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比是指钢材的屈服强度实测值(Rel实)与屈服强度标准值(Rel标)的比值(即Rel实/Rel标)。抗震结构的比并非越大越好,必须要控制在一定范围内,控制比的目的是为了避免构件在受到外力破坏下发生形态的改变。当梁内钢筋具有过高的比时,可能会导致本应出现塑性铰的地方未出现塑性铰的严重后果。我国规定HRB400E和HRB500E盘螺钢的比Rel实/Rel标≤1.30。
起初研究人员在对材料进行性能预报时,是通过将实际生产所积累的数据进行统计,并做回归分析得出材料工艺参数与力学性能之间的定量回归关系,以实现对材料性能进行预报1。先对板带钢热轧过程的显微组织演变模型进行建模的是英国谢菲尔德(Sheffield)大学的CM塞拉斯,他首先提出如何量化钢材在热轧过程中的冶金学现象和温度场,该模型的应用广泛,包括低cmn钢生产过程中的组织预报,同时可以对奥氏体晶粒变化进行预报。加拿大(UBC)和美国(标准局)于90年代在美国政府的资助下,与多家大型钢铁企业共同研发了用于板材热连轧的模拟软件,该软件被成功并且广泛的应用于热连轧组织性能的预报。此外,日本的日本钢铁和川畸钢铁、法国的法国钢铁研究协会(IRSID)和加拿大的大不列颠哥伦比亚大学(UBC)等也对性能预报进行了相应的一些研究。起初对性能预报和控制的研究主要针对C-mn钢热轧薄板,目前己延伸到薄板以外的热轧合金钢以及其它一些钢种上。
奥钢联在热轧方面开发了一款模拟软件,被命名为VAIQ这款软件主要是用物理冶金模型来描述轧制过程的微观组织变化,广泛用于描述带钢中沉淀物的受热溶解及冷却析出。带钢整个变化过程中不同位置被VAIQ系统的分段,并且追踪记录下来,从而得到个个点的性能。在预测低碳钢性能方面,该软件有不错的预报精度。
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。
在我国的房屋建筑中,钢筋混凝土结构仍将会是主要的建筑结构形式。钢筋能为混凝土提髙必要的强度和稳定性。因此,钢筋混凝土结构中盘螺钢筋的一些性能指标必须符合相关标准,如强度等级、延伸性能、以及循环应变能力等。由我国标准化委员会和质检总局共同发布的 GB1499,2-2007《钢筋混凝土用钢第2 部分:热轧带肋钢筋》,明确提出抗震钢筋的牌号后要加“E”,抗震结构钢筋与普通热轧带肋钢筋相比有着更高的强韧性指标闻,主要体现在以下3方面:
(1)钢筋抗拉强度的实测值(Rm实)与屈服强度实测值(Rel实)的比值(即强屈比)必须大于或等于 1.25,即 Rm实/Rel 实≥1.25;
(2)钢筋屈服强度实测值(Rel实)与标准要求的屈服强度(Rel标)之间的比值(即比)必须小于或等于 1.30,即 Rel实/Rel 标≤1.30;
(3)钢筋的均匀伸长率 Agt 必须大于或等于 9%,即Agt≥9%。
高强度建筑用盘螺钢常见力学性能缺陷:高强度建筑用盘螺钢在出厂前需要检测的性能指标主要包括屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)、延伸率(Agt)、强屈比(Rm实/el实)和比(Rel实/Rel标)。
屈服强度、抗拉强度不足
通常将材料发生屈服现象所对应的屈服极限称为屈服强度。当金属材料没有明显屈服现象时,规定屈服极限为产生0.2%残余变形时的应力值。当外力超过此屈服极限时零件便会性的失效,无法在恢复。原子的本性、原子的结合键、原子的结构和组织是影响屈服强度的内在因素温度、应变速率和应力状态是影响屈服强度的外在因素。材料的屈服强度随着温度的降低及应变速率的增加而升高,体心立方金属对应变速率和温度的敏感性更为显著。屈服强度虽是反映材料内在性能的一个重要指标,但屈服强度值会随着应力状态的不同而不同。我国规定HRB400E盘螺钢筋的屈服强度Rel≥400Mpa,HRB50E盘螺钢筋的屈服强度Rel≥500MPa。
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