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第三节 影响钢材性能的主要因素
一、化学成分的影响
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✓ 单独作用下显示出的各种机械性能。 它们由相应实验得到，试验采用的试件的制作和试验
方法都必须按照各相关国家标准规定进行。
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一、单向拉伸时的性能
标准试件在室温（100C～350C) 、以满足静力
加载的加载速度一次加载所得钢材的应力σ～ ε
应变曲线。
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• 各国的钢号基本上是以强度等级来划分，表示方式为：
字首符号 钢材的强度值 钢材质量等级
字首符号：美国采用A(Alloy)；日本采用SS（一般结 构用轧制钢材，第一个S为Steel的第一个字母）、SM （焊接结构用轧制钢材）、SMA（焊接结构用耐候性轧 制钢材）等；德国采用St（德文钢Stahl）；意大利采用 Fe；法国采用A、E等；独联体各国采用C（俄文钢的第 一个字母）；英国无字首符号。
St37
St44
St50 St60
俄罗斯
C235
C345
C390 C440
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(3) 塑性阶段 也称屈服阶段， σ= fy后钢材暂时不 能承受更大的荷载，且伴随产生很大的变形，因 此钢结构设计取fy作为强度极限承载力的标志。
(4) 强化阶段 试件能承受的最大拉应力 fu为钢材的抗拉强 度。取fy作为强度极限承载力的标志， fu就成为材料的 强度储备。
✓碳素结构钢中的Q235钢
✓低合金结构钢中的Q345钢、Q390钢、 Q420钢
随着研究的深入，必将有一些满足要求的 其它种类钢材可供使用。若选用钢结构设 计规范还未推荐的钢材时，需有可靠的依 据，以确保钢结构的质量。
专用钢结构用材见相关规范。
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第二节 钢材的主要机械性能
钢材的机械性能（力学性能）通常是指 ✓ 钢厂生产供应的钢材 ✓ 在标准条件下 ✓ 拉伸、冷弯和冲击等
(5)颈缩破坏阶段
(6) 可把钢材视为理想弹塑性体。
(7) 伸长率δ =(l1-l0)/ l0*100% ,反映钢材的塑性变形能力。
二、冷弯性能
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将试件弯成180 o，若试件外表面不出现裂 纹• 和分层，即为合格。综合反映钢材的塑性 性能和冶金质量。重要结构中需要有良好的 冷热加工性能时，应有冷弯合格保证。
碳(C )、锰（Mn）、钒（V）是有利元素，但 也要注意对含量的限制。
硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）会 降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳性能。应 严格限制含量。
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弱脱氧剂（锰铁），CO
钢材的强度值:单位一般为N/mm 2 ，但美国为Ksi(千
磅／英寸2 )。强度值有的采用fu，有的采用fy 。ISO国际 标准、欧共体各国、日本等采用fu，美国、独联体各国 等采用fy。
钢材质量等级:分为A第、2章钢B结、构基C础、D、E等。
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各国钢材标准不同，很难明确地找出与我国钢材品 种之间的相应关系，正确做法是检查它们提供的质保 书(化学成分和机械性能)，以确定该钢种与我国哪个钢 种是可代替的。以强度为依据的各国钢材与我国钢材 相应关系列于下表 。
三、冲击韧性
冲击韧性值用击断试样所需
的冲击功AKV表示,单位为J。
冲击韧性与温度有关，当
温度低于某一负温值时，冲击韧性值将急剧降低。因此在 寒冷地区建造的直接承受动力荷载的钢结构，除应有常温 冲击韧性的保证外，尚应依钢材的类别，使其具有-20oC
第二章 钢结构的材料
目的:如何选择钢材 ✓钢材的性能 ➢脆断
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第一节 钢结构对所用材料的要求
一、钢材的破坏形式 塑性破坏(plasticity failure)
✓钢材在产生很大的变形以后发生的断裂破坏 ✓也称为延性破坏 脆性破坏(brittle failure) ✓钢材在变形很小的情况下突然发生断裂破坏 ✓也称非延性破坏第2章钢结构基础2源自第2章钢结构基础3
二、钢结构对所用材料的要求 物美价廉
强度fy、fu高。强度高可减轻结构自重 塑性、韧性、耐久性好。可防止脆性破坏，抗
动力荷载好，耐疲劳
良好的加工性能，冷、热加工和可焊性好
耐腐性好
价格便宜
有时还要求钢材具有适应低温、高温等环境的
能力
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《钢结构设计规范（GB50017-2003)》推荐 使用：
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第六节 国外钢材品种和钢号简介
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强脱氧剂（硅、锰）
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各国钢材品种与我国钢材品种对应表
中国 美 国 日 本 英 国 法 国
235 A36
SS400
40
E24
SM400
SMA400
Q345 A572-50
SM490YA SM490YB
50D
E36
SM520
Q390 A572-60 SM570 50F A50
Q420 A572-65
A60
第2章钢结构基础
德国