钢材的力学性能及影响因素课件.pptx

钢材的力学性能及影响因素

钢材的力学性能及影响因素钢材的力学性能1、钢材的力学性能比例极限弹性极限屈服极限抗拉强度屈强比

钢材的力学性能及影响因素2、钢材的疲劳强度特性钢材在连续重复载荷作用下，其组织开始发生晶粒间的滑移，使材料强度降低，而不能继续抵抗外力的作用，继而转变为个别晶粒的撕裂而出现裂纹，在重复变化载荷继续作用下，钢材的裂纹发展很快直到造成断裂，称为疲劳破坏。钢材疲劳破坏之前所具有的最大应力称为疲劳强度，用符号表示。疲劳强度低于抗拉强度，甚至低于屈服点，因此疲劳强度就限制了结构的承载能力。疲劳强度是起重机结构设计的主要指标之一，与钢材的种类（标号）、连接接头形式、结构特征、应力变化幅度以及应力作用（循环）次数、应力集中等级系数等因素有关，其值常由疲劳实验获得。钢材的力学性能

钢材的力学性能及影响因素钢材的力学性能3、钢材的塑性特性钢材的塑性，是指钢材在外力作用下，能稳定地产生永久变形，而不破坏（不断裂、不破损）的能力。常用拉伸试验的伸长率和断面收缩率来衡量，伸长率或断面收缩率越大，钢材的塑性越好，对局部应力集中的敏感性越小，由于塑性变形能使局部的应力趋于均匀，所以，使结构突然断裂的危险性变小。

钢材的力学性能及影响因素4、钢材的韧性特性钢材的韧性，是指钢材在冲击载荷作用下，破坏前吸收塑性变形功和断裂功的能力，韧性好，表明钢材脆性差，结构抗脆性破坏的能力强，因此，韧性（脆性）是表示钢材脆断性能的指标。钢材的韧性常受到温度变化的影响，低温时，钢材的韧性急剧下降并且不稳定。钢材的力学性能

钢材的力学性能及影响因素钢材的加工性能1、钢材的焊接性钢材的焊接性是指钢材对焊接加工的适应性。主要指在一定的焊接工艺（包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等）条件下，获得优质焊接接头的难易程度，受材料、焊接方法、构件类型及使用要求四个因素的影响。焊接性的好坏与材料的化学成分及采用的工艺有关。分析焊接性的目的，在于了解一定的钢材在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。

钢材的力学性能及影响因素钢材的加工性能2、钢材的冷弯性钢材的冷弯性是指钢材在常温下能承受弯曲而不产生裂纹的性能。弯曲程度一般用弯曲角度（外角）或弯心直径对材料厚度的比值表示，钢材的冷弯性能越好，则在弯曲出现裂纹前，弯曲角度越大，弯心直径对钢材厚度的比值越小。冷弯性能可衡量钢材在常温下，冷加工弯曲时产生塑性变形的能力，钢材的塑性越好，则冷弯性能也就越好。冷弯性能是衡量中厚钢板塑性好坏的一项重要力学性能指标。

钢材的力学性能及影响因素钢材脆性破坏的影响因素1、化学成分含碳量增加，能提高钢的强度，但却降低了钢的塑性和可焊性。锰能提高钢的强度和硬度，且塑性和冲击韧性降低不多。硅能提高钢的强度，但却降低其可焊性和抗锈蚀性。铝和钛是强脱氧剂，可使钢的结晶组织细化，提高钢材的韧性和可焊性，铝可延缓钢材时效，钛可降低钢材的过热敏感性。含硫量增加，会使钢在热加工时容易发生开裂（即“热脆”），含磷量增加，会使钢在低温状态下容易发生脆断（即“冷脆”），应严格控制硫、磷含量。氧和氮能使钢变脆，危害性极大，冶炼和焊接时应严格保护钢材，尽量避免氧和氮侵入钢材内部。

钢材的力学性能及影响因素钢材脆性破坏的影响因素2、应力集中结构件中的应力一般情况下都不是均匀分布的，特别是截面形状急剧改变的地方，如孔洞、槽口、凹角、裂纹和厚度改变等处，应力作用难以顺畅通过，主应力线就发生转折绕行，在截面突变处，应力作用线比较密集和弯曲，出现局部高峰应力，称为应力集中。3、温度温度变化直接影响着钢材的性能，温度升高，强度下降，温度在200℃以内时，钢材强度基本不变，超过300℃，钢材的屈服点和强度极限明显下降，发生蠕滑现象，超过600℃时，钢材的强度几乎等于零。

钢材的力学性能及影响因素钢材脆性破坏的影响因素4、焊接焊接过程中，焊缝和主体金属都经过了高温和冷却的变化，靠近焊缝的主体金属结晶组织和力学性能都起了变化。焊接金属凝固时，晶粒之间会产生不均匀的应力和收缩，容易引起裂缝和残余应力。5、加工硬化钢材经冷加工、冷弯等会使其产生局部塑性变形，产生硬化或冷化现象，使材料强度提高，塑性，韧性降低，材质变硬变脆。

总结今天这次课，我们介绍了钢材的静强度、疲劳强度、塑性和韧性，介绍了钢材的焊接性、冷弯性；最后介绍了钢材脆性破坏的影响因素有化学成分、应力集中