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韧性断裂特征:
塑性变形的同时进行着裂纹扩展，终发生韧性断裂，这个过程是缓慢的。金属材料的断裂过程通常需要消耗很多的能量，这是因为裂纹的萌生及亚稳态扩展阻力大同时速度慢所导致的。当材料的塑性变形持续地增加、承载截面的面积不断减小、所承受载荷大于强度极限(m)以及裂纹的进一步扩展达到临界长度时便会发生韧性断裂。其塑性应变可以达到5%以上。韧性断裂由于断裂的过程缓慢、且变形明显，因此通常不会导致构件出现灾难性的破坏。
韧性断裂可分为正断和斜断两种形式。正断裂是指断面取向垂直于大正应力，也被称作平面断裂，该种断裂容易发生在具有较大形变约束的条件下；斜断裂是指断面取向与大切应力的方向相同，也被称作斜断裂，当材料的滑移形变约束较小或者不受约束时容易发生斜断裂，平面应力作用下发生的断裂就是典型的斜断裂。韧性断裂有时这两种断裂方式单一存在，有时是两种断裂同时存在。
试验所使用的材料是高强度建筑用盘螺钢，其钢号为20 MnSiV，钢中所含的各种元素包括:微合金元素钒、以及碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、氢等，这些元素共同作用影响着钢筋的力学性能。除了钒元素和碳元素以外，其他元素都不是有意要加入，是由矿石和冶炼过程被带入的，被称为杂质元素。杂质元素对钢的性能也具有一定程度的影响，的相关标准对各类钢材化学成分进行了严格的规定，以确保钢材具有优良的质量。以下对几种常见的化学元素进行归纳，分析其对钢筋力学性能的影响机理。
金属材料因应力作用而被分离成为两个或多个部分被称为断裂。断裂不仅仅指材料的分离，金属内部产生裂纹也应归属于断裂的范畴，如果要将裂纹打开对其研究也可按照断裂方式进行分析，金属材料的失效形式中，断裂是一种常见的失效形式，尤其是脆性断裂的危害性比较大，因此，从某种意义上可以说金属材料的研究是在与断裂作斗争的过程中逐渐发展起来的。一般可将金属材料的断裂分成三个阶段:裂纹的萌生、裂纹扩展、发生断裂。裂纹可以萌生于很多环节，包括金属构件材料的制造、材料的成形以及材料的使用等各个阶段，并且在不同的环境因素和不同的承载状态下进一步扩展终发生断裂，因此，通常根据金属材料发生断裂时宏观塑性变形量的不同，将断裂方式分为两种:即脆性和韧性断裂。
脆性断裂通常指金属材料在没有明显塑性变形就已经断裂的断裂方式。一般情况下脆性断口的表面光亮并且平整，并具有暗灰色颗粒状分布的断口，断面垂直于拉伸应力轴方向。断裂可细分为穿晶型和晶界型断裂两种形式。但并非穿晶型断裂就是脆性断裂，有时穿晶型断裂也属于延性断裂，这是由晶界的变形程度所决定的；晶界断裂往往是脆性断裂。穿晶脆断的断裂形式往往是解理断裂，解理断裂通常都属于脆性断裂，同时这两者又有很大区别。解理是用来描述材料的断裂机理的，而解理断裂则是用来表示材料在破坏过程中的一种机理规律，脆性断裂的宏观断口并非不发生塑性变形，而是指在断口处发生了很小的塑性变形，解理断裂是指金属材料在受到正应力的作用时沿着一定的解理面所发生的分裂，一旦解理面上的拉应力超过临界值时，解理断裂便会在解理面上出现，通常解理面晶面上的能量小，钢铁材料的表面能接近两千尔格每平方厘米，工程结构中所使用的中低强度铁素体钢脆性断裂主要发生在{100解理面上，解理断裂的微观特征一般包括:人字性花样、河流状花样以及二次裂纹等。
余热处理钢筋
余热处理钢筋是指利用轧制余热在轧钢作业线上直接进行轧后热处理。其基本原理是钢筋从轧机的成品机架轧出后，经冷却装置进行快速表面淬火，然后利用钢筋心部热量由里向外自回火，再空冷至室温。该技术能有效地发挥钢材的性能潜力，通过各种工艺参数的控制改善钢筋的性能，在较大幅度提高钢筋强度的同时，保持较好的塑、韧性，完全能保证钢筋的综合性能满足要求；同时，大幅度降低了合金元素用量，节约了生产成本。建筑业应用余热处理钢筋可实现强度等级的升级，节约钢材用量，增加建筑物的性。从理论上分析，35MPa级钢升级为460MPa级钢可节材27%以上，400MPa级钢升级为460MPa级钢可节材13%。更重要的是实现强度等级升级的同时，不需要消耗大量的微合金化元素的资源，有利于科学发展。
余热处理钢筋在国外已广泛应用，典型例子是英标460MPa级、500MPa级钢筋。英标Bs449因其科学性和适用性而受到国际建筑业的推崇，许多和地区普遍采用BS4449标准。英标钢筋与我国和其他钢筋标准中同类钢筋相比，不但强度要求较高而且对冷弯和反弯性能要求更严，因此，其质量要求较高。BS449标准中没有规定具体的加入合金元素和成分范围，国外企业生产英标钢筋一般是用碳素钢采用余热处理工艺，我国出口的英标钢筋也大量采用了余热处理工艺。加拿大标准G30.18中的400R、500R钢筋，美国 ASTMA615/A615M标准中的60级(420MPa)、75级(520MPa)钢筋，德国标准DN488/1中的BS420S、BST500S钢筋等都可采用余热处理工艺生产。国外余热处理钢筋的广泛应用表明，余热处理钢筋在建筑上包括在重要建筑上的应用是可靠的、可行的。
超细晶热轧钢筋
近年来的材料学研究可使普通C-Mn钢获得超细晶组织，已有试验获得了2~3μm的超细晶铁素体组织，屈服强度超过了400MPa。日本住友工业公司用铌钢轧制出了晶粒尺为5.5μm、屈服强度为454MPa、直径为32mm的优质棒钢。超细晶热轧钢筋通过控制轧制的方法，以细化钢材的晶粒和组织为技术核心，在保证良好的塑、韧性前提下提高钢材的强度，可明显地节约生产成本，同时做到了高性能和低成本。该产品是一种值得重视、值得发展的钢材品种。
1995年刘振宇和王昭东等人通过应用神经网络来预报热轧带钢的组织与性能。该系统以分析和描述钢材的组织与性能关系的诸多强韧化机制为基础，进而建立起热轧带钢的组织与性能、热轧生产工艺参数与性能之间的神经网络模型，该神经网络模型能够准确预报钢材强度、韧性和硬度等多个指标，能够大大的克服经验公式存在的缺点。
宝钢和东北大学通过采用人工智能的方法已经能够对低合金钢的力学性能进行预报，并即将投入到生产当中；此外，北京科技大学以及东北大学等研究机构在神经网络等方面也开展了相关的模拟研究工作。
盘螺属于螺纹钢，它是一种应用非常广的建材用钢，由于具有良好的韧性和焊接性等综合性能，现阶段广泛用于钢筋混凝土建筑结构。盘螺钢带肋的外形通常有3中，包括螺旋形、人字形和月牙形，在我国标准GB1499.2~2007中规定带肋钢筋使用月牙形肋。通常国际上按照强度级别对钢筋进行分类，其中英国和美国标准主要为460MPa级，我国GB1499.2~2007标准中对335MPa、400MPa和500Mpa级别的钢筋技术要求都有明确规定，将强度大于400MPa的钢筋称为高强度钢筋。为使建筑物具有更好的性能，高强度盘螺钢的使用量在不断增加，大批企业纷纷开始投入到HRB500钢筋的研制当中，其中部分企业长期批量按英国、加拿大、日本、美国新加坡等国的相应标准生产和出口460MPa级钢筋。国内外通常采用微合金化、余热处理和细化晶粒等新技术来实现进一步提高钢筋的强度级别的目的在保证结构性能的同时，使用400MPa以上强度级别的钢筋，能够节约大量钢材大大降低成本，具有极大的应用前景。钢筋混凝土建筑结构在目前乃至未来很长一段时间仍将占据较大比重，高强度盘螺钢在我国建筑行业中仍将是重要建筑用钢。
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