1、鋼結構課件第12章一、單向拉伸試驗曲線一、單向拉伸試驗曲線 根據鋼材單向拉伸性能曲線，工程應用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考根據鋼材單向拉伸性能曲線，工程應用中，鋼材的性能按理想彈塑性體考慮，慮，fy y定為鋼材拉、壓強度標準值。定為鋼材拉、壓強度標準值。1、化學成份的影響 基本成份為基本成份為Fe，炭鋼中含量占，炭鋼中含量占99，C、Si、Mn為雜質元素，為雜質元素，S、P、N、O為冶煉過程中不易除盡的有害元素。為冶煉過程中不易除盡的有害元素。C：含：含C使強度使強度塑性、韌性、可焊性塑性、韌性、可焊性，應控制在，應控制在0.22%，焊，焊接結構應控制在接結構應控制在0.20%。Si：含：含

2、Si適量使強度適量使強度 其它影響不大，有益，應控制其它影響不大，有益，應控制0.10.3%Mn：含：含Si適量使強度適量使強度 降低降低S、O的熱脆影響，改善熱加工性能，的熱脆影響，改善熱加工性能，對其它性能影響不大，對其它性能影響不大，有益有益。S：含量：含量使強度使強度塑性、韌性、性能冷彎、可焊性塑性、韌性、性能冷彎、可焊性； 高溫時使鋼材變脆高溫時使鋼材變脆熱脆現象熱脆現象。P：低溫時使鋼材變脆：低溫時使鋼材變脆冷脆現象冷脆現象；其它同；其它同SO、N：O同同S；N同同P，控制含量，控制含量0.008%2、冶金與軋制的影響冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰鋼用冶金的影響主要為脫氧方法：沸騰

3、鋼用Mn為脫氧劑，時間快，價格低，為脫氧劑，時間快，價格低，質量差；鎮靜鋼用質量差；鎮靜鋼用Si為脫氧劑，時間慢，價格高，質量好。為脫氧劑，時間慢，價格高，質量好。反復的軋制可以改善鋼材的塑性，同時可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏反復的軋制可以改善鋼材的塑性，同時可以使鋼材中的氣孔、裂紋、疏松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實，晶粒細化，消除纖維組織缺陷，松等缺陷焊合，使金屬晶體組織密實，晶粒細化，消除纖維組織缺陷，使鋼材的力學性能提高。使鋼材的力學性能提高。3、冷作硬化與時效硬化、冷作硬化與時效硬化由于某種因素的影響而使鋼材強度提高，塑性、韌性下降，增加脆性的由于某種因素的影響而使鋼材強度提高，塑性

4、、韌性下降，增加脆性的現象稱之為現象稱之為硬化現象硬化現象。冷加工時（常溫進行彎折、沖孔剪切等），鋼材發生塑性變形從而使鋼冷加工時（常溫進行彎折、沖孔剪切等），鋼材發生塑性變形從而使鋼材變硬的現象稱之為材變硬的現象稱之為冷作硬化冷作硬化。鋼材中的鋼材中的C、N，隨著時間的增長和溫度的變化，而形成碳化物和氮化，隨著時間的增長和溫度的變化，而形成碳化物和氮化物，使鋼材變脆的物，使鋼材變脆的“老化老化”現象稱之為現象稱之為時效硬化時效硬化。4、復雜應力與應力集中的影響鋼材在多向同號應力場作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材鋼材在多向同號應力場作用下，一向的變形受到另一向的限制，而使鋼材強度增

5、加，塑性、韌性下降，異號應力場時則相反。強度增加，塑性、韌性下降，異號應力場時則相反。鋼構件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構件內產生應力鋼構件由于截面的改變以及孔洞、凹槽、裂紋等原因而使構件內產生應力集中，應力集中實際為：局部應力增大并多為同號應力場。集中，應力集中實際為：局部應力增大并多為同號應力場。5 5、殘余應力的影響、殘余應力的影響鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會產生在構件內部自相平衡的內力（鋼材在軋制、焊接、切割等過程中會產生在構件內部自相平衡的內力（P26,P26,圖圖2.102.10）, ,殘余應力雖對構件的強度無影響，但對構件的變形（剛度殘余應力雖對構件的強度無影

6、響，但對構件的變形（剛度）、疲勞以及穩定承載力產生不利影響（后續章節中將詳細介紹）、疲勞以及穩定承載力產生不利影響（后續章節中將詳細介紹）。6、溫度的影響 溫度的影響，一般可分正溫與負溫影響兩部分。溫度的影響，一般可分正溫與負溫影響兩部分。n 正溫影響（正溫影響（P27P27，圖，圖2.112.11）總體影響規律為溫度上升，鋼材的強度降低，塑性、韌性提高，這一現象總體影響規律為溫度上升，鋼材的強度降低，塑性、韌性提高，這一現象稱之為稱之為熱塑現象熱塑現象，溫度達，溫度達600o左右時，鋼材的強度幾乎降至為零，而塑性左右時，鋼材的強度幾乎降至為零，而塑性、韌性極大，易于進行熱加工，此溫度稱之為、韌性極大，易于進行熱加工，此溫度稱之為熱煅溫度熱煅溫度。需要說明：鋼材在需要說明：鋼材在300o左右時，強度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈左右時，強度提高，塑性、韌性下降，鋼材表面呈藍色，這一反覆現象稱之為藍色，這一反覆現象稱之為藍脆現象藍脆現象。鋼材在。鋼材在300o以上時應采取以上時應采取隔熱措施隔熱措施。n 負溫影響（負溫影響（P27P27，圖，圖2.122.12）隨著溫度的降低鋼材的強度提高，塑性、韌性降低，脆性增大，稱之為