钢材的主要性能

一、钢材的主要性能
钢材的力学性能：有明显流幅的钢筋，塑形好、延伸率大。

技术指标：屈服强度、延伸率、强屈比、冷弯性能。

力学性能是最重要的使用性能，包括抗拉性能、冲击韧性、耐疲劳性等。

工艺性能包括冷弯性能和可焊性。

（1）抗拉性能：抗拉性能钢材最重要的力学性能。

屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。

抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）σb／σs，是评价钢材使用可靠性的一个参数。

对于有抗震要求的结构用钢筋，实测抗拉强度与实测屈服强度之比不小于1.25；
实测屈服响度与理论屈服强度之比不大于1.3；
强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高；但强屈比太大，钢材强度利用率偏低，浪费材料。

钢材受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性，它是钢材的一个重要指标。

钢材的塑性指标通常用伸长率表示。

伸长率随钢筋强度的增加而降低。

冷弯也是考核钢筋塑性的基本指标。

（2）冲击韧性，是指钢材抵抗冲击荷载的能力，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度为低的钢材。

（3）耐疲劳性：钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆断破裂的现象，称为疲劳破坏。

危害极大，钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。

二、钢筋的工艺性能
1、钢材的性能主要有哪些内容
钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。

力学性能是钢材最重要的使用性能，包括抗拉性能、塑性、韧性及硬度等。

工艺性能是钢材在各加工过程中表现出的性能，包括冷弯性能和可焊性。

(1)抗拉性能。

表示钢材抗拉性能的指标有屈服强度、抗
拉强度、屈强比、伸长率、断面收缩率。

屈服是指钢材试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象。

发生屈服现象时的最小应力，称为屈服点或屈服极限，在结构设计时，一般以屈服强度作为设计依据。

抗拉强度是指试样拉伸时，在拉断前所承受的最大荷载与试样原横截面面积之比。

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。

伸长率是指金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比；断面收缩率是指金属试样拉断后，其缩颈处横截面面积的最大缩减量与原横截面面积的百分比。

伸长率和断面收缩率越大，钢材的塑性越好。

(2)冷弯性能。

冷弯性能是指钢材在常温下抵抗弯曲变形的能力，表示钢材在恶劣条件下的塑性。

钢材按规定的弯曲角度a和弯心直径d弯曲后，通过检查弯曲处的外面和侧面有无裂纹、起层或断裂等进行评定。

通过冷弯可以揭示钢材内部的应力、杂质等缺陷，还可用于钢材焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯面的裂纹、杂质等缺陷。

(3)冲击韧性。

冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用而不破坏的能力。

工程上常用一次摆锤冲击弯曲试验来测定材料抵抗冲击载荷的能力，即测定冲击载荷试样被折断而消耗的冲击功Ak，单位为焦耳(J)。

钢材的冲击韧性是衡量钢材质量的一项指标，特别对经常承受荷载冲击作用的构件，如重量级的吊车梁等，要经过冲击韧性的鉴定。

冲击韧性越大，表明钢材的冲击韧性越好。

(4)硬度。

硬度是指金属抵抗硬物体压人其表面的能力，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。

硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度。

最常用表示方法为布氏硬度，是用一定直径的球体（钢球或硬质合金球），以相应的试验力压人试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算其硬度值。

(5)疲劳破坏。

钢材在交变应力作用下，应力在远低于静荷载抗拉强度的情况下突然破坏，甚至在低于静荷载屈服强度时即发生破坏，这种破坏称为疲劳破坏。

钢材疲劳破坏的应力指标用疲劳强度（或称疲劳极限）来表示，它是指试件在交变应力的作用下，不发生疲劳破坏的最大应力值。

一般把钢材承受交变荷载1×107周次时不发生破坏所能承受的最大应力作为疲劳强度。

设计承受交变荷载且需进行疲劳验算的结构时，应当了解所用钢材的疲劳强度。

2、钢的工艺性能
（1）、铸造性金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性.铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等.流动性是指液态金属充满铸模的能力,流动性愈好,愈易铸造细薄精致的铸件,收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度,收缩愈小,铸件凝固时变形愈小.偏析是指化学成分不均匀,偏析愈严重,铸件各部位的性能愈不均匀,铸件的可靠性愈小.
（2）、切削加工性金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力,也是指金属经过加工而成为合乎要求的工件的难易程度.金乔江钢材告诉大家,通常可以用切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性.
（3）、焊接性焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能.焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能
的变化来判断.
（4）、锻性锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺是会改变形状而不产生裂纹的性能.它实际上是金属塑性好坏的一种表现,金属材料塑性越高,变形抗力就越小,则锻性就越好.锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素.
（5）、冲压性冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能.许多金属产品的制造都要经过冲压工艺,如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、盂、壶等日用品.为保证制品的质量和工艺的顺利进行,用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能.
（6）、顶锻性顶锻性是指金属材料承受打铆、镦头等的顶锻变形的性能.金属的顶锻性,是用顶锻试验测定的.
（7）、冷弯性金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能,称为冷弯性.出现裂纹前能承受的弯曲程度愈大,则材料的冷弯性能愈好. 8、热处理工艺性热处理是指金属或合金在固态范围内,通过一定的加热、保温和冷却方法,以改变金属或合金的内部组织,而得到所需性能的一种工艺操作.热处理工艺就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力,包括淬硬性、淬透性、回火脆性等.
三、建筑钢材的力学性能
钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。

其中力学性能是钢材最重要的使用性能，包括拉伸性能、冲击性能、疲劳性能等。

工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括弯曲性能和焊接性能等。

（1）拉伸性能反映建筑钢材拉伸性能的指标，包括屈服强度、抗拉强度和伸长率。

屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据。

抗拉强度与屈服强度之比（强屈比）是评价钢材使用可靠性的一个参数。

强屈比愈大，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，安全性越高；但强屈比太大，钢材强度利用率偏低，浪费材料。

钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能，称为塑性。

在工程应用中，钢材的塑性指标通常用伸长率表示。

伸长率是钢材发生断裂时所能承受永久变形的能力。

伸长率越大，说明钢材的塑性越大。

试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的百分比即为断后伸长率。

对常用的热轧钢筋而言，还有一个最大力总伸长率的指标要求。

预应力混凝土用高强度钢筋和钢丝具有硬钢的特点，抗拉强度高，无明显的屈服阶段，伸长率小。

由于屈服现象不明显，不能测定屈服点，故常以发生残余变形为0.2%原标距长度时的应力作为屈服强度，称条件屈服强度，用σ0.2表示。

（2）冲击性能冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力。

钢的化学成分及冶炼、加工质量都对冲击性能有明显的影响。

除此以外，钢的冲击性能受温度的影响较大，冲击性能随温度的下降而减小；当降到一定温度范围时，冲击稜急剧下降，从而可使钢材出现脆性断裂，这种性质称为钢的冷脆性，这时的温度称为脆性临界温度。

脆性临界温度的数值愈低，钢材的低温冲击性能愈好。

所以，在负温下使用的结构，应当选用脆性临界温度较使用温度低的
钢材。

（3）疲劳性能受交变荷载反复作用时，钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发生脆性断裂破坏的现象，称为疲劳破坏。

疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的，所以危害极大，往往造成灾难性的事故。

钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关，一般抗拉强度高，其疲劳极限也较高。