钢材强度与温度的关系

第一章P161、按构造材料不同，建筑构造有哪些类型？混凝土构造、砌体构造、钢构造、木构造2、排架构造的屋面横梁、柱及根底是如何连接的？屋面横梁与柱的顶端铰接，柱的下端与根底顶面固接。

3、框架构造的组成构件有哪些？各构件间如何连接？横梁、柱和根底。

框架横梁和框架柱刚性连接，底层柱脚与根底顶面固接。

4、多层和高层房屋通常如何区分?通常把10层及10层以上〔或高度大于28m〕的房屋构造称为高层房屋构造，而把9层及以下的房屋构造称为多层房屋构造。

5、什么是钢筋混凝土剪力墙？钢筋混凝土剪力墙是指以承受水平荷载为主要目的〔同时也承受相应范围内的竖向荷载〕而在房屋构造中设置的成片钢筋混凝土墙体。

第二章P291、构造构件的预定功能要求有哪些？构造在规定的设计使用年限内，应满足平安性、适用性、耐久性等各项功能要求。

2、什么叫作用？什么是直接作用？什么是间接作用？什么是永久作用、可变作用和偶然作用？作用指施加在构造上的集中力或分布力以及引起构造外加变形或约束变形的原因。

直接作用指施加在构造上的集中力或分布力。

间接作用指引起构造外加变形或约束变形的作用。

永久作用指在设计基准期内量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。

可变作用指在设计基准期内量值随时间变化而变化，且其变化与平均值相比不可忽略的作用。

偶然作用指在设计基准期内不一定出现，而一旦出现其量值很大且持续时间短的作用。

3、什么叫作用效应、构造抗力？它们有何特点由作用引起的构造或构造构件的反响，例如内力、变形和裂缝等，称为作用效应；荷载引起的构造的内力和变形，也称为荷载效应。

构造或构造构件承受作用效应的能力称为构造抗力。

作用和作用效应是一种因果关系，故作用效应也具有随机性，影响构造斥力的主要因素却不是作用效应，而是构造的几何参数和所用材料的性能。

4、什么是可靠度?构造的可靠度指的是构造或构件在规定的时间内，在规定的条件下具备预定功能的概率。

5、如何划分构造的平安等级？它与构造重要性系数有什么关系？构造的平安等级来自?建筑构造可靠度设计统一标准?GB 50068-2001第3.0.11条，分一、二、三级；是指构造构件承载能力极限状态的可靠指标。

钢材在低温、中温、⾼温下,性能不同3.3.1 温度不同⽤途的压⼒容器的⼯作温度不同。

钢材在低温、中温、⾼温下，性能不同。

⾼温下，钢材性能往往与作⽤时间有关。

介绍⼏种情况的影响:⼀、短期静载下温度对钢材⼒学性能的影响1、⾼温下在温度较⾼时，仅仅根据常温下材料抗拉强度和屈服点来决定许⽤应⼒是不够的，⼀般还应考虑设计温度下材料的屈服点。

2、低温下随着温度降低，碳素钢和低合⾦钢的强度提⾼，⽽韧性降低。

当温度低于20℃时，钢材可采⽤20℃时的许⽤应⼒。

韧脆性转变温度——（或脆性转变温度）当温度低于某⼀界限时，钢的冲击吸收功⼤幅度地下降，从韧性状态变为脆性状态。

这⼀温度常被称为韧脆性转变温度或脆性转变温度。

图3-3 温度对低碳钢⼒学性能的影响(图3-4 低碳钢冲击吸收功和温度的关系曲线)低温变脆的⾦属：具有体⼼⽴⽅晶格的⾦属如碳素钢和低合⾦钢。

低温仍有很⾼韧性的⾦属：⾯⼼⽴⽅晶格材料如铜、铝和奥⽒体不锈钢，冲击吸收功随温度的变化很⼩，在很低的温度下仍具有⾼的韧性。

⼆、⾼温、长期静载下钢材性能蠕变现象：在⾼温和恒定载荷的作⽤下，⾦属材料会产⽣随时间⽽发展的塑性变形，这种现象被称为蠕变现象。

⼀定的应⼒作⽤下，碳素钢（>420度）合⾦钢(>400-500度)时发⽣蠕变。

蠕变的危害:蠕变的结果是使压⼒容器材料产⽣蠕变脆化、应⼒松弛、蠕变变形和蠕变断裂。

因此,⾼温压⼒容器设计时应采取措施防⽌蠕变破坏发⽣。

1、蠕变曲线蠕变曲线三阶段：减速蠕变，恒速蠕变，加速蠕变。

oa线段——试样加载后的瞬时应变。

a点以后的线段——从a点开始随时间增长⽽产⽣的应变才属于蠕变。

蠕变曲线上任⼀点的斜率表⽰该点的蠕变速率。

ab为蠕变的第⼀阶段:即蠕变的不稳定阶段，蠕变速率随时间的增长⽽逐渐降低，因此也称为蠕变的减速阶段。

bc为蠕变的第⼆阶段: 图3-5 蠕变应变与时间的关系在此阶段，材料以接近恒定蠕变速率进⾏变形，故也称为蠕变的恒速阶段。

奥氏体刚各温度下屈服强度概述及解释说明引言部分的内容可以按照以下方式撰写：1.1 概述：奥氏体不锈钢是一种常见的金属材料，具有优良的耐腐蚀性和良好的机械性能。

屈服强度作为一项重要的力学性能参数，对于评估材料的抗变形能力非常关键。

在不同温度下，奥氏体不锈钢的屈服强度将发生变化。

因此，研究奥氏体不锈钢在不同温度下的屈服强度具有重要意义。

1.2 文章结构：本文主要分为六个部分：引言、奥氏体刚各温度下屈服强度概述、低温下奥氏体刚的屈服强度解释说明、中温下奥氏体刚的屈服强度解释说明、高温下奥氏体刚的屈服强度解释说明以及结论。

每个部分都将详细介绍相应主题并给出解释，以完整地掌握奥氏体刚各温度下屈服强度的相关知识。

1.3 目的：本文旨在系统地概述和解释奥氏体不锈钢在不同温度下的屈服强度变化规律。

通过对密排与非密排的影响、回复和再结晶对屈服强度的影响以及各种合金元素对屈服强度的影响等因素进行解释说明，希望能够深入理解奥氏体不锈钢力学性能变化的原因。

同时，通过对界面位错韧性理论解释、内应力与应变硬化模型解释以及温度相关因素对屈服强度的影响解释等内容的介绍，进一步拓展对奥氏体刚力学行为的认识。

这将有助于为材料科学领域中奥氏体不锈钢的设计和应用提供参考和指导。

2. 奥氏体钢各温度下屈服强度概述2.1 定义与原理奥氏体是一种常见的金属组织，在它的晶格结构中，铁原子排列成面心立方(fcc)结构。

奥氏体钢具有较高的塑性和韧性，但它的力学性能会随着温度的变化而改变。

屈服强度是衡量材料抵抗塑性变形开始的能力，即发生可观察塑性变形时所受到的最大应力。

随着温度升高或降低，奥氏体钢的屈服强度也会相应地发生变化。

2.2 影响因素在不同温度下，奥氏体钢的屈服强度受多种因素影响。

一个主要因素是晶格缺陷，包括点缺陷、线缺陷和面缺陷。

这些缺陷会导致晶格内部出现位错和微位错，并对材料的力学性能产生影响。

此外，晶界也对奥氏体钢在不同温度下的屈服强度产生重要影响。

201001502002503003503〜16245220210196176162147>16 〜36235210200186167153139>36 〜60225200191178161147133>60—100205184176164147135123>100—1501851681601501351201103 — 16345315295275250230215>16 〜36325295275255235215200>36 〜60315285260240220200185>60 〜100305275250225205185175>100—150285260240220200180170>150 〜20026524523021519517516510—16370340320300285270255>16 〜36360330310290275260245>36 〜6034031029027025524022530 〜60400375365360355350340>60—10039037036035535034533530 — 100390370360355350345335>100—1503803603503453403353256〜60295270255240225210200>60—100275250235220210196186>100—1502552352202101991851756 — 100310280270255245230220>100—15030027026024523522021012Cr2MolR 6~1503102802702602552502456〜60245225210200190176167>60 〜10023522021020019017616712Cr2MolVR 30 — 1204153953803703653603556〜16315290270250230210195>16 — 36295270250235215195180201001502oo 250300350>36 〜60285260240225205185175>60 〜100275250235220200180170>100 — 1202652452302151951751656〜16325300280260>16 〜36315290270250>36 〜6030528026024010—16370340320300>16 — 36360330310290>36 〜503503203002806〜16300275255240230220205>16 〜36280255235225215205190>36 〜60270245225215205195180>60 〜12026024022021020019017507MnMoVR 12 〜6049046545043507MnNiVDR 12 〜6049046545043507MnNiMoDR12 〜5049046545043512MnNiVR12 〜60490465450435板厚 mm 板厚 mm 板厚 mm钢 号Q245Rw345kQ37OR18MnMoNbR13MnNiMoR15CrlMoRHCrlMoR 12CrlMoVR 16MnDR 钢 号16MnDR15MnNiDRGB 150.2—2011表B. 1碳素钢和低合金钢钢板高温屈服强度在下列温度（°C ）下的R 凶.2 （R,l ）/MPa 在下列温度（°C ）下的表B.2高合金钢钢板高温屈服强度在下列温度（°C ）下的Rp^/MPa15MnNiNbDR09MnNiDR钢号20100150200250300350S11306<25205189184180178175168S11348<25170156152150149146142S11972<8275238223213204196187S30408<80205171155144135127123S30403<80180147131122114109104S30409M80205171155144135127123S31008<80205181167157149144139S31608205175161149139131126S31603<80180147130120111105100S31668W80205175161149139131126S31708M80205175161149139131126表B.2 （续）20100150200250300350S317O3<80205175161149139131126S32168<80205171155144135127123S39042<80220205190175160145135S21953<80440355335325315305S22253<80450395370350335325S22053<8045039537035033532520100150200250300350W16205181172162147133123>16 — 30195176167157142128118V16245220210196176162147>16 〜40235210200186167153139W16320290270250230210195>16 〜40310280260240220200185M16205181172162152142132>16 — 30195176167157147137127W16235210196186176162152>16 — 30225200186176167154145>30 〜5021519017616715814613812Cr2Mol W30280255245235230225220W16195176167162157152147>16 〜3018516715715214714213712CrlMoVG V3025523021520019017616708Cr2AlMo W825022521019518517509CrCuSb<8245220205190201001502002503003501OCrl8Ni9205171155144135127123200Crl9Nil017514513112211410910430Crl8Nil0Ti 20517115514413512712340Crl7Nil2Mo2205175161149139131126500Crl7Nil4Mo217514513012011110510060Crl8Nil2Mo2Ti205175161149139131126板厚 mm板厚 mm 壁厚 mm 钢 号在下列温度（°C ）下的Rpu/MPa表B.3碳素钢和低合金钢钢管高温屈服强度在下列温度（°C ）下的Rpo.2 （K eL ）/MPa表B.4高合金钢钢管高温屈服强度在下列温度（°C ）下的Rpo.z/MPa钢号钢 号102016Mn 12CrMo15CrMo lCr5Mo 序号钢号7OCrl9Nil3Mo3205175161149139131126800Crl9Nil3Mo317517516114913913112690Cr25Ni2020518116715714914413910lCrl9Ni920517115514413512712311S2195344035533532531530512S2225345039537035033532513S22O5348542540037536035014S25O7355048044542040038515S3040821017415614413512712316S3040318014713112211410910417S316O821017816214913913112618S316O318014713012011110510019S32168210174156144135127123注：序号1~9为GB 13296和GB/T 14976的参考值，序号10为GB 9948和GB 13296的参考值，序号11-14为GB/T 21833的参考值，序号15-19为GB/T 12771的参考值。

影响钢材疲劳强度的因素来源：互联网 | 作者： | 2007-10-29| 编辑： admin一、工作条件1．载荷频率：在一定范围内可以提高疲劳强度；2．次载锻炼：低于疲劳极限的应力称为次载。

金属在低于疲劳极限的应力下先运转一定次数之后，则可以提高疲劳极限，这种次载荷强化作用称为次载锻炼。

这种现象可能是由于应力应变循环产生的硬化及局部应力集中松弛的结果。

3．温度：温度降低，疲劳强度升高，温度升高，疲劳强度降低。

4．腐蚀介质：具有腐蚀性的环境介质因使金属表面产生蚀坑缺陷，将会降低材料疲劳强度而产生腐蚀疲劳。

腐蚀疲劳曲线无水平线段．即不存在无限寿命的疲劳极限，只有条件疲劳极限。

二．表面状态及尺寸因素的影响1.应力集中：机件表面的缺口应力集中，往往是引起疲劳破坏的主要原因。

一般用Kt表示应力集中程度，用Kf和qf说明应力集中对疲劳强度的影响程度。

2.表面状态（1）表面粗糙度:愈低，材料的疲劳极限愈高；愈高，疲劳极限愈低。

材料强度愈高，表面粗糙度对疲劳极限的影响愈显著。

表面加工方法不同，所得到的粗糙度不同。

（2）抗拉强度:愈高的材料，加工方法对其疲劳极限的影响愈大。

因此，用高强度材料制造受循环载荷作用的机件时，其表面必须经过更加仔细的加工，不允许有刀痕、擦伤或者大的缺陷，否则会使疲劳极限显著降低。

3．尺寸因素：机件尺寸对按劳强度也有较大的影响，在弯曲、扭转载荷作用下其影响更大。

一般来说，随着机件尺寸的增大，其疲劳强度下降，这种现象称为疲劳强度尺寸效应。

其大小可用尺寸效应系数表示。

三．表面强化及残余应力的影响表面强化处理具有双重作用：提高表层强度；提供表层残余压应力，抵消一部分表层拉应力。

焊接工艺技术 2009年8月29日关键字：摘要: 为了提高焊接结构疲劳性能，通过试验比较了经超声冲击的X65管线钢对接接头试样和未经此处理的原始焊态对接接头试样疲劳强度及在同样应力范围下的疲劳寿命。

试验的统计结果表明，经过超声冲击处理的试样，其疲劳强度相对未冲击试样提高37。

1108钢结构（本）习题一、判断题1．当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。

( √ )2． 承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载的状态。

( √ )3． 正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。

( √ )4．在结构设计中，失效概率f p 越大，可靠指标β越小，结构可靠性越差。

( √ )5．钢材具有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。

( √ )6．碳的含量对钢材性能的影响很大，一般情况下随着含碳量的增高，钢材的塑性和韧性逐渐降低。

( √ )7．试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的强度并无明显关系。

( √ )8． 高温时，硫使钢变脆，称之热脆；低温时，磷使钢变脆，称之冷脆。

( √ )9．钢材的强度随温度的升高而降低，塑性和韧性增大。

( √ )10．钢材越厚压缩比越小，因此厚度大的钢材不但强度较小，而且塑性、冲击韧性和焊接性能也较差。

( √ )11．按脱氧方法，钢分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢和特殊镇静钢，其中沸腾钢脱氧最差。

( √ )12．长期承受频繁的反复荷载的结构及其连接，在设计中必须考虑结构的疲劳问题。

( √ )13．承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n 4105⨯≥次 时，应进行疲劳验算。

( √ )14．承压型高强度螺栓连接以螺栓被剪坏或承压破坏作为连接承载能力的极限状态。

( √ )15．摩擦型高强螺栓连接只依靠被连接板件间强大的摩擦阻力承受外力，以摩擦阻力被克服作为连接承载能力的极限状态。

( √ )16．焊缝按施焊位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中仰焊的操作条件最差，焊缝质量不易保证。

( √ )17．正面角焊缝相对于侧面角焊缝，破坏强度高，塑性变形能力差。

钢结构设计原理》课程考试复习题库一、单项选择题（本大题共 * 小题，每小题 *分，共*分）1、焊接残余应力不影响构件的（）。

A 整体稳定性B 静力强度C 刚度D 局部稳定性2、在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（）。

A 40hfB 60hfC 80hfD 120hf3、确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是（）。

A 等厚度原则B 等稳定原则C 等强度原则D 等刚度原则4、发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为（）。

A 双轴对称工字形截面B 单角钢截面C H 型钢截面D 箱形截面5、钢结构设计规范规定容许长细比可以大于150 的受压构件为（）。

A 实腹柱B 格构柱的缀条C 桁架弦杆D 屋架支撑杆件6、轴心受压计算时要满足（）的要求。

A 强度、刚度B 强度、整体稳定、刚度C 强度、整体稳定、局部稳定D 强度、整体稳定、局部稳定、刚度7、为了（），确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。

A 便于与其他构件连接B 构造简单、制造方便C 达到经济效果D 便于运输、安装和减少节点类型8、提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是（）。

A 增加板件宽厚比B 增加板件厚度C 增加板件宽度D 设置纵向加劲肱9、当缀条采用单角钢时，按轴心受压杆验算其承载能力，但必须将设计强度按《钢结构设计规范》中的规定乘以折减系数，原因是（）。

A 格构式柱所给的剪力值是近似的B 缀条很重要，应提高其安全性C 缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳D 单角钢缀条实际为偏心受压构件10、梁受固定集中荷载作用，当局部承压强度不能满足要求时，采用（）是较合理的措施。

A 加厚翼缘B 在集中荷载作用处设置加劲肱C 增加横向加劲肱的数量D 加厚腹板11、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（）。

A 密封性好B 自重轻C 制造工厂化D 便于拆装12、钢结构的承载能力极限状态是指（）。

A 结构发生剧烈振动B 结构的变形已不能满足使用要求C 结构达到最大承载力产生破坏D 使用已达五十年13、钢号 Q345A 中的 345 表示钢材的（）。

第一章金属材料基础知识1、什么是强度？材料强度设计的两个重要指标分别是什么？2、什么是塑性？塑性对材料的使用有何实际意义？3、绘出简化后的Fe-Fe3C相图。

4、根据Fe-Fe3C相图，说明下列现象的原因。

（1）含碳量1%的铁碳合金比含碳量0.5%的铁碳合金的硬度高。

（2）一般要把钢材加热到1000~1250℃高温下进行锻轧加工。

（3）靠近共晶成分的铁碳合金的铸造性能好。

5、随着含碳量的增加，钢的组织性能如何变化？6、铁碳相图中的几个单相分别是什么？其本质及性能如何？第二章钢的热处理原理1、何谓奥氏体？简述奥氏体转变的形成过程及影响奥氏体晶粒长大的因素。

奥氏体晶粒的大小对钢热处理后的性能有何影响？2、什么是过冷奥氏体与残余奥氏体。

3、为什么相同含碳量的合金钢比碳素钢热处理的加热温度要高、保温时间要长？4、画出共析钢过冷奥氏体等温转变动力学图。

并标出：（1）各区的组织和临界点（线）代表的意义；（2）临界冷却曲线；，S，T＋M组织的冷却曲线。

（3）分别获得M、P、B下5、什么是第一类回火脆性和第二类回火脆性？如何消除？6、说明45钢试样（Φ10mm）经下列温度加热、保温并在水中冷却得到的室温组织：700℃，780℃，860℃，1100℃。

7、马氏体的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？8、简述随回火温度升高，淬火钢在回火过程中的组织转变过程与性能的变化趋势。

第三章钢的热处理工艺1、简述退火的种类、目的、用途。

2、什么是正火？正火有哪些应用？3、什么是淬火，淬火的主要目的是什么？4、什么是临界冷却速度？它与钢的淬透性有何关系？5、什么是表面淬火？表面淬火的方法有哪几种？表面淬火适应于什么钢？简述钢的表面淬火的目的及应用。

6、有一具有网状渗碳体的T12钢坯，应进行哪些热处理才能达到改善切削加工性能的目的？试说明热处理后的组织状态。

7、简述化学热处理的几个基本过程。

渗碳缓冷后和再经淬火回火后由表面到心部是由什么组织组成？8、什么是钢的淬透性和淬硬性？影响钢的淬透性的因素有哪些？如何影响？9、过共析钢一般在什么温度下淬火？为什么？10、将共析钢加热至780℃，经保温后，请回答：（1）若以图示的V1、V2、V3、V4、V5和V6的速度进行冷却，各得到什么组织？（2）如将V1冷却后的钢重新加热至530℃，经保温后冷却又将得到什么组织？力学性能有何变化？11、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用 45 钢，硬度要求 220 ～ 250HBS 。

钢筋混凝土的高温性能及其计算混凝土结构在高温下比在常温下的性能要复杂得多，理论分析难度大。

这是因为结构在环境温度变化的情况下形成了动态的不均匀温度场，高温使材料（混凝土和钢筋）的强度和变形性能严重劣化，又使结构产生剧烈的内（应）力重分布；还因为温度和荷载（应力）有显著的耦合效应，使材料的本构关系和构件的受力性能随温度—荷载途径而有较大变化。

为此，需首先通过试验手段展示混凝土的材料、构件和结构在温度与荷载共同作用下的力学性能，然后进行机理分析，总结试验数据，归纳其一般规律，进一步建立准确的理论分析方法，并给出简化的实用计算方法，供工程实践中应用。

一、结构工程中的温度问题结构工程中因为温度变化而发生的工程问题可分为三类：（1）周期性温度超常。

（2）正常工作条件下长期高温。

（3）偶然事故诱发的短时间高温冲击。

例如建筑物火灾的延续时间从数十分钟至数小时不等，在1h内可达1000℃或更高；化学爆炸或核爆炸、核电站事故等。

对于第三类问题，虽有建筑设计防火规范，但并没有解决结构的抗火分析和设计问题。

建筑物遭受火灾后，其结构内部升温，形成不均匀的温度场，材料性能严重恶化，导致结构不同程度的损伤和承载力下降。

作为建筑物的承重和支撑体系，其结构必须在火灾的一定时间期限内保持足够的承载能力，以便受灾人员安全撤离灾场，消防人员进行灭火，救护伤亡人员和抢救重要器物等活动。

当结构达到下述极限状态之一时，即认为结构抗火失效：（1）承载能力极限；（2）阻火极限；（3）隔热极限。

人们从以往的火灾事故中吸取了教训和经验，明确了对付火灾的策略是“预防为上”，但防不胜防，仍须“立足于抗”。

为了提高和解决结构与构件的抗火（高温）能力，曾经历了不同的发展阶段：初期，只是采取经验性的构造措施，例如加大钢筋的保护层厚度，采用耐热混凝土等；其后，建立大型试验设备，对足尺试件进行高温加载试验，直接测定其耐火极限或高温承载力；现今的趋向是在试验研究的基础上，进行全面的理论分析，包括建立材料的高温-力学本构模型，确定火灾的温度试件曲线，进行非线性的瞬态温度场分析，以及构件和结构的高温受力全过程分析。