钢材的力学性能是衡量其承载能力的核心指标,主要通过拉伸试验测定,反映在质量证明书上就是屈服强度、抗拉强度、伸长率这几项数据。理解这些指标的含义,对正确选材很重要。
屈服强度是指钢材开始产生塑性变形时的应力值。简单说,就是钢材在多大的力作用下会从弹性变形转为永久变形。这是结构设计中关键的参数,因为工程结构通常要求在使用荷载下不发生永久变形,所以设计取值以屈服强度为基础。
抗拉强度是钢材在拉断前能承受的****应力。它反映钢材的极限承载能力。屈强比,也就是屈服强度与抗拉强度的比值,是一个有意义的参考,比值过高说明材料的安全储备小,比值适中则结构在破坏前有较明显的变形预兆,安全性更好。
伸长率反映钢材的塑性,是试样拉断后伸长量与原始长度的百分比。伸长率高说明材料韧性好,在破坏前有明显变形,属于延性破坏,有预警时间。伸长率低的材料则偏脆,破坏突然。结构用钢一般要求有足够的伸长率。
冲击韧性也是重要指标,通常用冲击功表示,反映钢材抵抗冲击荷载的能力,以及在低温下抵抗脆断的能力。牌号后面的质量等级A、B、C、D、E,对应的就是不同温度下的冲击功要求。在寒冷地区或者承受动荷载的结构,这个指标尤其重要。
选材时的应用:结构设计主要依据屈服强度确定截面;有抗震要求或者低温环境的结构,要同时关注伸长率和冲击功;对成形加工要求高的,还要考虑屈强比和塑性。采购时核对材质书上的这些数据,确认符合设计和标准要求。