鋼材工藝性能

1、職業(yè)教育水利水電建筑工程專業(yè)水利工程材料檢測簡明教程水利工程材料檢測項目組2015年3月目 錄（一）冷彎性能- 1 -（二）冷加工性能及時效- 2 -1.冷加工強化處理- 2 -2.時效- 2 -（三）焊接性能- 3 -工藝性能鋼材要經(jīng)常進行各種加工，因此必須具有良好的工藝性能。包括冷彎、冷拉、冷拔以及焊接等性能。（一）冷彎性能冷彎性能是鋼材的重要工藝性能，是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力。以試件彎曲的角度和彎芯直徑對試件厚度（或直徑）的比值來表示，如圖7-6所示。彎曲的角度愈大，彎芯直徑對試件厚度（或直徑）的比值愈小，表示對冷彎性能的要求愈高。冷彎檢驗是按規(guī)定的彎曲角度和彎芯直徑進行彎曲后

2、，檢查試件彎曲處外面及側面不發(fā)生裂縫、斷裂或起層,即認為冷彎性能合格。圖7-6 冷彎試驗圖（a） 金屬冷彎裝置；（b）彎曲至90º；（c）彎曲至兩臂平行；（d）彎曲至兩臂重合冷彎是鋼材處于不利變形條件下的塑性，更有助于暴露鋼材的某些內(nèi)在缺陷，而伸長率則是反映鋼材在均勻變形下的塑性。因此，相對于伸長率而言，冷彎是對鋼材塑性更嚴格的檢驗，它能揭示鋼材是否存在內(nèi)部組織不均勻、內(nèi)應力和夾雜物等缺陷。冷彎試驗對焊接質(zhì)量也是一種嚴格的檢驗，能揭示焊件在受彎表面存在未熔合、微裂紋及夾雜物等缺陷。（二）冷加工性能及時效1.冷加工強化處理將鋼材在常溫下進行冷加工（如冷拉、冷拔或冷軋），使之產(chǎn)生塑性變形

3、，從而提高屈服強度，這個過程稱為冷加工強化處理。經(jīng)強化處理后鋼材的塑性和韌性降低。由于塑性變形中產(chǎn)生內(nèi)應力，故鋼材的彈性模量降低。建筑工地或預制構件廠常利用該原理對鋼筋按一定制度進行冷拉或冷加工，以提高屈服強度，節(jié)約鋼材。1）冷拉冷拉是將熱軋鋼筋在常溫下用冷拉設備加力進行張拉。鋼材冷拉后，屈服強度可提高20%30%，同時鋼筋長度還可增加4%10%。鋼材經(jīng)冷拉后屈服階段縮短，伸長率降低，材質(zhì)變硬。2）冷拔冷拔是將光圓鋼筋通過硬質(zhì)合金拔絲模強行拉拔。每次拉拔斷面縮小應在10%以下。鋼筋在冷拔過程中，不僅受拉，同時還受到擠壓作用，因而冷拔的作用比冷拉作用強烈。經(jīng)過一次或多次冷拔后的鋼筋，表面光潔度高

4、，屈服強度提高40%60%，但塑性大大降低，具有硬鋼的性質(zhì)。2.時效鋼材經(jīng)冷加工后，在常溫下存放1520d，或加熱至100200保持2h左右，其屈服強度、抗拉強度及硬度進一步提高，而塑性及韌性繼續(xù)降低，這種現(xiàn)象稱為時效。前者稱為自然時效，后者稱為人工時效。通常對強度較低的鋼筋可采用自然時效，強度較高的鋼筋則需采用人工時效。鋼材經(jīng)冷加工及時效處理后，其應力-應變關系變化的規(guī)律，可明顯地在應力-應變圖上得到反映，如圖7-7所示。應力-應變圖的變化 圖7-7 鋼筋經(jīng)冷拉時效后 （三）焊接性能焊接是各種型鋼、鋼板、鋼筋的重要連接方式。建筑工程的鋼結構有90%以上是焊接結構。焊接的質(zhì)量取決于焊接工藝、焊接材料及鋼的焊接性能。鋼材的可焊性是指鋼材是否適應用通常的方法與工藝進行焊接的性能?？珊感缘暮脡?，主要取決于鋼材的化學成分。含碳量小于0.25%的碳素鋼具有良好的可焊性。加入合金元素（如硅、錳、釩、鈦等）也將增大焊接處的硬脆性，降低可焊性，特