淺談鋼材的破壞形式
有屈服現象的鋼材或者沒有明顯屈服現象但能發生較大塑性變形的鋼材,一般屬于塑性材料。沒有屈服現象或塑性變形能力很小的鋼材,一般屬于脆性材料。
鋼構建筑一般使用塑性材料制作。塑性材料是指由于材料原始性能以及在常溫、靜載并一次加荷的工作條件下,能在破壞之前發生較大塑性變形的材料。鋼材塑性變形能力的大小不僅取決于鋼材原始化學成分、熔煉和軋制條件,還取決于鋼材所處的工作環境和工作條件,即使原來塑性表現較好的鋼材,在改變了工作環境和工作條件下,也會呈現脆性材料的特征。
超過屈服點即有明顯塑性變形產生的構件,當應力達到極限強度時將在很大變形的情況下斷裂,這就是塑性破壞,也叫延性破壞。塑性破壞的端口一般為杯形,并因晶體在剪切之下相互滑移的結果而呈纖維狀,色澤發暗。塑性破壞前,因為有很大的塑性變形發生,且變形持續時間較長,很容易及時發現并采取措施予以補救,不至于引起嚴重后果。另外塑性變形后出現的內力重分配,使結構應力趨于均勻,可以提高結構的承載能力。
沒有塑性變形或者只有很小塑性變形時即發生的破壞就是脆性破壞。脆性破壞的斷口平直,并因各晶粒往往在一個平面內斷裂而呈光澤的晶粒狀。由于破壞前沒有明顯的征兆,所以無法及時察覺和采取補救措施,而且個別構件的斷裂常常會引起整個鋼構建筑的坍塌,后果非常嚴重,損失較大。因此,在鋼構設計、制造和使用過程中,需要注意防止脆性破壞的發生。
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