金属材料力学性能基本知识
及钢材的脆化
金属材料是现代工业、农业、国防以及科学技术各个领域应用最广泛的工程材料，这不仅是由于其来源丰富，生产工艺简单、成熟，而且还因为它具有优良的性能。 通常所指的金属材料性能包括以下两个方面： 1．使用性能 即为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等)，物理性能(密度、熔点、导热性、热膨胀性等)，化学性能(耐蚀性、热稳定性等)。使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命。 2 工艺性能 即材料在被制成机械零件、设备、结构件的过程中适应各种冷、热加工的性能，例如锻造，焊接，热处理，压力加工，切削加工等方面的性能。工艺性能对制造成本 、生成效率、产品质量有重要影响。 1．1材料力学基本知识
金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当外力达到或
超过某一限度时，材料就会发生变形以至断裂。材料在外力作用下所表现的一些
性能称为材料的力学性能。锅炉压力容器材料的力学性能指标主要有强度、硬度、
塑性、韧性等这些性能指标可以通过力学性能试验测定。
1．1．1 强度
金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测
出。把一定尺寸和形状的金属试样(图1～2)装夹在试验机上，然后对试样逐渐施加拉伸载荷，
直至把试样拉断为止。根据试样在拉伸过程中承受的载荷和产生的变形量之间的关系，可绘
出该金属的拉伸曲线(图1—3)。在拉伸曲线上可以得到该材料强度性能的一些数据。图1—3
所示的曲线，其纵坐标是载荷P(也可换算为应力d)，横坐标是伸长量AL(也可换算为应变e)。
所以曲线称为P—AL曲线或一一s曲线。图中曲线A是低碳钢的拉伸曲线，分析曲线A，可以将
拉伸过程分为四个阶段：
1．弹性阶段 即曲线的o-e段，在此段若加载不超过e点的应力值，卸载后
试件的变形可全部消失，故e点的应力值为材料只产生弹性变形时应力的最高限，
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范本一：
钢结构样板资料
第一章：引言
1.1 本的目的
1.2 钢结构的定义和应用领域
1.3 的范围和结构
第二章：钢结构的基本概念
2.1 钢结构的基本组成
2.2 钢结构的基本特性
2.3 钢结构的分类
第三章：设计原则和要求
3.1 钢结构设计的基本原则
3.2 钢结构设计的基本要求
3.3 钢结构设计的规范和标准
第四章：钢结构的材料选择4.1 钢材的分类和特性
4.2 钢材的选择原则
4.3 钢材的标志和规格
第五章：钢结构的设计流程
5.1 钢结构的前期准备工作
5.2 钢结构的总体设计
5.3 钢结构的局部设计
5.4 钢结构的详图设计
5.5 钢结构的验收和评估
第六章：钢结构施工与安装
6.1 钢结构施工的准备工作
6.2 钢结构施工的基本步骤
6.3 钢结构施工的质量控制
6.4 钢结构安装的注意事项
第七章：钢结构的检测与维护
7.1 钢结构的检测方法和要求
7.2 钢结构的维护措施和周期7.3 钢结构的常见问题及处理方法
第八章：钢结构的应用案例
8.1 钢结构的工业建造案例
8.2 钢结构的公共建造案例
8.3 钢结构的桥梁建造案例
第九章：附件
罗列出本所涉及的附件如下：
附件1：钢结构设计规范GB 50017-2022
附件2：钢材标志和规格表格
第十章：法律名词及注释
罗列出本所涉及的法律名词及注释如下：
1. 法律名词1：解释
2. 法律名词2：解释
范本二：
钢结构样板资料
第一章：引言
1.1 本的目的和背景1.2 的编写目标和适合范围
1.3 钢结构的定义和应用领域
第二章：钢结构的基本概念
2.1 钢结构的定义和特点
2.2 钢结构的组成部份
2.3 钢材的种类和特性
第三章：钢结构设计原则和要求
3.1 钢结构设计的基本原则
3.2 钢结构设计的基本要求
3.3 钢结构设计的规范和标准
第四章：钢结构的材料选择和性能要求
4.1 钢结构材料的选择依据
4.2 钢结构材料的性能要求
4.3 钢结构材料的质量控制
第五章：钢结构的设计流程
5.1 钢结构的总体设计
第一章 绪论
1 钢结构的特点：1 轻质高强；2 塑性韧性好；3 材质均匀、各项同性、与力学假定吻合、计算结果精确可靠；4 制造简便、拆卸搬运方便、施工周期短；5 密闭性好、不渗漏；6 耐热性好、耐火性差；7 耐腐蚀性差。
2 钢结构的应用范围：1 大跨度结构；2 重型工业厂房；3承受动力荷载或地震作用的结构；4高层建筑与高耸结构；5 道路桥梁结构；6 水利水工结构；7 轻型房屋钢结构；8 可拆卸、移动房屋及移动结构；9 建筑小品
3 钢结构的结构形式：桁架结构 框架结构 网络结构 拱与拱架结构 板式结构 张拉结构
4 钢结构的发展方向：1 高效能钢材的发展和应用；2 钢结构设计方法的改进；3 结构形式的革新；4 钢结构的加工制造。
5 塑性：承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证。
6 韧性：承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好说明材料具有良好的动力工作性能。
7 极限状态：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，此特定状态称为结构的极限状态。
8 承载能力极限状态：结构和连接的强度破坏、疲劳破坏和过度变形而不适于继续承载，结构和构件失稳、倾覆、变为机动体系。
9 正常使用极限状态包括：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用的振动、影响正常使用的或耐久性的局部破坏等状态。（要求分别采用荷载的标准组合、频遇组合和准永久组合，并使变形等不超过相应的规定限值。）
10 可靠度：结构在规定时间内，在规定条件下，完成预定功能的概率。用Ps表示。
11 失效概率：结构不能完成预定功能的概率。用Pf表示。
12 全概率设计法：对结构的各种基本变量均采用随机变量或随机过程来描述，对结构进行精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为结构可靠度的直接度量。
13 结构优化设计：以质量最轻和造价最低为目标，包括确定最优结构方案和最优截面尺寸。
轧钢基础知识
第一章：钢材品种及其生产系统
1钢材有那些加工方法？
在钢材工业生产中，绝大多数钢材是经过压力加工制成的。
所谓压力加工就是用不同的工具，对金属施加压力，使之产生塑性变形，制成一定形状的加工方法。
压力加工方法很多，除轧制外还有锻造、冲压、挤压、冷拔、热扩、爆炸成型等。
2什么叫轧钢？怎么分类？
在旋转的轧辊间改变钢锭、钢坯形状的压力加工过程叫轧钢。轧钢的目的与其它压力加工一样，一方面是为了得到需要的形状例如钢板、钢管、带钢、线材以及各种型钢等；另一方面是为了改善钢的内部质量，提高钢的力学性能。
轧钢方法按轧制温度不同可分为热轧和冷轧；按轧制时轧件与轧辊的相对运动关系不同可分为纵轧、横轧和斜轧；按轧制产品的成型特点还可分为一般轧制和特殊轧制。周期轧制、旋压轧制、弯曲成型等都属于特殊轧制方法。
3什么叫热轧？什么叫冷轧？
钢锭或钢坯在常温下很难变形，不易加工，一般情况下都需要加热到1100-1250C进行轧制，这种轧制工艺叫热轧。大部分钢材热轧方法生产。但是因为在高温下钢的表面生成氧化铁皮，使热轧钢材表面粗糙，尺寸波动大，所以要求表面光洁、尺寸精确、力学性能好的钢材，以热轧半成品或成品为原料再用冷轧方法生产。
在常温下的轧制一般理解为冷轧，然而，从金属学观点看，热轧与冷轧的界限应以金属的再结晶温度来区分，即低于再结晶温度的轧制为冷轧；高于再结晶温度的轧制为热轧。钢的再结晶温度一般为450-600C。
4有那些轧钢生产系统？
在钢铁联合企业中，为生产特定钢材和达到一定生产规模而建立起来的相互之间有一定联系的多套轧机的组合谓之轧钢生产系统。按照轧制产品的种类，轧钢生产系统可分为型钢生产系统、钢管生产系统、钢板生产系统以及由它们组成的混合生产系统。此外还有合金钢生产系统。
按照生产规模的大小，轧钢生产系统有年产100万吨以上的为大型生产系统10-100万吨之间的中型生产系统和年产10万吨以下的小型生产系统。
