性好塑性功能好，能使结构前破坏前有较显著的变形，免得结构出现脆性破坏。

塑性好可以调整部分高峰应力，使应力获取重散布，并提高构件的延性，从而提高结构的抗震才干。

3.冲击韧性好冲击韧性好可提高结构抗能源荷载的才干，防止出现裂纹和脆性断裂。

4.冷加上功能好钢材经常在常温下启动加工，冷加工功能好可保障钢材加工环节中不出现裂纹或脆断，不因加工对强度、塑性及韧性带来较大的影响。

上述1-4条为对钢材力学功能(机械功能)的要求。

5.可焊性好：钢材的可焊性好，是指在必定的工艺和结构条件下，钢材经过焊接后能够取得良好的功能。

可焊性是权衡钢材的热加工功能。

可焊性可分为施工上的可焊性和经常使用上的可焊性。

施工上的可焊性是指在焊缝金属及近缝区发生裂纹的敏理性，近缝区钢材软化的敏理性。

可焊性好是指在必定的焊接工艺条件下，焊缝金属和近缝区钢材不发生裂纹。

经常使用功能上的可焊性是指焊缝和焊接热影响区的力学功能不低于母材的力学功能。

6.长久性好长久性是指钢结构的经常使用寿命。

影响钢材经常使用寿命关键是钢材的耐侵蚀性较差，其次是在常年荷载、重复荷载和能源荷载作用下钢材力学功能的好转。