鋼結(jié)構(gòu)加工在使用過程中受到多種形式的作用(載荷、地基不平衡沉降、溫度等),因此鋼結(jié)構(gòu)加工的鋼要有具備良好的機(jī)械性能(強(qiáng)度、塑性、韌性)和加工性能(冷熱加工和焊接性能),結(jié)構(gòu)才能安全可靠。鋼結(jié)構(gòu)加工的鋼的種類很多,符合鋼結(jié)構(gòu)的只有少數(shù),如碳鋼的Q235、低合金鋼的l6Mn、高強(qiáng)度螺栓用的20MnV (20MNV)等。
鋼結(jié)構(gòu)加工的性能指標(biāo)是怎樣?
1、強(qiáng)度。
鋼的強(qiáng)度指標(biāo)為彈性極限E、屈服極限Y、拉伸極限U,在設(shè)計時以鋼的屈服強(qiáng)度為基礎(chǔ),屈服強(qiáng)度高可以使結(jié)構(gòu)自重、節(jié)省鋼材、降低成本??估瓘?qiáng)度U是鋼材破壞前能承受的應(yīng)力,此時結(jié)構(gòu)可塑性變形大,失去使用性能,但結(jié)構(gòu)變形大,不會倒塌,滿足結(jié)構(gòu)抵抗罕見地震時的要求。u/y值的大小可視為鋼強(qiáng)度儲備的參數(shù)。
2、塑性
鋼的塑性一般是指應(yīng)力超過屈服點后不破裂,具有明顯塑性變形的性質(zhì)。測定鋼塑性變形能力的主要指標(biāo)是伸長率和截面收縮率。
3、冷彎性能
鋼的冷彎曲性能是在室溫下鋼的彎曲加工引起塑性變形時對裂紋的抵抗力的測量。鋼的冷彎性能是通過冷彎試驗來測試鋼能承受指定彎曲程度的彎曲變形性能。
4、沖擊韌性
鋼材的沖擊韌性是鋼材在沖擊載荷的作用下,在破壞過程中吸收機(jī)械動能的能力,是衡量鋼材抵抗沖擊載荷的作用,是低溫、應(yīng)力集中導(dǎo)致脆性斷裂的機(jī)械性能。一般通過標(biāo)準(zhǔn)試樣的沖擊試驗得到鋼的沖擊韌性指標(biāo)。
5、焊接性能
鋼的焊接性能是指在規(guī)定的焊接工藝條件下獲得性能良好的焊接接頭。焊接性能可分為焊接工藝的焊接性能和使用性能兩種。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊接及焊接附近的金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻,不產(chǎn)生冷卻收縮裂紋的敏感性。焊接性能好意味著在特定的焊接工藝條件下,焊接金屬和附近母材不會出現(xiàn)裂紋。使用性能上的焊接性能表示焊接時沖擊韌性和熱影響區(qū)域內(nèi)的延展性,焊接和熱影響區(qū)域內(nèi)鋼的力學(xué)性能不應(yīng)低于母材的力學(xué)性能。我國采用焊接過程的焊接性能試驗方法,使用性使用性質(zhì)上的焊接性能試驗方法。
6、耐久性。
影響鋼材耐久性的因素很多。由于鋼的耐蝕性弱,要采取保護(hù)措施,防止鋼材腐蝕生銹。保護(hù)措施為:定期維護(hù)鋼漆,采用鍍鋅鋼材,在酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)條件下,采用海洋平臺結(jié)構(gòu)的“陽極保護(hù)”措施,防止導(dǎo)管腐蝕,在導(dǎo)管架上固定鋅錠,海水電解質(zhì)自動腐蝕鋅錠,具有保護(hù)鋼導(dǎo)管的功能。鋼材在高溫和長期負(fù)載作用下破壞強(qiáng)度比短期強(qiáng)度下降得多,因此對長期高溫作用下的鋼材要測量持續(xù)強(qiáng)度。鋼材隨著時間的推移會自動變硬、變脆,即成為“時效”現(xiàn)象。對低溫載荷作用的鋼材要驗證其沖擊韌性。
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