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断面收缩率 Ψ—断面收缩率 A0—原断面面积 A1—拉断后断面面积 指标和公式 第三十页，共八十二页。 指标和公式 说明 伸长率是表示钢材塑性变形能力的重要指标 钢结构一般在弹性范围内工作 但在应力集中处，应力可能超过屈服点,有一定的塑性变形 因此可以保持应力重新分布，从而避免结构破坏 Back 第三十一页，共八十二页。 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载的能力 定义 试验方法 用摆锤打击有槽口的标准试件，直到试件破坏 单位面积所消耗的功 Back 冲击韧性 第三十二页，共八十二页。 Ak—试件破坏时的冲击功 A—试件槽口处截面积 公 式 Flash- 冲击韧性试验 冲击韧性 第三十三页，共八十二页。 αk 与温度有关 (图7.3.5) 温度较低时，发生脆性断裂的现象 发生脆性断裂时的温度为脆性断裂温度 温度较低时，冷脆性好 冷 脆 性 冲击韧性 韧性断裂 脆性断裂 Tep：脆性临界温度范围 T Ak 图7.3.5 脆性断裂、韧性断裂及脆性临界温度范围 第三十四页，共八十二页。 指钢材在常温下承受弯曲变形的能力 如果钢材承受弯曲变形的程度大，那么钢材的冷弯性好 定义 指标 弯曲角度α及弯心直径/（钢板厚度或直 径）(d/a) 冷 弯 性 能 Back 第三十五页，共八十二页。 试验 以规定的α和d/a进行弯曲 检查受弯部位 如不裂纹、不起层或断裂，则为合格 冷弯性能录像 冷 弯 性 能 第三十六页，共八十二页。 冷弯是通过弯曲处的塑性变形来实现的，因此它也是反映钢材在静荷载下塑性的一个指标。 在拉伸试验中，钢材试件的塑性变形则是局部不均匀变形.冷弯试验常常能反映钢材内部组织的均匀程度，存在内应力和夹杂物等缺陷 因此可以用冷弯性来检查钢材的质量，如焊接质量 说明 Back 冷 弯 性 能 第三十七页，共八十二页。 将热轧钢筋用拉伸设备在常温下拉长，使之产生一定的塑性变形称之为冷拉 钢材用拉伸设备拉伸后能提高强度 冷拉 F 图7.3.6 冷拉示意图 Back 冷 弯 性 能 第三十八页，共八十二页。 将钢筋通过硬质合金拔丝模孔强行拉拔，使之不仅受拉、而且受挤压以提高强度。每次冷拔断面缩小应为10%以下，可多次冷拔 在这个过程中，强度可提高40-60%，效果好与冷拉 冷拔 Back 冷 弯 性 能 第三十九页，共八十二页。 §7.4 建筑钢材的冷加工与时效 冷加工与时效的定义 冷加工与时效强化原理 冷加工与时效强化的意义 Back 第四十页，共八十二页。 冷加工 指在常温下对钢材进行冷拉、冷拔和冷轧处理 冷加工强化 钢材经冷加工后强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象 时效 经冷拉钢材随时间延长强度提高,塑性、韧性下降的现象叫做时效 可分为两类：分为自然时效和人工时效 Back 定义 第四十一页，共八十二页。 时效 自然时效处理 经冷拉的钢材在常温下存放15-20天 其强度和硬度提高，塑性和韧性降低的现象 人工时效处理 经冷拉的钢材在加热至100-200℃，并保持一段时间 这将使时效加速 定义 第四十二页，共八十二页。 时效敏感性 因时效而导致性能改变的程度大，导致塑性、韧性降低。 故动荷载重要结构，敏感性好。 说明 有些钢材即使没有经过冷加工处理，长时间过后也会出现时效，但不如冷加工后表现明显。 Back 定义 第四十三页，共八十二页。 冷加工时效强化的原理 由于钢材在加工时产生塑性变形所至，当晶体在外力作用下，在弹性阶段金属原子偏离平衡位置产生的变形，在外里去除后可以恢复---弹性变形； 当外力继续增大，使晶格的歪曲程度超过弹性变形之后，晶格产生滑移，造成永久性变形。由于晶粒表面的畸变及滑动平面的细小碎屑，使晶体在该平面上继续滑动产生困难，抵抗变形的能力增大，因而屈服极限及硬度提高。 由于塑性变形后钢材可能产生滑移的区域几乎均已滑动，因此塑性降低。 原 理 Back 第四十四页，共八十二页。 时效强化的原理 在高温下固溶在α-Fe中的氮和氧的原子，在温度降低后溶解度下降，但未完全析出，在存放过程中逐渐析出并扩散到晶粒缺陷处，形成固体微粒，阻碍晶粒发生滑移，而提高了对塑性变形的抵抗能力。 原 理 第四十五页，共八十二页。 σ ε O O1 B D1 C D C1 K1 K 未冷拉 屈服点 B 冷拉 屈服点: σs 变大 塑性和韧性降低 时效 σs, σν 变大 塑性和韧性降低 图7.4.1 　冷加工和时效强化示意图 第四十六页，共八十二页。 建筑钢材的冷加工与时效 可提高强度，冷拉后屈服强度可提高20-30%，时效处理后还可使抗拉强度提高。 可节约钢材20-30%。 对于受动荷载或经常处于中温条件工作的钢结构，如桥梁、钢轨、锅炉等，为避免过大脆性，出现突然断裂，要求采用时效敏感小的钢材。 意