09年資產評估師《建筑工程評估》建筑材料講義八
發布時間：2011-10-22 共1頁
(二)鋼材的技術性能(掌握)
鋼材的主要技術性能包括：抗拉性能、沖擊韌性、疲勞強度、硬度、冷彎性能、時效反應、焊接性能等。
1.抗拉性能。抗拉性能是建筑鋼材最重要和最常用的性能。通過拉伸試驗可以測出彈性極限(或比例極限)、屈服強度、抗拉強度及伸長率等技術指標。考核重點。
圖2―2為拉伸試驗中反映鋼材在拉力作用下的應力與應變曲線圖。
其縱坐標為鋼材單位面積上施加的拉應力，橫坐標為在鋼材單位長度上產生的應變。從圖2―2中可看出，鋼材拉伸變形過程可分為(O―A)、(A―B)、(B―C)和(C～D)四個階段。
(1)第1階段：彈性階段(O～A)。和A點對應的應力稱為彈性極限，用fp表示。
(2)第Ⅱ階段：屈服階段(A―B)。應力超過A點以后，應力與應變不再成正比關系，這時如卸去拉力，試件變形不能完全消失，已有部分殘余變形。拉力繼續增加則曲線達到B點，此時鋼材屈服。故與B點對應的應力稱為屈服強度，用fy表示。屈服強度是鋼材的重要指標，是鋼材彈性變形轉變為塑性變形的轉折點。如果鋼材在超過屈服強度下工作，將會引起塑性變形。鋼材在正常使用情況下，不允許超過屈服點。
(3)第Ⅲ階段：強化階段(B―C)。鋼材應力超過屈服點B以后，變形即迅速發展，進入(B-C)階段，此階段盡管鋼材尚未破壞，但已不能滿足使用要求。故設計中一般以屈服點作為強度取值的依據。從圖中BC曲線逐步上升可以看出，試件在屈服階段以后，由于鋼材內部組織產生晶格畸變，鋼材得到強化，其抵抗塑性變形的能力又重新提高，故稱(B～C)為強化階段。對應于最高點C的應力稱為抗拉強度，用fu表示。抗拉強度在結構設計上雖然不能應用，超過抗拉強度鋼材會被拉斷，但是屈服強度與抗拉強度的比值，即屈強比fy/fu，卻有一定的意義。在一定范圍內，屈強比小，則表明鋼材在超過屈服點工作時結構的可靠性較高，較為安全。
(4)第Ⅳ階段：頸縮階段(C～D)。應力一應變曲線超過C點以后，變形加快，應力迅速下降，鋼材試件斷面收縮，在D點被拉斷，C―D頸縮階段是鋼材從拉伸到破壞的最后階段。
2.沖擊韌性。沖擊韌性是指在抗沖擊荷載作用下，鋼材抵抗破壞的能力。
3.疲勞強度。鋼材在交變荷載的作用下，在遠低于抗拉強度時突然發生斷裂破壞，稱為疲勞破壞。一般把鋼材承受規定次數交變荷載發生破壞所能承受的最大應力稱為疲勞強度。
4.硬度。硬度是指材料抵抗其他較硬物體壓人的能力，也可以說是材料表面抵抗變形的能力。
5.冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。承受彎曲變形程度越大，說明鋼材冷彎性能越好。
6.鋼材的冷加工強化與時效反應。
將鋼材在常溫下進行冷拉、冷拔或冷軋，使之產生一定的塑性變形，強度明顯提高，塑性和韌性有所降低，這個過程稱為鋼材的冷加工強化。
鋼筋冷拉是在常溫下將其拉至應力超過屈服點，但遠小于抗拉強度時即卸荷，這樣在后期使用時，鋼筋的強度有明顯的提高。
將經過冷拉的鋼筋，常溫下存放15-20d，或加熱到100C―200C并保持2-3h后，則鋼筋強度將進一步提高，這個過程稱為時效處理，前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。通常對強度較低的鋼筋可采用自然時效，強度較高的鋼筋則需采用人工時效。
7.焊接性能。可焊性是指鋼材在一定焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過熱區不產生裂縫及硬脆傾向，焊接后的力學性能，特別是強度不得低于原材料。
鋼材含碳量高將增加焊接的硬脆性，含碳量低于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性，加入合金元素降低可焊性。
