钢材主要性能指标 PPT

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钢材的力学性能-强度

E
B
④颈缩阶段(EF段)
u
D A C
y A
O
E

钢材的力学性能——强度
一、单向拉伸时的工作性能 2.钢材的应力-应变关系（2）对无明显屈服点的钢材

fu
设计时以卸载后试件中残余应变为
0.2％所对应的应力作为屈服点
fy=f0.2
——“条件屈服点”或“名义屈服点”
0.2%

εp
无屈服点钢材的应力-应变曲线
y A
O
E

钢材的力学性能——强度
一、单向拉伸时的工作性能 2.钢材的应力-应变关系（1）有屈服点钢材可以分为四个阶段：

E
B
③强化阶段(DE段)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱu
D A C
y A
O
E

钢材的力学性能——强度
一、单向拉伸时的工作性能 2.钢材的应力-应变关系（1）有屈服点钢材可以分为四个阶段：
钢材的力学性能——强度
二、单向拉伸时钢材的机械性能指标 1.屈服点fy：应力应变曲线开始产生塑性流动时对应的应力（取屈服阶段波动部分的应力最低值），它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重
要指标。
2.抗拉强度fu：应力应变曲线最高点对应的应力，它是钢材破坏前所能承受的
最大应力。
钢材的力学性能——强度
一、单向拉伸时的工作性能 2.钢材的应力-应变关系（1）有屈服点钢材可以分为四个阶段：

E
B
①弹性阶段(OB段)
D A C
u
y A
O
E

钢材的力学性能——强度
一、单向拉伸时的工作性能 2.钢材的应力-应变关系（1）有屈服点钢材可以分为四个阶段：

建筑钢材2

3.预应力钢筋混凝土用热处理钢筋
大型预应力混凝土构件，由于受力很大，常采用高强度钢丝或钢绞线作为主要受力钢筋。预应力高强度钢丝是用优质碳素结构钢盘条，经酸洗、冷拉或再经回火处理等工艺制成，钢铰线是由７根直径为2.5～5.0㎜的高强度钢丝，铰捻后经一定热处理清除内应力而制成。铰捻方向一般为左捻。
伸长率反映的是钢材在均匀变形
下的塑性，而冷弯性能是钢材处于不利条件下的塑性，可以揭示钢材内部组织是否均匀，是否存在内应力和夹杂物等缺陷。
（2）焊接性能
可焊性是指在一定焊接工艺条件下，在焊缝及其附近过热区是否产生裂缝及脆硬影响，焊接后接头强度是否与母体相近的性能。可焊性受化学成分及含量的影响。含碳量高、含硫量高、合金元素含量高等，均会降低可焊性。含碳量小于0.25%的非合金钢具有良好的可焊性。焊接结构应选择含碳量较低的氧气转炉或平炉的镇静钢。当采用高碳钢及合金钢时，为了改善焊接后的硬脆性，焊接时一般要采用焊前预热及焊后热处理等措施。
直径范围为4～12mm，推荐的公称直径为5、6、7、8、9、10mm
④力学性能和工艺性能
应符合GB13788的相关规定。
⑤应用
冷轧带肋钢筋用于非预应力构件，与热轧圆盘条相比，强度提高17%左右，可节约钢材30%左右；用于预应力构件，与低碳冷拔丝比，伸长率高，钢筋与混凝土之间的粘结力较大，适用于中、小预应力混凝土结构构件，也适用于焊接钢筋网。
建筑钢材
二、钢材的主要技术性能
1.力学性能
钢材的力学性能主要有抗拉性能、耐疲劳性能、冲击韧性、硬度和应力松弛等。（1）抗拉性能抗拉性能是建筑钢材最重要的技术性质。建筑钢材的抗拉性能，可用低碳钢受拉时的应力一应变图来阐明，图中明显分为以下四个阶段：

建筑钢材的抗拉性能课件

在工程中具有重要意义：塑性良好的钢材，偶尔超载时，由于产生较大的塑性变形，会使内部应力重新分布，能避免产生应力集中而发生脆断。钢材在塑性破坏前，有明显的变形和变形持续时间，便于发现和补救。
13
谢谢
A0 ——钢材的原始截面积，mm2。
10
（三）拉伸过程主要参数
塑性指标
➢ 伸长率：δ L1 L0 100% L0
Lo——试件原始标距长度，mm ； L1——试件拉断后测定出伸长后标距部分的长度，mm。
意义：值越大，塑性增强，可避免结构过早破坏；加工性增强，安全性增强。
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（三）拉伸过程主要参数
σs/σb高大小
8
4.颈缩阶段
σ
B上
A
B下
C
CD——颈缩阶段
D
0
ε
钢材拉伸颈缩阶段σ-ε示意图
9
（三）拉伸过程主要参数
强度指标
➢ 屈服强度：
σs
Fs A0
Fs ——屈服阶段不计初始瞬时效应时的最小力， N； A0 ——钢材的原始截面积，mm2。
➢ 抗拉强度：
b
Fb A0
F b——强化阶段最大力， N；
钢材拉伸过程的σ-ε图
4
1. 弹性阶段
σ
σp A
弹性阶段
弹性模量
钢材受力初期，应力与应变成正比增
长，他们之间的比值为一常数，称为弹性
模量。反映钢材的刚度，是计算钢材结构
受力变形的重要指标。
E σ /ε
0
ε
σp—弹性极限，MPa。
建筑中常用低碳钢的弹性模量一般为（2.0~2.1)*105MPa
钢材拉伸弹性阶段σ-ε示意图
塑性指标

《钢材的屈服强度》PPT课件

❖ 2、钢筋与混凝土组成的钢筋混凝土结构，虽然自重大，但节省钢材，同时由于混凝土的保护作用，很大程度上克服和钢材易锈蚀、维修费用高的缺点。
第一节钢的冶炼和分类
❖ 一、钢的冶炼 ❖ 钢是由生铁冶炼而成。生铁中碳的含量为
2.06％～6.67％，磷、硫等杂质的含量也较高。生铁硬而脆、无塑性和韧性、不能进行焊接、锻造、轧制等加工。
《钢材的屈服强度》PPT课件
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学习完毕请自觉删除谢谢
❖钢材的特点及其在建筑工程中的应用
❖ 钢材是土木工程中使用量最大的金属材料，
❖包括用于钢结构工程中的各种型钢（如角钢、槽钢、工字钢等）、钢板和用于钢筋混凝土结构工程中的各种钢筋及钢丝。
❖ L0——试件原标距间长度（mm），如图8-2所示。
❖伸长率δ是衡量钢材塑性的一个重要指标，δ↑，塑性↑。对于钢材来说，一定的塑性变形能力，可保证应力重新分布，避免应力集中，从而使钢材用于结构的安全性越大。
（二）冲击韧性
❖定义：冲击韧性——是指钢材抵抗冲击荷载而不破坏的能力。
❖指标： ❖冲击韧性值ak（J/cm2），ak↑，冲
所以，拉伸性能是表示钢材性能和选用钢材的重要依据。 ❖以低碳钢为例。
❖图8-1为低碳钢拉伸过程的应力－应变关系图。
❖从图中可以看出，低碳钢拉伸过程经历了四个阶段：
❖弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。
1、弹性阶段（0→A）
❖（1）特点：弹性。在该阶段，若缷去外力，试件能恢复原来的形状。
❖2、如何进行？
❖在炉内或钢包中加入脱氧剂（锰铁、硅铁、铝锭等）进行脱氧，使氧化铁还原为金属铁。

《建筑材料》钢材的技术性能——力学性能

➢ 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
PART TWO
02
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。
织和表面质量有关。
PART FOUR
04
➢ 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸
去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越大，表示钢材越硬。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。
➢
疲劳破坏——钢材在交变应力的反复作用下，往往在
应力远小于其抗拉强度时就发生破坏。
➢
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳
试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生
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，抗拉
强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应的强度作为设计强度的依据，因为，钢筋屈服后会产生大的塑性变形，钢筋混凝土构件会产生不可恢复的变形和不可闭合的裂缝，以至不能使用。DBiblioteka B’EA B
C
0.2
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时所对应的应力作为条件屈服强度

钢材的机械性能ppt

构件连接
钢材可以通过焊接、铆接、螺栓连接等方式实现建筑构件的牢固连接，保证建筑的整体稳定性。
抗震性能
钢材的延性和韧性，使其在地震等外力作用下能够吸收大量能量，减少结构损伤，提高建筑的抗震性能。
在机械制造业的应用
制造设备
钢材是制造各种机械设备的重要材料，如机床、工业炉、重型设备等。
制造工具
钢材经过加工可以制造各种工具和刀具，如钻头、铣刀、锯片等。
3
钢材的伸长率越高，说明其塑性变形能力越强，能够承受较大的塑性变形而不断裂。
屈服点（σs）
屈服点是钢材在拉伸过程中开始发生屈服现象的应力极限，用符号σs表示。
钢材的屈服点是判断其是否具有良好塑性性能的重要指标，也是确定钢材承载能力的依据之一。
钢材的屈服点越高，说明其抵抗屈服变形的能力越强，能够承受更高的应力。
感谢观看
THANKS
布氏硬度
通过测量材料表面抵抗球形压痕的能力来测定硬度，通常用于测定较大或较软的材料。
维氏硬度
通过测量材料表面抵抗金刚石锥体压痕的能力来测定硬度，适用于测定较小或较硬的材料。
硬度与其他机械性能的关系
硬度与耐磨性
硬度较高的钢材具有更好的耐磨性，因为硬度的提高可以增强材料的抗磨损能力。
硬度与抗冲击性
耐磨性能
钢材的高硬度和良好的耐磨性使其在制造耐磨设备、磨具等方面具有广泛应用。
在汽车行业的应用
汽车车身
钢材是制造汽车车身的主要材料之一，其强度和塑性能够满足车身结构的要求。
汽车零部件
钢材广泛应用于汽车零部件的制造，如发动机部件、传动系统部件、悬挂系统部件等。
安全性能
钢材在汽车碰撞时能够保持较好的稳定性，提高汽车的安全性能。

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Ak = mgH – mgh (J)
韧性冲击试验
冲击试验机
冲击试样和冲击试验示意图
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
αk值影响因素：试验温度有些材料在常温时冲击韧性并不低。但当试验温度低于某值时，αk突然大幅度下降，材料无明显塑性变形而发生脆性断裂，这种性质称为钢材的冷脆性。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：是指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量。吸收较多能量才断裂的管材，是韧性好的管材。对高强度薄壁管道,为防止断裂事故发生,则要求管材有
较好的韧性。
韧性的测试方法：夏比(v型缺口)冲击试验及落锤撕裂试验等
1.3钢材主要性能指标
韧性冲击试验
当试验机的重摆从一定高度自由落下时，在试样中间开V 型缺口，试样吸收的能量等于重摆所作的功W。冲击韧性的大小用缺口处单位面积上所消耗的功来表示。
钢材主要性能指标
1.3钢材主要性能指标
1.强度
定义：在外力作用系，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度为减少钢材的消耗和节省投资, 就要求管材强度提高
强度的测试方法：拉伸试验、弯曲试验等拉伸试验：钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产
生应变，应力-应变的关系反映出钢材的主要力学特性
拉伸试验
图形特点：
一段下降的曲线。
试件特点：
b s p
A B下 B
变形迅速发展，在有杂质或
α
缺陷处，断面急剧缩小——
O
颈缩，直到断裂。
计算指标：
伸长率 δ：L1L0 10% 0
L1
L0
L0
C D
L L0
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
1.3钢材主要性能指标
1.强度
钢管产品的“公称最低屈服强度（SMYS）”。输气管道屈服强度为420~500MPa，工作压力7.0~14.0MPa；输油管道屈服强度为360~450MPa，工作压力5.0~9.0MPa；屈服强度与抗拉强度的差值和比值规定为小于100MPa和
0.85~0.90。
1.3钢材主要性能指标
2.韧性
定义：指管材塑性变形和断裂全过程中吸收的能量，是钢材抵抗冲击荷载而不被破坏的能力
船体钢板材料缺陷，造船工程师只考虑到要增加钢的强度，没有想到要增加其韧性。在“泰坦尼克号”沉没地点的水温中，发现了钢材的冷脆性，即在-40℃~0℃的温度下，钢材的力学行为由韧性变成脆性，从而导致灾难性的脆性断裂。
O
低碳钢受拉的应力－应变图
E1 ＞ E2
2）屈服阶段AB 图形特点：
B上
B
A
B下
一条波动的曲线，应力增加很弹塑性
塑性阶段
小，而应变增加很大。
试件特点：
所能承受的拉力增加很小，而
塑性变形迅速增加，似乎钢材
B上 B
A B下
C D
不能承受外力——屈服。
计算指标：
s p
F A
屈服强度（也叫屈服点）B下点对
α
应的应力 s :
s
Fs A
O
L L0
3）强化阶段BC
图形特点：
一段上升的曲线。
试件特点：
抵抗塑性变形的能力又重新提高—— 强化。
计算指标：
b s p
B上 B
A B下
C D
F A
α
抗拉强度 b : C点对应的应力。
O
L L0
b
Fb A
低碳钢受拉的应力－应变图
F A
4）颈缩阶段CD
B上
E
B
u y A
ACD
微机控制电子万能试验机
O
E
应力-应变关系曲线
抗拉性能（低碳钢）
1）弹性阶段OA：
图形特点：
一条通过原点的直线，应力与应变成正比。
试件特E值的大小反映了钢材抵抗弹性变形的能力。
弹性极限 p : A点对应的应力。
C
D AB
F A
p
α
L L0