塑性好表明钢材具有较好的应变能力。
塑性和韧性好的钢材在静载和动载作用下有足够的应变能力,既可减轻结构脆性破坏的倾向,又能通过较大的塑性变形调整局部应力,且又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
影响钢材性能的主要因素
1、化学成份的影响
基本成份为铁,碳钢中含量占99%,碳、硅、锰为杂质元素,硫、磷、氮、氧为冶炼过程中不易除尽的有害元素。
2、冶金与轧制的影响
冶金的影响主要为脱氧方法:沸腾钢用Mn为脱氧剂,时间快,价格低,质量差;镇静钢用硅为脱氧剂,时间慢,价格高,质量好。特殊镇静钢用用Si脱氧后,再用铝补充脱氧。
反复的轧制可以改善钢材的塑性,同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合,使金属晶体组织密实,晶粒细化,消除纤维组织缺陷,使钢材的力学性能提高。
3、冷作硬化与时效硬化
由于某种因素的影响而使钢材强度提高,塑性、韧性下降,增加脆性的现象称之为硬化现象。
冷加工时(常温进行弯折、冲孔剪切等),钢材发生塑性变形从而使钢材变硬的现象称之为冷作硬化。
钢材中的碳、氮,随着时间的增长和温度的变化,而形成碳化物和氮化物,使钢材变脆的“老化”现象称之为时效硬化。
4、复杂应力与应力集中的影响
钢材在多向同号应力场作用下,一向的变形受到另一向的限制,而使钢材强度增加,塑性、韧性下降,异号应力场时则相反。
钢构件由于截面的改变以及孔洞、凹槽、裂纹等原因而使构件内产生应力集中,应力集中实际为:局部应力增大并多为同号应力场。
5、残余应力的影响
钢材在轧制、焊接、切割等过程中会产生在构件内部自相平衡的内力,残余应力虽对构件的强度无影响,但对构件的变形(刚度)、疲劳以及稳定承载力产生不利影响(后续章节中将详细介绍)。
6、温度的影响
温度的影响,一般可分正温与负温影响两部分。