1樓：塗巧春
鋼材的技術性質主要包括力學效能和工藝效能兩個方面。
一、力學效能：
力學效能又稱機械效能，是鋼材最重要的使用效能。在建築結構中，對承受靜荷載
作用的鋼材，要求具有一定的力學強度，並要求所產生的變形不致影響到結構的正常工
作和安全使用。對承受動荷載作用的鋼材，還要求具有較高的韌性而不致發生斷裂。
（一）、強度：
在外力作用下，材料抵抗變形和斷裂的能力稱為強度。
測定鋼材強度的方法是拉伸試驗，鋼材受拉時，在產生應力的同時，相應的產生應變。
應力－應變的關係反映出鋼材的主要力學特徵。
因此，抗拉效能是鋼材最重要的技術性質。根據低碳鋼受拉時的應力－應變曲線（如圖
6-1），可瞭解到抗拉效能的下列特徵指標。
1、彈性模量和比例極限：
鋼材受力初期，應力與應變成正比例增長，應力與應變之比是常數，稱為彈性模量即e
=σ/ε。這個階段的最大應力（p 點的對應值）稱為比例極限σp。
e 值越大，抵抗彈性變形的能力越大；在一定荷載作用下，e 值越大，材料發生的彈性
變形量越小。一些對變形要求嚴格的構件，為了把彈性變形控制在一定限度內，應選用
剛度大的鋼材。
2、彈性極限：
應力超過比例極限後，應力-應變曲線略有彎曲，應力與應變不再成正比例關係，但卸
去外力時，試件變形仍能立即消失，此階段產生的變形是彈性變形。不產生殘留塑性變
形的最大應力（e 點對應值）稱為彈性極限σe。事實上，σp 和σe 相當接近。
3、屈服強度：
屈服強度：鋼材開始喪失對變形的抵抗能力，並開始產生大量塑性變形時所對應的應力。
在屈服階段，鋸齒形的最高點所對應的應力稱為屈服上限；鋸齒形的最低點所對應的應
力稱為屈服下限。屈服上限與試驗過程中的許多因素有關。屈服下限比較穩定，容易測
試，所以規範規定以屈服下限的應力值作為鋼材的屈服強度，用σs 表示。
圖6-1 低碳鋼受拉時的應力一應變曲線
中碳鋼和高碳鋼沒有明顯的屈服現象，規範規定以0.2%殘餘變形所對應的應力值
作為條件屈服強度，用σ0.2 表示。
屈服強度對鋼材使用意義重大，一方面，當構件的實際應力超過屈服強度時，將產生
不可恢復的永久變形；另一方面，當應力超過屈服強度時，受力較高部位的應力不再提
高，而自動將荷載重新分配給某些應力較低部位。因此，屈服強度是確定容許應力的主
要依據。
4、抗拉強度（極限強度）：
當鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶粒重新排列，其抵抗變形的能力又重新提高，此
時變形雖然發展很快，但卻只能隨著應力的提高而提高，直至應力達到最大值。此後鋼
材抵抗變形的能力明顯降低，並在最薄弱處發生較大塑性變形，此處試件介面迅速縮小，
出現頸縮現象，直到斷裂破壞。
抗拉強度是鋼材所能承受的最大拉應力，即當拉應力達到強度極限時，鋼材完全喪失了
對變形的抵抗能力而斷裂。抗拉強度用σb 表示。
抗拉強度雖然不能直接作為計算依據，但屈服強度與抗拉強度的比值，即「屈強比」
（σs/σb）對工程應用有較大意義。屈強比愈小，反映鋼材在應力超過屈服強度工作時
的可靠性愈大，即延緩結構損壞過程的潛力愈大，因而結構愈安全。但屈強比過小時，
鋼材強度的有效利用率低，造成浪費。常用碳素鋼的屈強比為0.58～0.63，合金鋼的屈
強比為0.65～0.75。
5、疲勞強度：
受交變荷載反覆作用，鋼材在應力低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現
象。稱為疲勞破壞。
疲勞破壞首先是從區域性缺陷處形成細小裂紋，由於裂紋尖端處的應力集中使其逐漸擴
展，直至最後斷裂。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成
災難性的事故。
在一定條件下，鋼材疲勞破壞的應力值隨應力迴圈次數的增加而降低。鋼材在無數次交
變荷載作用下而不致引起斷裂的最大迴圈應力值，稱為疲勞強度極限。實際測量市場以
2×106此應力迴圈為基準。鋼材的疲勞強度與很多因素有關，如組織結構、表面狀態、
合金成分、夾雜物和應力幾種情況等。
（二）、塑性：
塑性表示鋼材在外力作用下產生塑性變形而不破壞的能力。它是鋼材的一個重要指標。
鋼材的塑性通常用拉伸試驗時的伸長率或斷面縮減率來表示。
1．伸長率：伸長率反映鋼材拉伸斷裂時所能承受的塑性變形能力，是衡量鋼材塑性的
重要技術指標。伸長率是以試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比的百分率來表
示。伸長率按下式計算：
式中：l1——試件拉斷後標距部分的長度（mm）；
l0——試件的原標距長度（mm）；
n——長或短試件的標誌，長試件n=10，短試件n=5。
鋼材拉伸時塑性變形在試件標距內的分佈是不均勻的，頸縮處的伸長較大，故試件原始
標距（l0）與直徑（d0）之比愈大，頸縮處的伸長值在總伸長值中所佔比例愈小，計算
所得伸長率也愈小。通常鋼材拉伸試件取l0=5d，或l0=10d，其伸長率分別以δ5 和δ1
0表示。對於相同鋼材，δ5 大於δ10。
通常，鋼材是在彈性範圍內使用的，但在應力集中處，其應力可能超過屈服強度，
此時產生一定的塑性變形，可使結構中的應力產生重分佈，從而使結構免遭破壞。
2、斷面縮減率：
斷面縮減率按下式計算：
式中：a0——試件原始截面積；
a1——試件拉斷後頸縮處的截面積。
伸長率和斷面縮減率表示鋼材斷裂前經受塑性變形的能力。伸長率越大或斷面縮減率越
高，說明鋼材塑性越大。鋼材塑性大，不僅便於進行各種加工，而且能保證鋼材在建築
上的安全使用。因為鋼材的塑性變形能調整區域性高峰應力，使之趨於平緩，以免引起建
築結構的區域性破壞及其所導致的整個結構的破壞；鋼材在塑性破壞前，有很明顯的變形
和較長的變形持續時間，便於人們發現和補救。
（三）、衝擊韌性：
衝擊韌性是鋼材抵抗衝擊荷載的能力。鋼材的衝擊韌性用試件沖斷時單位面積上所
吸收的能量來表示（或用擺錘沖斷v 型缺口試件時單位面積上所消耗的功j/cm2 來表
示）。衝擊韌性按式（6-2）計算：
式中：αk——衝擊韌性（j/cm2）；
h、h——擺錘衝擊前後的高度，m；
a——試件槽口處最小橫截面積（cm2）。
p——擺錘的重量，n。
影響鋼材衝擊韌性的主要因素有：化學成分、冶煉質量、冷作及時效、環境溫度等。
αk 越大，表示沖斷試件消耗的能量越大，鋼材的衝擊韌性越好，即其抵抗衝擊作用的
能力越強，脆性破壞的危險性越小。對於重要的結構物以及承受動荷載作用的結構，特
別是處於低溫條件下，為了防止鋼材的脆性破壞，應保證鋼材具有一定的衝擊韌性。
鋼材的衝擊韌性隨溫度的降低而下降，其規律是：開始衝擊韌性隨溫度的降低而緩
慢下降，但當溫度降至一定的範圍（狹窄的溫度區間）時，鋼材的衝擊韌性驟然下降很
多而呈脆性，即冷脆性，這時的溫度稱為脆性轉變溫度，見圖6-2。脆性轉變溫度越低，
表明鋼材的低溫衝擊韌性越好。為此，在負溫下使用的結構，設計時必須考慮鋼材的冷
脆性，應選用脆性轉變溫度低於最低使用溫度的鋼材，並滿足規範規定的-20℃或-40℃
條件下衝擊韌性指標的要求。
材料在實際使用過程中，可能承受多次重複的小量衝擊荷載，因此衝擊試驗所得的一次
衝擊破壞的衝擊韌性與這種情況不相符合。材料承受多次小量重複衝擊荷載的能力，主
要取決於其強度的高低，而不是其衝擊韌性值的大小。
圖6-2 鋼的脆性轉變溫度
（四）、硬度：
硬度是指鋼材抵抗硬物壓入表面的能力。即表示鋼材表面區域性體積內抵抗變形的能
力。它是衡量鋼材軟硬程度的一個指標。硬度值與鋼材的力學效能之間有著一定的相關
性。我國現行標準測定金屬硬度的方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法和維氏硬度法等三
種。常用的硬度指標為布氏硬度和洛氏硬度。
1、布氏硬度
布氏硬度試驗是按規定選擇一個直徑為d（mm）的淬硬鋼球或硬質合金球，以一
定荷載p（n）將其壓入試件表面，持續至規定時間後卸去荷載，測定試件表面上的壓
痕直徑d（mm），根據計算或查表確定單位面積上所承受的平均應力值（或以壓力除
以壓痕面積即得布氏硬度值），其值作為硬度指標（無量綱），稱為布氏硬度，代號為
hb。布氏硬度值越大表示鋼材越硬。
布氏硬度法比較準確，但壓痕較大，不宜用於成品檢驗。
2、洛氏硬度
洛氏硬度試驗是將金剛石圓錐體或鋼球等壓頭，按一定試驗力壓入試件表面，以壓
頭壓入試件的深度來表示硬度值（無量綱），稱為洛氏硬度，代號為hr。
洛氏硬度法的壓痕小，所以常用於判斷工件的熱處理效果。
2樓：建築小屋
建築鋼材的效能和應用1
3樓：匿名使用者
a.力學效能 b.工藝效能
鋼材的技術性質主要包括力學效能（抗拉效能、衝擊韌性、耐疲勞和硬度等）和工藝效能（冷彎和焊接）兩個方面。
建築鋼材的力學效能主要有哪幾項？
4樓：匿名使用者
鋼材的主要效能包括力學效能和工藝效能。其中力學效能是鋼材最重要的使用效能，包括拉伸效能、衝擊效能、疲勞效能等。工藝效能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括彎曲效能和焊接效能等。
（1）拉伸效能
反映建築鋼材拉伸效能的指標，包括屈服強度、抗拉強度和伸長率。屈服強度是結構設計中鋼材強度的取值依據。抗拉強度與屈服強度之比（強屈比）是評價鋼材使用可靠性的一個引數。
強屈比愈大，鋼材受力超過屈服點工作時的可靠性越大，安全性越高；但強屈比太大，鋼材強度利用率偏低，浪費材料。
鋼材在受力破壞前可以經受永久變形的效能，稱為塑性。在工程應用中，鋼材的塑性指標通常用伸長率表示。伸長率是鋼材發生斷裂時所能承受永久變形的能力。
伸長率越大，說明鋼材的塑性越大。試件拉斷後標距長度的增量與原標距長度之比的百分比即為斷後伸長率。對常用的熱軋鋼筋而言，還有一個最大力總伸長率的指標要求。
預應力混凝土用高強度鋼筋和鋼絲具有硬鋼的特點，抗拉強度高，無明顯的屈服階段，伸長率小。由於屈服現象不明顯，不能測定屈服點，故常以發生殘餘變形為0.2%原標距長度時的應力作為屈服強度，稱條件屈服強度，用σ0.
2表示。
（2）衝擊效能
衝擊效能是指鋼材抵抗衝擊荷載的能力。鋼的化學成分及冶煉、加工質量都對衝擊效能有明顯的影響。除此以外，鋼的衝擊效能受溫度的影響較大，衝擊效能隨溫度的下降而減小；當降到一定溫度範圍時，衝擊值急劇下降，從而可使鋼材出現脆性斷裂，這種性質稱為鋼的冷脆性，這時的溫度稱為脆性臨界溫度。
脆性臨界溫度的數值愈低，鋼材的低溫衝擊效能愈好。所以，在負溫下使用的結構，應當選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。
（3）疲勞效能
受交變荷載反覆作用時，鋼材在應力遠低於其屈服強度的情況下突然發生脆性斷裂破壞的現象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應力狀態下突然發生的，所以危害極大，往往造成災難性的事故。鋼材的疲勞極限與其抗拉強度有關，一般抗拉強度高，其疲勞極限也較高。
建築鋼材的主要效能有哪些，建築鋼材的主要技術效能包括（ ）
建築鋼材的主要效能有 抗拉強度,朔韌性,疲勞強度,硬度,支承力. 鋼材的技術性質主要包括力學效能 抗拉效能 衝擊韌性 耐疲勞和硬度等 和工藝效能 冷彎和焊接 兩個方面 文庫精選 內容來自使用者 夢幻飛迷0511 一 鋼材的主要效能 鋼材的力學效能 有明顯流幅的鋼筋，塑形好 延伸率大。技術指標 屈服強...
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