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钢铁资源由于其广泛的分布、丰富的储量、低廉的价格、简单的冶炼方法、便于回收等优点，使其成为世界上应用面广的一种金属。随着我国城镇化的快速发展及建筑规模的不断增加，建筑业以支柱性产业的身份支撑着我国的经济发展，影响并带动着其他相关行业如原材料的加工、生产及其他第三产业的发展。抗拉强度和屈服强度强度达到 400MPa 级及以上的钢筋被称为高强度钢筋，其中直径在 6mm-12mm 螺纹钢筋被称为盘螺钢，广泛应用在预应力钢筋混凝土和钢筋混凝土中。与普通钢筋相比，盘螺钢是一种强度髙、综合性能优良、节能环保、使用寿命长且性高的钢筋材料。据中国钢铁工业协会统计山，我国年钢筋产量已经连续三年突破2 亿吨，2015 年钢筋产量 2.04 亿吨，其中高强度钢筋占 80%。
我国由于地理位置的原因是个多地震的，其中强度在 7~9 度的地震区有 101个，由中国地震烈度区划图，可知约总面积的三分之一地区位于7 度以上的地震区，并且全国总城市的约 45%位于这些地区。因此，建筑物的和人的生命直接取决于钢筋力学性能的好坏。近年来，高强度的地震频发给人们的生活带来了灾难性的后果，对钢筋性能的要求也随之增加，建筑结构的性能和抗震性问题引起了高度的关注和重视。从抗震性角度看，钢筋的塑韧性，尤其是大力下伸长率（均匀变形量）对钢筋的抗震性能非常重要。高强度钢筋的良好塑韧性、高强屈比、髙屈服强度可以大限度吸收地震能量，提髙建筑物的性凹。目前，许多都颁布实施了抗震钢筋的相关标准，各国虽然对钢筋抗震指标未形成一个统一的标准，但对建筑用高性能抗震钢筋的要求是相似的。
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。
合金结构钢（GB3077-88）：合金结构钢简称合结钢，它是在优质碳素结构钢的基础上，适当地加人一种或数种合金示素（总含量不超过5%）而制成的钢种。合金元素主要用来提高钢的淬透性，通过适当的热处理可以使钢获得较高的强度和韧性，合金结构钢在一定程度上能使零件在整个截面上.获得比较均匀的较高的综合性能，这对钢材使用是极有现实意义的。因此合金结构钢常用于制造尺寸较大，形状较复杂、用碳结钢难于满足性能要求的各种零件。
合金结构钢根据其化学成分（主要是含碳量）、使用时的热处理工艺和用途的不同，大致可以分为为渗碳钢、调质钢和氮化钢三类。渗碳钢也称表硬化钢，主要是低碳合结钢（含碳量≤0.25%），用这类钢制成的零配件，大都经过表面热处理（渗碳或氰化），淬火并低温回火，可以获得很硬的表面层（HRV60以上），而心部仍具有良好的韧性，使零部件既耐磨，又能承受较高交变载荷或冲击载荷，常用来制造齿轮、轴等。
调质钢含碳量一般在0.25%以上，属于中碳台结钢。所制成的零部件经淬火及高温回火的调质处理后，可以获得配合很好的高强度和良好的韧性，即且有良好的综合力学性能，常用于制造承受较大载荷的轴、连杆、紧固件等。
氮化钢是含铝的中碳合结钢，所制成的零部件需先经过调质或表面火焰淬火，高频淬火处理、获得所需要的力学性能，再经过终切削精加工，然后进行氮化处理、以进一步增加其表面硬度和耐磨性。常用的氮化钢是38CrMoA1钢。可制造高耐磨性、高疲劳强度、高尺寸精密度的氮化零件，如高压阀门、撑床撑杆、磨床主轴等。
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