鋼材的性能(鋼材的五個基本力學(xué)性能指標(biāo))

大家好，鋼百科小編解答以上問題。45和45MN這兩種鋼在性能上有何差異，鋼材的高溫性能包括哪些？這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

Q1：45和45MN這兩種鋼在性能上有何差異

45和45MN這兩種鋼在性能上有何差異45號鋼屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，俗稱優(yōu)鋼，屬于中碳碳結(jié)構(gòu)鋼，這種45號鋼在鋼中不會特意加入合金元素，也是應(yīng)用*廣泛的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼。45號鋼的用途取決于它的各項性能，45號鋼它具有一定的韌性和塑性，并具有較高的強(qiáng)度，可加工性良好，采用調(diào)質(zhì)處理可獲得很好的綜合力學(xué)性能。45號鋼適用于制造較高強(qiáng)度的運(yùn)動零件，如空壓機(jī)、泵的活塞、蒸汽渦輪機(jī)的葉輪，重型及通用機(jī)械中的軋制軸、連桿、蝸桿、齒條、齒輪、銷子等。45號鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，可代替滲碳鋼，用于制造表面耐磨的零件，此時，須經(jīng)過高頻感應(yīng)或者火焰淬火，如曲軸、齒輪、機(jī)床主軸、活塞銷、傳動軸等，還用于制造農(nóng)機(jī)中等負(fù)荷的軸、脫粒滾筒、凹板釘齒、鏈輪、齒輪以及鉗工工具等。45Mn屬于中碳調(diào)質(zhì)鋼，強(qiáng)度、韌度及淬透性均比45鋼高，調(diào)質(zhì)處理可獲得較好的綜合力學(xué)性能，可加工性好，但焊接性差，一般用于較大負(fù)載及耐受磨損工作條件下的零件，如曲軸、花鍵軸、軸、連桿、萬向節(jié)軸、汽車半軸、齒輪、離合器盤、螺栓、螺母等。45號鋼通常在調(diào)質(zhì)或正火狀態(tài)下使用，可代替滲碳鋼，用于制造表面耐磨的零件，此時，須經(jīng)過高頻感應(yīng)或者火焰淬火，如曲軸、齒輪、機(jī)床主軸、活塞銷、傳動軸等，還用于制造農(nóng)機(jī)中等負(fù)荷的軸、脫粒滾筒、凹板釘齒、鏈輪、齒輪以及鉗工工具等。45#鋼可以代替45Mn嗎，如果沒有對強(qiáng)度，硬度等條件有要求，就都無所謂了。但如果要強(qiáng)度，硬度，模量高的話，就不行。因為45#鋼只是普通碳鋼，加入Mn后，其強(qiáng)度硬度都有大幅增加。適用于強(qiáng)度要求高的機(jī)械上。

Q2：鋼材的高溫性能包括哪些？

鋼材在高溫所表現(xiàn)出來的性能與室溫時比較有很大的差別。鋼材在高溫下長期使用組織結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，從而性能發(fā)生改變。鋼材在高溫時的性能包括蠕變極限、持久強(qiáng)度、抗高溫氧化、組織穩(wěn)定性、應(yīng)力松弛、熱疲勞、熱脆性等。蠕變極限:金屬在一定的溫度和應(yīng)力作用下，隨著時間的增加，慢慢地發(fā)生塑性變形的現(xiàn)象，稱為蠕變。 蠕變極限是金屬高溫強(qiáng)度主要考核指標(biāo)，它有兩種表亦方法。一是在一定的工作條件下，引起規(guī)定變形速度的應(yīng)力值。二是在一定的工作溫度下，規(guī)定使用時間內(nèi)使鋼材發(fā)生一定量總變形時的應(yīng)力值。
(2)持久強(qiáng)度:鋼材在高溫和應(yīng)力的長期作用下抵抗破壞的能力。在鍋爐設(shè)計中，以零件在高溫下運(yùn)行斷裂的應(yīng)力作為持久強(qiáng)度，單位是MPa。 有時用表示某溫度￡時的持久強(qiáng)度。
(3)抗高溫氧化:鋼材在高溫和一定介質(zhì)條件下，抵抗氧化腐蝕的能力。
(4) 組織穩(wěn)定性:鋼在高溫下長期使用，其組織結(jié)構(gòu)要發(fā)生變化，如珠光體球化和石墨化等。組織的不穩(wěn)定性會引起鋼的力學(xué)性能變化。因此，在高溫長期運(yùn)行過程中保證鋼的組織穩(wěn)定性，是延長零件使用壽命的重要措施。
(5) 應(yīng)力松弛:零部件在高溫和應(yīng)力狀態(tài)下工作時，如維持總變形不變，隨著時間的增加，零部件的應(yīng)力逐漸地降低，這種現(xiàn)象叫應(yīng)力松弛，簡稱松弛。鍋爐、汽輪機(jī)的許多零部件，如緊固件、彈簧、汽封等處于松弛條件下工作，當(dāng)這些零部件應(yīng)力松弛到一定程度后，就會引起汽缸和閥門漏氣。
(6) 熱疲勞:零部件經(jīng)過多次反復(fù)熱應(yīng)力循環(huán)損壞的現(xiàn)象，稱為熱疲勞。產(chǎn)生熱疲勞的原因是由于零部件在工作過程中受到反復(fù)的加熱和冷卻，零部件的熱脹冷縮受到阻礙而造成。
(7) 熱脆性:鋼的沖擊韌性由于高溫和應(yīng)力的長期作用而產(chǎn)生下降的現(xiàn)象，稱為熱脆性。

Q3：建筑鋼材有哪些力學(xué)性能指標(biāo)？

鋼材的主要性能包括力學(xué)性能和工藝性能。其中力學(xué)性能是鋼材最重要的使用性能，包括拉伸性能、沖擊性能、疲勞性能等。工藝性能表示鋼材在各種加工過程中的行為，包括彎曲性能和焊接性能等。
(一)拉伸性能 反映建筑鋼材拉伸性能的指標(biāo)包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率。 屈服強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼材強(qiáng)度的取值依據(jù)。抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比(強(qiáng)屈比)是評價鋼材使用可靠性的一個參數(shù)。強(qiáng)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(qiáng)屈比太大，鋼材強(qiáng)度利用率偏低，浪費材料。 鋼材在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能，稱為塑性。 在工程應(yīng)用中，鋼材的塑性指標(biāo)通常用伸長率表示。
(二)沖擊性能 沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。鋼的化學(xué)成分及冶煉、加工質(zhì)量都對沖擊性能有明顯的影響。除此以外，鋼的沖擊性能受溫度的影響較大，沖擊性能隨溫度的下降而減小;
當(dāng)降到一定溫度范圍時，沖擊值急劇下降，從而可使鋼材出現(xiàn)脆性斷裂，這種性質(zhì)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(shù)值愈低，鋼材的低溫沖擊性能愈好。所以，在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用脆性臨界溫度較使用溫度為低的鋼材。
(三)疲勞性能 受交變荷載反復(fù)作用時，鋼材在應(yīng)力遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。 鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān)，一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。

Q4：“鋼材的主要力學(xué)性能指標(biāo)有哪些

（1）拉伸性能反映建筑鋼材拉伸性能的指標(biāo)，包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長率。屈服強(qiáng)度是結(jié)構(gòu)設(shè)計中鋼材強(qiáng)度的取值依據(jù)。抗拉強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度之比（強(qiáng)屈比）是評價鋼材使用可靠性的一個參數(shù)。強(qiáng)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(qiáng)屈比太大，鋼材強(qiáng)度利用率偏低，浪費材料。 鋼材在受力破壞前可以經(jīng)受永久變形的性能，稱為塑性。在工程應(yīng)用中，鋼材的塑性指標(biāo)通常用伸長率表示。伸長率是鋼材發(fā)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。試件拉斷后標(biāo)距長度的增量與原標(biāo)距長度之比的百分比即為斷后伸長率。對常用的熱軋鋼筋而言，還有一個最大力總伸長率的指標(biāo)要求。 預(yù)應(yīng)力混凝土用高強(qiáng)度鋼筋和鋼絲具有硬鋼的特點，抗拉強(qiáng)度高，無明顯的屈服階段，伸長率小。由于屈服現(xiàn)象不明顯，不能測定屈服點，故常以發(fā)生殘余變形為0。2%原標(biāo)距長度時的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，稱條件屈服強(qiáng)度，用σ0。2表示。
（2）沖擊性能沖擊性能是指鋼材抵抗沖擊荷載的能力。 鋼的化學(xué)成分及冶煉、加工質(zhì)量都對沖擊性能有明顯的影響。除此以外，鋼的沖擊性能受溫度的影響較大，沖擊性能隨溫度的下降而減小;
當(dāng)降到一定溫度范圍時，沖擊值急劇下降，從而可使鋼材出現(xiàn)脆性斷裂，這種性質(zhì)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(shù)值愈低，鋼材的低溫沖擊性能愈好。 所以，在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用脆性臨界溫度較使用溫度低的鋼材。
（3）疲勞性能受交變荷載反復(fù)作用時，鋼材在應(yīng)力遠(yuǎn)低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象，稱為疲勞破壞。疲勞破壞是在低應(yīng)力狀態(tài)下突然發(fā)生的，所以危害極大，往往造成災(zāi)難性的事故。 鋼材的疲勞極限與其抗拉強(qiáng)度有關(guān)，一般抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。

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