以下几点因素会影响到钢材的性能:
1。化学成分
通俗碳素钢含有多种化学成分,除了铁之外,还有碳、硅、
锰、硫、氧、磷等。它们的含量固然不高但是对钢材的物理力学 性量却会有很大影响。
(1)碳:关于通俗碳素钢,碳是除了铁以外的最次要的元 素,它间接影响着钢材的强度、塑性和钿性。
跟着含碳量的增 加,钢材的强度逐步增大,塑性和韧性则响应降低,同时,可焊 性也变差。碳是使钢材获得强度的次要元素,但是在钢构造中, 出格是焊接钢构造中,很少会用含碳量高的钢材。
(2) 硫:硫在钢材温度到达800°C以上时将会生成硫化铁而 熔化掉,使钢材变脆,因而在停止焊接或热加工时,会有可能引 起热裂纹,那种现象称为钢材的热脆。
此外,硫还会降低钢材的 冲击靭性、怠倦强度及可焊性。
(3) 磷:磷能够增加钢材的强度和抗锈蚀才能,但却会严峻 降低钢材的籾性、塑性和可焊性,出格在温度低时会促使钢材 变脆。
(4) 锰:锰元素是脱氧剂,能够增加钢材强度而不明显的改 变钢材的塑性,同时还可肃清硫引起的钢材热脆。
因而,锰是一 种有益的成分。
(5) 硅:硅是较强的脱氧剂,是造做沉着钢的需要元素,当 含量不超越0。2%时,能够进步钢材的强度,对塑性、韧性和可 焊性产生的不良影响则不太明显。
(6) 氮和氧都是钢材的有害杂量,氧会使钢材产生热脆,氮的 影响和磷类似,因而,那两种元素的含量应该严酷控造在规定内。
2。冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属杂量、裂纹和起层,见表1-4。
钢材中将化学杂量元素散布的不平均性称为偏析。次要的偏 析是硫和磷,会使偏析区的钢材的塑性、韧性及可焊性变坏。沸 腾钢因为杂量元素含量比力多,因而偏析现象比沉着钢严峻。
存 在于钢材中的非金属化合物会使钢材性能变脆。在废品钢材中, 有时偶尔会有裂纹和分层存在,所以在利用该类钢材时应引起 留意。
3。 温度影响
钢材性能随温度改动而有所变革。总的来说,温度升高,钢 材强度降低,应变增大;相反,温度降低,钢材强度会略有增 加,塑性和韧性却会降低因而变脆。
在250°C时,钢材的抗拉强 度略有进步,塑性则降低,因而钢材呈现脆性,称为兰脆。在此 时对钢材停止热加工,钢材可能产生裂痕,在250〜350°C时, 钢材将呈现徐变现象。
当温度比常温低时,跟着温度的降低,钢材的脆性起头逐步 增加,钢材的韧性反映的是钢材在动力荷载下的性能,即钢材吸 收机械能和抵御断裂的才能。
目前国表里通用以V形缺口的夏 比试件在冲击试验中所消耗的冲击功来权衡该质料的冲击韧性。 冲击试验消耗的功越大,钢材的韧性越好。钢材的籾性与温度有 亲近关系,跟着温度的下降,钢材的冲击靭性下降,而且存在一 个改变温度区,为了避免钢材的低温脆断,构造的利用温度应高 于钢材的改变温度,各类钢材的改变温度都差别,应该通过试验 确定。
4。 残存应力影响
残存应力是因为钢材在加工过程中温度不均而冷却产生的, 是一种自相平稳的应力,不影响构件的承载力,但会降低构件的 刚度和不变性。
5。 应力集中影响
应力集中表示为在荷载感化下截面突变处的某些部位将产生
顶峰应力,其余部位应力较低且散布不均。
当试件外表不服整, 出缺口存在时,在轴心荷载的感化下,缺口附近的应力程度很 高
6。 钢材的怠倦
质料老是会有“缺陷”的,在频频荷载感化下,先在其缺陷 处产生一些极小的裂痕,尔后那种微不雅裂痕逐步扩大成宏不雅裂 纹,试件截面削弱,在裂纹根部呈现应力集中现象,使质料处于 三向拉伸应力形态,塑性变形遭到限造,当频频荷载到达必然的 轮回次数时,质料被毁坏,并表示为突然的脆性断裂。
钢材的疲 劳强度取决于应力集中和应力轮回次数。