影响钢材性能的主要因素
1 化学成分
、C、Si、Mn、S、P、N、O。钢是含碳量小于2%的铁碳合金。钢中基本元素：F
e
普通碳素钢中， Fe占99%，其余元素占1%。在低合金钢中，除了上述元素外，还有一定合金元素（镍、钒、钛等）（含量低于5%）
●碳C ：含量增加，钢材强度提高，而塑性、韧性和疲劳强度低。同时焊接性
能和抗腐蚀性恶化。一般在碳素结构钢中不应超过0.22%；在焊接结构中还应低于0.2%。
●硅Si：碳素结构钢中应控制≤0.3%, 在低合金高强度钢中硅的含量可达
0.55%。
●锰Mn：含Mn适量使强度↑，降低S、O的热脆影响，改善热加工性能，对其
它性能影响不大，有益。
●钒和钛：是钢中的合金元素，能提高钢的强度和抗腐蚀性能，又不显著降低
钢的塑性。
●铜：可显著提高钢的抗腐蚀性能，也可以提高钢的强度，但对焊接性能有不
利影响。
●硫S：降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度，在高温时，使钢材变脆，
称之为热脆。含量应不超过0.05%。 (有害成分)
●磷P：降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度，在低温时，使钢材变脆，
称之为冷脆。含量应不超过0.045%。可以提高强度和抗锈蚀性。(有害成分) ●氧O：降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度，在高温时，发生热脆。
(有害成分)
●氮N：降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度，在低温时，发生冷脆。
(有害成分)
2 冶金缺陷
2.1.偏析金属结晶后化学成分分布不均匀的现象。主要是硫、磷偏析，其后果是偏析区钢材的塑性、韧性、可焊性变坏。
2.2.非金属夹杂指钢材中的非金属化合物，如硫化物、氧化物，他们使钢材性
能变脆。
2.3.裂纹钢材中存在的微观裂纹。
2.4.气泡浇铸时由FeO和C作用所生成的CO气体不能充分逸出而滞留在钢锭那形成的微小空洞。
2.5.分层浇铸时的非金属夹杂在轧制后可能造成钢材的分层。
3 钢材硬化
冷拉、冷弯、冲孔、机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高了钢的屈服点，同时降低了钢的塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。冷作硬化在冷加工或一次加载使钢材产生较大的塑性变形的情况下，卸载后再重新加载，钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低的现象。
时效硬化随着时间的增加，纯铁体中有一些数量极少的碳和氮的固熔物质析出，使钢材的屈服点和抗拉强度提高，塑性和韧性下降的现象。俗称老化。在交变荷载、重复荷载和温度变化等情况下，会加速时效硬化的发展。
人工时效:先使钢材产生10％左右的塑性变形，卸载后再加热至250℃，保温一小时后在空气中冷却。
注意：在一般钢结构中，不利用硬化所提高的强度，有些重要结构要求对钢材进行人工时效后检验其冲击韧性，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。
4 温度的影响
正温范围：
（1）温度在150℃以内，钢材材质变化很小，钢结构可用于温度不高于150℃的场合。
（2）温度在250℃左右的区间内出现蓝脆现象，fu有局部性提高，同时塑性降至最低，材料有转脆倾向。
（3）当温度达到600℃时，钢材进入热塑性状态，强度下降严重，将丧失承载能力。
蓝脆现象－在250℃左右，钢材的强度反而略有提高，同时塑性和韧性均下降，材料有转脆的倾向，钢材表面氧化膜呈现蓝色。钢材应避免在蓝脆温度范围内进行热加工。
徐变现象－当温度在260 ℃～320 ℃时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形。
负温范围：随着温度的降低，钢材的强度提高，而塑性和韧性降低，逐渐变脆，称为钢材的低温冷脆。钢材的冲击韧性对温度的降低十分敏感。
（1）冲击功曲线的反弯点T
0称为转变温度。界限温度T
1
和T
2
分别为脆性转变温
度和全塑性转变温度。
（2）钢材由塑性破坏转变为脆性破坏是在温度区间T
1～ T
2
内完成的，此温度
区间称为钢材的脆性转变温度区。
（3）在脆性转变温度以下，钢材表现为完全的脆性破坏；而在全塑性转变温度以上，钢材则表现为完全的塑性破坏。
（4）不同牌号和等级的钢材具有不同的转变温度区和转变温度，均应通过试验来确定。在钢结构设计中，为了防止脆性破坏，选用钢材时应使其工作温度大于
T 1,接近T
。
5. 应力集中
在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化和内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，而是在一些区域产生局部高峰应力，形成所谓应力集中现象。
不同槽口试件静力拉伸试验的应力——应变曲线
可以看出截面槽口改变愈急剧，应力集中现象愈厉害，其抗拉强度愈高，但塑性愈差，破坏的脆性倾向愈大。
6 残余应力的影响
热轧型钢在冷却过程中，在截面突变处如尖角、边缘及薄细部位，率先冷却，其他部位渐次冷却，先冷却部位约束阻止后冷却部位的自由收缩，产生复杂的热轧残余应力分布。
不同形状和尺寸规格的型钢残余应力分布不同。
残余应力不影响构件的静力强度，但要降低构件的刚度和稳定性。
7. 重复荷载作用
钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。
疲劳破坏:
钢材在直接的反复的动力荷载作用下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度，这种现象称为疲劳。疲劳破坏表现为突然发生的脆性断裂。
为防止脆性破坏，在设计、制造及使用中应注意:
合理设计正确制造正确使用
