钢材的力学性能
各种型号的钢材的力学性能
35号钢：一、热处理状态：正火、回火1、截面尺寸≤25平方毫米：抗拉强度：54公斤/平方毫米；屈服点：32公斤/平方毫米；伸长率：≥20%；断面收缩率：≥45%；冲击韧性：7公斤米/平方厘米；HB：热轧钢≤187。
2、截面尺寸≤100平方毫米：抗拉强度：52公斤/平方毫米；屈服点：27公斤/平方毫米；伸长率：≥18%；断面收缩率：≥43%；冲击韧性：3.5公斤米/平方厘米；HB：≤149-1873、截面尺寸＞100-300平方毫米：抗拉强度：50公斤/平方毫米；屈服点：26公斤/平方毫米；伸长率：≥18%；断面收缩率：≥40%；冲击韧性：3.0公斤米/平方厘米；HB：≤149-1874、截面尺寸＞300-500平方毫米：抗拉强度：48公斤/平方毫米；屈服点：24公斤/平方毫米；伸长率：≥17%；断面收缩率：≥37%；冲击韧性：3.0公斤米/平方厘米；HB：≤143-1875、截面尺寸＞500-750平方毫米：抗拉强度：46公斤/平方毫米；屈服点：23公斤/平方毫米；伸长率：≥16%；断面收缩率：≥32%；冲击韧性：2.5公斤米/平方厘米；HB：≤143-1876、截面尺寸＞750-1000平方毫米：抗拉强度：44公斤/平方毫米；1 / 2屈服点：22公斤/平方毫米；伸长率：≥15%；断面收缩率：≥28%；冲击韧性：2.5公斤米/平方厘米；HB：≤137-187二、热处理状态：调制1、截面尺寸≤100平方毫米：抗拉强度：55公斤/平方毫米；屈服点：30公斤/平方毫米；伸长率：≥19%；断面收缩率：≥48%；冲击韧性：6.0公斤米/平方厘米；HB：≤156-2072、截面尺寸＞100-300平方毫米：抗拉强度：54公斤/平方毫米；屈服点：28公斤/平方毫米；伸长率：≥18%；断面收缩率：≥40%；冲击韧性：5.0公斤米/平方厘米；HB：≤156-2071温馨提示：最好仔细阅读后才下载使用，万分感谢！。
结构材料的力学性能资料
三、钢筋与混凝土相互作用
（一）. 粘结力
胶合力
钢
筋
摩擦力
机械咬合力
主要作用
带肋钢筋的机械咬合力 > 光圆钢筋的机械咬合力 注意：钢筋表面的轻微锈蚀也增加它与混凝土的粘结力
（2）粘结应力分析 (以拉拔试验为例)
由试验可知： （1）最大粘结应力在离开端 部的某一位置出现，且随拔 出力的大小而变化，粘结应 力沿钢筋长度是曲线分布； d P （2）钢筋的埋入长度越长， 拔出力越大，但埋入长度过 大时，则其尾部的粘结应力 很小，基本不起作用； （3）粘结强度随混凝土强度 等级的提高而增大； （4）带肋钢筋的粘结强度高 于光圆钢筋，而在光圆钢筋 末端做弯钩大大提高拔出力
P
土的应变随时间继续增
长的现象被称为徐变。
二、混 凝 土
2. 混凝土的变形
长期荷载作用下混凝土的变形性能----影响徐变的因素
•应力： c<0.5fc，徐变变形与应力成正比----线性徐变 0.5fc<c<0.8fc，非线性徐变 c>0.8fc，造成混凝土破坏，不稳定 •加荷时混凝土的龄期，越早，徐变越大 •水泥用量越多，水灰比越大，徐变越大 •骨料越硬，徐变越小
解：1、直径为28mm>25mm,锚固长度需乘以修正系数取1.1；
2、 钢筋在锚固区的混凝土保护层厚度大于钢筋直径的3倍且配 有箍筋，锚固长度需乘以修正系数取0.8；
3、实配钢筋较多，需乘以1/1.05
故：
la lab 1.1 0.8
fy ft
d
1 360 0.14 32 663m m 1.05 2.04
纵向受力钢筋为HRB400级，直径为28mm，求纵 向受拉钢筋的锚固长度。
建筑钢材的主要技术性能
钢材的技术性质主要包括力学性能力学性能力学性能和工艺性能工艺性能工艺性能两个方面。
一、力学性能力学性能：：力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。
在建筑结构中，对承受静荷载作用的钢材，要求具有一定的力学强度，并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用。
对承受动荷载作用的钢材，还要求具有较高的韧性而不致发生断裂。
（一）、）、强度强度强度：：在外力作用下在外力作用下，，材料抵抗变形和断裂的能力称为强度材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
测定钢材强度的方法是拉伸试验，钢材受拉时，在产生应力的同时，相应的产生应变。
应力－应变的关系反映出钢材的主要力学特征。
因此，抗拉性能是钢材最重要的技术性质。
根据低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力低碳钢受拉时的应力－－应变曲线应变曲线（如图6-1），可了解到抗拉性能的下列特征指标。
1、弹性模量和比例极限弹性模量和比例极限：：钢材受力初期，应力与应变成正比例增长，应力与应变之比是常数，称为弹性模量弹性模量弹性模量即E =σ/ε。
这个阶段的最大应力（P 点的对应值）称为比例极限比例极限σp 。
E 值越大，抵抗弹性变形的能力越大；在一定荷载作用下，E 值越大，材料发生的弹性变形量越小。
一些对变形要求严格的构件，为了把弹性变形控制在一定限度内，应选用刚度大的钢材。
2、弹性极限弹性极限：：应力超过比例极限后，应力-应变曲线略有弯曲，应力与应变不再成正比例关系，但卸去外力时，试件变形仍能立即消失，此阶段产生的变形是弹性变形。
不产生残留塑性变不产生残留塑性变形的最大应力形的最大应力（e 点对应值）称为弹性极限弹性极限σe 。
事实上，σp 和σe 相当接近。
3、屈服强度屈服强度：：屈服强度屈服强度：：钢材开始丧失对变形的抵抗能力钢材开始丧失对变形的抵抗能力，，并开始产生大量塑性变形时所对应的应力并开始产生大量塑性变形时所对应的应力。
在屈服阶段，锯齿形的最高点所对应的应力称为屈服上限屈服上限屈服上限；锯齿形的最低点所对应的应力称为屈服下限屈服下限屈服下限。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢结构要点及练习题
《钢结构要点及练习题》第一章到第二章钢结构的材料及性能的要点一、钢材的力学性能主要有：强度、塑性（延伸率）、冷弯性能、韧性、。
1. 强度：y f决定材料的承载力，结构用钢的主要指标有屈服点y f 和抗拉强度u f 。
下屈服点y f 为设计时可达到的最大应力值，称为设计强度标准值。
抗拉强度u f 是钢材破坏时达到的最大应力值。
钢材达到u f 时，已产生很大的塑性变形而失去使用功能，但钢材的u f 高可以增加结构的安全保障，故y u f f 的值可看作钢材的强度储备系数。
2. 塑性：钢材的塑性为应力超过屈服点后，试件产生明显的残余塑性变形而不断裂的性质。
塑性的好坏可通过静力拉伸试验的伸长率δ表示。
材料塑性的好坏往往决定了结构是否安全可靠，因此钢材的塑性指标比强度指标更重要。
3. 韧性：韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也是钢材抵抗冲击荷载的能力，它是强度和塑性的综合表现。
钢结构设计规范对钢材的冲击韧性k α（或kv A ）有常温和负温要求的规定。
选用钢材时，根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性的要求。
4. 冷弯性能：冷弯性能是钢材在冷加工（常温下）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。
冷弯性能的好坏。
通过使钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形后，检查试件弯曲部分的表面不出现裂纹和分层为合格。
二、影响钢材性能的主要因素有：1. 化学成分：钢的基本元素为铁，约占99%。
此外，还有C 、Si 、Mn （有益）；有害S 、P 、O 、N 等，这些元素中含量约1%，但对力学性能有很大影响。
2. 成材影响（冶练、浇筑、扎制及热处理）：（1）冶练及浇筑结构用钢主要有三种冶炼方法，即碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。
平炉钢和顶吹氧气转炉钢力学性能指标较接近；而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、冷脆性、抗锈蚀性等都较差，故这种炼钢法已被淘汰。
钢在冶炼及浇铸过程中会不可避免地产生冶金缺陷。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
q235钢材
Q235钢材一、概述Q235钢材，是中国国家标准GB/T 700-2006《碳素结构钢》中的一种普通碳素钢材。
该标准是中国钢铁行业中最常用的标准之一，适用于各种结构件和构件的制造。
Q235钢材具有优良的焊接和加工性能、良好的弯曲性能和可靠的耐候性能，被广泛应用于建筑、机械制造、船舶制造、铁路建设等领域。
在本文档中，我们将介绍Q235钢材的化学成分、力学性能、加工工艺以及应用领域。
同时，我们还会提供一些有关钢材选择、质量标准和注意事项的建议。
二、化学成分Q235钢材的化学成分如下：元素C Si Mn P S含量(%)0.14~0.22≤0.300.30~0.65≤0.045≤0.050三、力学性能Q235钢材的力学性能如下：强度指标试样状态额定厚度(mm)屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)伸长率(%)钢板/钢带（简配强度不大于16mm的钢）热轧≤16≥235375-500≥26钢板/钢带（简配强度大于16mm 的钢）热轧>16-40≥225370-500≥25四、加工工艺Q235钢材具有优良的可塑性和可焊性，适合进行各种冷热加工工艺。
1. 切割切割是将Q235钢材进行尺寸切割的加工工艺。
常用的切割方法包括火焰切割、等离子切割和机械切割等。
切割时应注意选择适当的切割方法和工艺参数，以保证切割面质量，并避免切割过程中产生过多的热影响区。
2. 弯曲Q235钢材具有良好的弯曲性能，可以通过冷弯或热弯的方式进行弯曲加工。
在进行弯曲加工时，应选择适当的弯曲半径和弯曲角度，避免产生裂纹或过度变形。
3. 焊接Q235钢材是一种良好的焊接材料，可以通过常规的电弧焊、角焊、埋弧焊、闪光焊等方法进行焊接。
在焊接过程中，应注意选择合适的焊接材料和工艺参数，预防焊接缺陷的产生。
4. 表面处理Q235钢材的表面处理通常包括除锈、喷涂和镀锌等工艺。
这些表面处理方法可以提高钢材的耐腐蚀性和美观度，延长使用寿命。
五、应用领域由于Q235钢材具有良好的综合性能和广泛的加工性能，被广泛应用于以下领域：1.建筑结构：Q235钢材常用于制造钢结构建筑，如工业厂房、桥梁、塔吊等。
《建筑材料》钢材的技术性能——力学性能
PART TWO
02
冲击韧性指钢材抵抗冲击荷载的能力。它是用试验机摆锤冲击带有V形缺口的 标准试件的背面，将其折断后试件单位截面积上所消耗的功，作为钢材的冲击 韧性指标，以αk表示(J/cm2)。αk值越大，表明钢材的冲击韧性愈好。
织和表面质量有关。
PART FOUR
04
➢ 硬度是指钢材抵抗较硬物体压入产生局部变形的能力。测定钢材硬度常用布氏法。 布氏法是用一直径为D的硬质钢球，在荷载P(N)的作用下压入试件表面，经规定的时间后卸
去荷载，用读数放大镜测出压痕直径d，以压痕表面积(mm2)除荷载P，即为布氏硬度值HB。HB值越 大，表示钢材越硬。洛氏法测定的原理与布氏法相似，但系根据压头压入试件的深度来表示硬度 值，洛氏法压痕很小，常用于判定工件的热处理效果。
➢
疲劳破坏——钢材在交变应力的反复作用下，往往在
应力远小于其抗拉强度时就发生破坏。
➢
疲劳破坏的危险应力用疲劳极限来表示，它是指疲劳
试验时试件在交变应力作用下，于规定周期基数内不发生
断裂所能承受的最大应力。
➢
一般认为，钢材的疲劳破坏是由拉应力引起的，抗拉
强度高，其疲劳极限也较高。钢材的疲劳极限与其内部组
强度指标
* 明显流幅的钢筋：下屈服点对应 的强度作为设计强度的依据，因为， 钢筋屈服后会产生大的塑性变形， 钢筋混凝土构件会产生不可恢复的 变形和不可闭合的裂缝，以至不能 使用。DBiblioteka B’EA B
C
0.2
* 无明显流幅的钢筋：残余应变为0.2%时 所对应的应力作为条件屈服强度
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B
钢材的力学性能
含碳2%以下的铁碳合金称为钢。
炼钢的主要任务是按所炼钢种的质量要求，调整钢中碳和合金元素含量到规定范围之内，并使P 、S 、H 、O 、N 等杂质的含量降至允许限量之下。
炼钢过程实质上是一个氧化过程，炉料中过剩的碳被氧化，燃烧生成CO 气体逸出，其它Si 、P 、Mn 等氧化后进入炉渣中。
S 部分进入炼渣中，部分则生成SO 2排出。
当钢水成份和温度达到工艺要求后，即可出钢。
为了除去钢中过剩的氧及调整化学成份，可以添加脱氧剂和铁合金或合金元素。
1、拉力试验
按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。
（1）强度
金属材料在外力作用下，抵抗变形和断
裂的能力叫强度。
强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。
（2）比例极限
对金属施加拉力，金属存在着力与
变形成直线比例的阶段，而这个阶段的最大极限负荷Pp 除以试样的原横截面积即为比例极限，用σP 表示。
（3）弹性极限
金属受外力作用发生了变形，外力
去掉后，能完全恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。
金属能保持弹性变形的最大应力称为弹性极限，用σe 表示。
（4）抗拉强度
试样拉伸时，在拉断前所承受的最大
负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb 表示。
当材料所受的外应力大于其抗拉强度时，将会发生断裂。
因此σb 越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。
国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类，如SS400，其中400即表示σb 的最小值为400MPa ，超高强度钢是指σb ≥1373MPa 的钢。
（5）屈强比
屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值
（σS /σb ）。
屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。
如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。
弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和屈强比值（σS /σb ≥0.90）。
此外，疲劳寿命与抗拉强度及表面质
量往往有很大关联。
（6）塑性
金属材料在受力破坏前可以经受永久变
形的性能称为塑性。
塑性指标通常用伸长率和断面收缩率表示。
伸长率与断面收缩率越高，则塑性越好。
2、冲击韧性
用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击韧性以αk 表示。
目前常用的10mm ×10mm ×55mm 、带2mm 深的V 形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功AK ，而不是采用αk 值。
因为单位面积上的冲击功并无实际意义。
冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化最为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温度有关。
因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少、还规定FATT （断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。
所谓FATT ，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。
由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm 的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5mm ×10mm ×55mm ）或1/2小尺寸冲击试样（5mm ×10mm ×55mm ）。
但是一定要注意，同规格及同温度下的冲击功值才可相互比较。
只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算方法，折算成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。
3、硬度试验
金属材料抵抗压头（淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头）压陷表面的能力称为硬度。
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、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。
冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。
4、宝钢企业标准（Q/BQB ）
宝钢企标中的钢号大致可分为3个来源：即从日本JIS 标准、德国DIN 标准移植及自行开发研制的钢号。
从日本JIS 标准中移植来的钢号，一般首位常为S （Steel ）；从DIN 标准移植来的钢号，一般常以ST 开头（Stahl 德文中的“钢”）；宝钢自行开发研制的钢号，一般首位常以宝钢的拼音首位B 开头。
（作者单位：辽阳县产品质量监督检验所）
□谷迎春王立伟
质量论谈
4。