题目
影响钢材机械性能的主要因素有哪些?各因素大致有哪些影响?(8分)
影响钢材机械性能的主要因素有哪些?各因素大致有哪些影响?(8分)
题目解答
答案
主要的影响因素有:1)化学成分的影响:影响较大的几种化学成分为C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素结构钢中则是铁以外的最主要元素,碳是形成钢材强度的主要成分,随着含碳量的提高,钢的强度逐渐增高,而塑性和韧性下降,冷弯性能、焊接性能和抗锈蚀性能等也变劣。Si、Mn为有益元素,在普通碳素钢中,它们是脱氧剂,可提高钢材强度。S、P、O为有害元素,S可能引发刚才热脆,P可能引发刚才冷脆,氧与硫类似使钢热脆。2) 钢材的硬化钢材的硬化有三种情况:时效硬化、冷作硬化(或应变硬化)和应变时效硬化,钢材的硬化使钢材的强度提高,而塑性和韧性下降。3)应力集中的影响应力集中主要友构件的截面突变引起,严重的应力集中,能引起钢材脆性破坏,在进行钢结构设计时,应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理,防止截面的突然改变。4)残余应力的影响残余应力对构件的静力强度不会产生影响,但它降低构件的刚度与稳定承载力,在进行钢结构的焊接构造设计和施工时,应尽量减少焊接残余应力。
解析
步骤 1：化学成分的影响
化学成分是影响钢材机械性能的主要因素之一。其中，碳素结构钢中碳是形成钢材强度的主要成分。随着含碳量的提高，钢的强度逐渐增高，而塑性和韧性下降，冷弯性能、焊接性能和抗锈蚀性能等也变劣。Si、Mn为有益元素，可提高钢材强度。S、P、O为有害元素，S可能引发刚才热脆，P可能引发刚才冷脆，氧与硫类似使钢热脆。
步骤 2：钢材的硬化
钢材的硬化有三种情况：时效硬化、冷作硬化（或应变硬化）和应变时效硬化。钢材的硬化使钢材的强度提高，而塑性和韧性下降。
步骤 3：应力集中的影响
应力集中主要由构件的截面突变引起，严重的应力集中，能引起钢材脆性破坏。在进行钢结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止截面的突然改变。
步骤 4：残余应力的影响
残余应力对构件的静力强度不会产生影响，但它降低构件的刚度与稳定承载力。在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。
化学成分是影响钢材机械性能的主要因素之一。其中，碳素结构钢中碳是形成钢材强度的主要成分。随着含碳量的提高，钢的强度逐渐增高，而塑性和韧性下降，冷弯性能、焊接性能和抗锈蚀性能等也变劣。Si、Mn为有益元素，可提高钢材强度。S、P、O为有害元素，S可能引发刚才热脆，P可能引发刚才冷脆，氧与硫类似使钢热脆。
步骤 2：钢材的硬化
钢材的硬化有三种情况：时效硬化、冷作硬化（或应变硬化）和应变时效硬化。钢材的硬化使钢材的强度提高，而塑性和韧性下降。
步骤 3：应力集中的影响
应力集中主要由构件的截面突变引起，严重的应力集中，能引起钢材脆性破坏。在进行钢结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止截面的突然改变。
步骤 4：残余应力的影响
残余应力对构件的静力强度不会产生影响，但它降低构件的刚度与稳定承载力。在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。