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钢材的基本技术性能

钢材的基本技术性能
(一)强度
强度是材料在外力作用下抵抗度形和断裂的能力,也就是在受到外力后单位面积上所能承受的内力。

强度是钢材的主要力学性能指标,主要包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、疲劳强度等。

在公路工程方面,钢材的屈服强度和抗拉强度是要着重研究的对象。

这两项力学指标可通过钢材拉力试验来确定,试验中还需测定钢材的其他拉伸性能,如规定比例极限、规定残余伸长应力、屈服点、伸长率、断面收缩率等。

(二)弹性和塑性
弹性是指钢材受到外力作用产生了变形,当去掉外力后能迅速恢复原来的形状和尺寸的能力。

钢材的弹性是通过弹性极限、比例极限来反映的。

塑性是指钢材在外力作用下产生永久变形,但不会发生破坏的能力。

钢材的塑性用伸长率和断面收缩率来表示。

(三)硬度
硬度是指钢材抵抗其他较硬物体压入的能力。

硬度不是一个单纯的物理量,它是反映钢材的弹性、塑性和强度的综合性能指标。

一般来说,钢材的硬度越高,其耐磨性也越好。

根据试验方法和适用范围的不同,硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度和肖式硬度等多种。

在公路工程中,金属的硬度通常采用洛氏硬度和布氏硬度。

(四)冲击韧性
冲击韧性是指钢材在瞬间动荷载作用下,抵抗破坏的能力。

钢材在不同的温度条件下,所测得的冲击韧性值不同,因此,冲击韧性分低温冲击韧性、高温冲击韧性和常温冲击韧性。

钢材的冲击韧性是指一定尺寸和形状的试样,在规定类型的试验机上受冲击荷载作用折断时,试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。

在公路工程中,主要研究钢材的常温冲击韧性。

(五)脆性
脆性是指钢材在受外力作用时,没有显著的变形而突然断裂的性质。

根据温度条件的不同,钢材的脆性分热脆性和冷脆性两种。

热脆性是指钢材在高温状态下所表现出的脆性特征;冷脆性指钢材在室温下,其塑性、韧性急剧降低,并使脆性转化温度有所升高的脆性特征。

钢材的脆性取决于其化学成分和组织结构。

钢材的热脆性是由硫元素引起的。

硫在钢中以硫化铁(FeS)的形式存在,其塑性性能较差,并且形成熔点低(985℃)的硫化铁一铁(FeS—Fe)的共晶体存在于晶界处。

当钢材在1000~l200℃高温条件下加工时,硫化铁—铁的共晶体会先于钢熔化,使晶体脱开而造成钢材的脆断。

钢材的冷脆性主要是由磷元素引起的。

磷在钢中形成脆性很大的化合物磷化三铁P)。

即使在常温状态下,含磷量高的钢材在外力作用下也很容易发生脆断。

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钢材的脆性特征可通过不同条件下的弯曲试验来测定。

试件在规定的弯曲角度、弯心直径以及反复弯曲次数后,试件弯曲处不产生裂纹、断裂和起层等现象时即认为合格。

(六)焊接性能
焊接性能是指钢材的连接部分焊接后力学性能不低于焊件本身,能防止产生硬化脆裂和内应力过大等现象的性能。

焊接性能也称可焊性。

可焊性好的钢材,易于用常用的焊接方法和焊接工艺焊接;可焊性较差的钢材,则必须用特定的焊接方法和焊接工艺进行焊接;可焊性很差的钢材,甚至不能焊接。

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