本篇文章給大家談?wù)動(dòng)绊戜摬拇嘈缘囊蛩兀约坝绊戜摬拇嘈云茐牡囊蛩赜心男?對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，希望對(duì)各位有所幫助。

鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的主要原因是什么？

脆性斷裂破壞大致可分為以下幾類。 ①過載斷裂:由于過載， 鋼材強(qiáng)度不足而導(dǎo)致的斷裂。這種斷裂破壞發(fā)生的速度通常極高(可高達(dá)2 100 m/s)，后果極其嚴(yán)重.在鋼結(jié)構(gòu)中，過載斷裂只出現(xiàn)在高強(qiáng)鋼絲束、鋼絞線和鋼絲繩等脆性材料做成的構(gòu)件。 ②非過載斷裂:塑性很好的鋼構(gòu)件在缺陷、低溫等因素影響下突然呈脆性斷裂。 ③應(yīng)力腐蝕斷裂:在腐蝕性環(huán)境中承受靜力或準(zhǔn)靜力荷載作用的結(jié)構(gòu)，在遠(yuǎn)低于屈服極限的應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生的斷裂破壞稱為應(yīng)力腐蝕斷裂。它是腐蝕和非過載斷裂的綜合結(jié)果。一般認(rèn)為，強(qiáng)度越高則對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂越敏感。而對(duì)于常見碳鋼和低合金鋼而言，屈服強(qiáng)度大于700 MPa時(shí)，才表現(xiàn)出對(duì)應(yīng)力腐蝕斷裂的敏感性. ④疲勞斷裂與腐蝕疲勞斷裂:在交變荷載作用下，裂紋的失穩(wěn)擴(kuò)展導(dǎo)致的斷裂破壞稱為疲勞斷裂;腐蝕性介質(zhì)的作用，會(huì)對(duì)構(gòu)件的疲勞壽命產(chǎn)生更顯著的不利影響。近年來，由于海洋工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展，腐蝕疲勞已經(jīng)成為疲勞研究的一個(gè)重要課題。疲勞斷裂有高周和低周之分。循環(huán)周數(shù)在10以上者稱為高周疲勞，屬于鋼結(jié)構(gòu)中常見的情況。低周疲勞斷裂前的周數(shù)只有幾百或幾十次，每次都有較大的非彈性應(yīng)變.典型的低周疲勞破壞往往產(chǎn)生于強(qiáng)烈地震作用下。 ⑤氫脆斷裂:氫可以在冶煉和焊接過程中侵人金屬，造成材料韌度降低導(dǎo)致斷裂。焊條在使用前需要烘干，就是為了防止氫脆斷裂. 鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞在鉚接結(jié)構(gòu)時(shí)期就已經(jīng)有所發(fā)生，不過為數(shù)不多，因而沒有引起人們的重視;在焊接逐漸取代鉚接的時(shí)期，脆性破壞事故增多。從1938年發(fā)生比利時(shí)哈塞爾特的全焊空腹析架橋破壞到1960年止，除船舶外，世界各地至少發(fā)生過40起引人注目的大型焊接結(jié)構(gòu)破壞事故。 焊接結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脆性破壞事故比鉚接結(jié)構(gòu)頻繁，其原因如下。 ①焊縫經(jīng)常會(huì)或多或少存在一些缺陷，如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等，這些缺陷往往成為斷裂的起源。 ②焊接后鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力未必是破壞的主因，但和其他因素結(jié)合在一起，可能導(dǎo)致開裂。 ③焊接鋼結(jié)構(gòu)的連接處往往有較大剛性，當(dāng)出現(xiàn)三條相互垂直的焊縫時(shí)，材料的塑性變形就很難發(fā)展。給出焊接區(qū)應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線和原材料應(yīng)力一應(yīng)變曲線的對(duì)比。 ④焊接使結(jié)構(gòu)形成連續(xù)的整體，一旦裂縫開展，就有可能一斷到底，不像在鉚接結(jié)構(gòu)中，裂縫常常在接縫處終止。 ⑤對(duì)選材在防止脆性破壞中的重要性認(rèn)識(shí)不足。 鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞事故的不斷發(fā)生，除了采用焊接外，還有以下原因:結(jié)構(gòu)比過去復(fù)雜，有些結(jié)構(gòu)的使用條件惡劣(如海洋結(jié)構(gòu))，有的荷載很大，鋼材強(qiáng)度和鋼板厚度都有提高和增大的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)時(shí)采用更精細(xì)的計(jì)算方法并利用材料非彈性性能以降低造價(jià)，致使結(jié)構(gòu)的實(shí)際安全儲(chǔ)備比過去有所降低。這些因素綜合在一起，發(fā)生脆斷的概率就會(huì)提高。

影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素是哪些

影響鋼材發(fā)生冷脆的化學(xué)元素主要有氮和磷，而使鋼材發(fā)生熱脆的化學(xué)元素主要是氧和硫。

對(duì)于鋼材，脆性越高其硬度越大，抗彎曲強(qiáng)度越高，而對(duì)于塑性較強(qiáng)的鋼材來說正好與之相反，塑性強(qiáng)度大的鋼材其硬度低，易彎曲不易折斷，對(duì)于這兩種鋼材來說其性能有明顯的差別。

冷脆性只發(fā)生在具有體心立方晶格的金屬中。鍋爐與壓力容器中廣泛采用的低碳鋼及低合金鋼都是體心立方晶格型，所以會(huì)發(fā)生遇冷變脆的現(xiàn)象。而面心立方晶格的金屬，如鋁、銅、鎳都不會(huì)產(chǎn)生冷脆現(xiàn)象。

擴(kuò)展資料：

加工硬化降低了鋼材的韌性，同時(shí)使韌脆轉(zhuǎn)變溫度增加。這種影響隨鋼材類型不同及加工硬化量的大小而變化。對(duì)于沖壓封頭，試驗(yàn)結(jié)果表明，冷壓封頭的韌脆轉(zhuǎn)變溫度高于熱壓封頭，且沖擊韌度值也有所減小。

對(duì)于冷脆性的材料會(huì)在溫度變低的情況下脆性急劇增加，因此，選用冷脆性材料時(shí)因注意使用的環(huán)境以及溫度等的影響因素，盡量避免不必要的意外發(fā)生，在選材時(shí)要把溫度對(duì)鋼材的影響因素考慮在內(nèi)。

哪些因素可使鋼材變脆

從理論角度來講影響鋼材脆性的主要因素是鋼材中硫和磷的含量問題；

如果工藝路線不經(jīng)過熱處理那么這個(gè)因素影響就小一些；

如果工藝路線走熱處理這一步（含鍛打，鑄造）那么這個(gè)影響就相當(dāng)?shù)拿黠@；

就必須采取必要的措施；

1；

設(shè)計(jì)選材上盡量避開對(duì)熱影響區(qū)和淬火區(qū)敏感的材料；

2不得已而用之那么就要在工藝上采取預(yù)防措施；

建議再仔細(xì)查閱一下金屬材料學(xué)；

3設(shè)計(jì)過程中采取防脆斷措施如工藝圓角；

加強(qiáng)筋；

拔模等；

有很多；

建議查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的工藝預(yù)防措施和手段；

請(qǐng)問鋼材的低溫冷脆性，影響脆性破壞的因素是哪些？

低溫冷脆性是指鋼在低溫狀態(tài)下由韌性轉(zhuǎn)化為脆性進(jìn)而發(fā)生破壞的現(xiàn)象。影響低溫脆性的因素很多,它不僅取決于晶格類型,還受材料的成分、組織等因素的影響.分別討論材料成分、晶粒尺寸、顯微組織對(duì)低溫脆性轉(zhuǎn)變溫度的影響。可以從兩個(gè)方面來解釋：宏觀上材料的斷裂強(qiáng)度與屈服強(qiáng)度與溫度有關(guān)系，對(duì)稱度低的金屬這個(gè)特點(diǎn)就更明顯，一般是材料的斷裂強(qiáng)度隨溫度的降低而減小，屈服強(qiáng)度會(huì)增加。這兩個(gè)函數(shù)在脆韌轉(zhuǎn)變溫度處相交，在這個(gè)溫度以下材料的屈服強(qiáng)度比斷裂強(qiáng)度大，因此材料在受力時(shí)還未發(fā)生屈服便斷裂了，材料顯示脆性。

從微觀機(jī)制來看低溫脆性與位錯(cuò)在晶體點(diǎn)陣中運(yùn)動(dòng)的阻力有關(guān)，阻力增大，則材料屈服強(qiáng)度也相應(yīng)增加，因?yàn)椴牧显谒苄宰冃螘r(shí)主要依靠位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)來完成的。對(duì)對(duì)稱性低的金屬，合金而言，溫度降低位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)陣阻力增加，原子熱激活能力下降。因此材料屈服強(qiáng)度增加。

影響材料脆韌轉(zhuǎn)變的因素有：

1．晶體結(jié)構(gòu)，對(duì)稱性低的體心立方以及密排六方金屬，合金轉(zhuǎn)變溫度高，材料脆性斷裂趨勢(shì)明顯，塑性差；

2．化學(xué)成分，能夠使材料硬度，強(qiáng)度提高的雜質(zhì)或者合金元素都會(huì)引起材料塑性和韌性變差，材料脆性提高；

3．顯微組織，顯微組織包含以下幾個(gè)方面的影響：晶粒大小，細(xì)化晶?？梢酝瑫r(shí)提高材料的強(qiáng)度和塑性，韌性。細(xì)化晶粒提高材料韌性原因?yàn)?細(xì)化晶粒可以使基體變形更加均勻，晶界增多可以有效的阻止裂紋的擴(kuò)張，因塑性變形引起的位錯(cuò)的塞積因晶界面積很大也不會(huì)很大，可以防止裂紋的產(chǎn)生；金相組織；

4．溫度的影響：溫度影響晶體中存在的雜質(zhì)原子的熱激活擴(kuò)散過程，定扎位錯(cuò)原子氣團(tuán)的形成會(huì)使得材料塑性變差。

5．加載速度的影響：提高加載速度如同降低材料的溫度，使得材料塑性變差，脆化溫度升高。

6．試樣形狀以及尺寸的影響。

哪些因素可使鋼材變脆,從設(shè)計(jì)角度防止構(gòu)件脆斷的措施有哪些

導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件脆性斷裂的因素很多,主要因素有化學(xué)成份 、溫度、構(gòu)件厚度、冶金缺陷、構(gòu)造缺陷等。鋼中碳元素含量增高會(huì)使鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度升高 ，隨含碳量的增加 , 鋼的最大恰貝沖擊值顯著降低。恰貝沖擊值與試驗(yàn)溫度曲線梯度趨于緩慢 ，而脆性轉(zhuǎn)變溫度顯著升高。

預(yù)防措施：

(1)、 設(shè)計(jì)構(gòu)件的斷面應(yīng)盡量選用最薄斷面 ,增加構(gòu)件厚度將增大脆斷的危險(xiǎn) .

(2)、保證焊接質(zhì)量，盡量減少因焊接造成的缺陷，設(shè)計(jì)上應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)暮缚p金屬缺口韌性，較厚板材或型鋼焊前必須預(yù)熱，施焊過程中盡量不在負(fù)溫條件下進(jìn)行 ,焊接后必須保溫緩冷，盡量保證焊接質(zhì)量,減少缺陷產(chǎn)生。

(3)、設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量避免焊縫集中和重疊交叉。要采用較好的焊接工藝(合適的輸入熱量和操

作方法)。

(4)、在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量將因缺陷引起的應(yīng)力集中減小到最低限度 , 如避免尖銳角 ,盡量用較大半

徑的圓弧 。

(5)、設(shè)計(jì)人員選用鋼材時(shí) ，除應(yīng)核算強(qiáng)度外，還應(yīng)保證材料有足夠韌性 ，應(yīng)從斷裂力學(xué)理論出發(fā)選擇具有較高斷裂韌性的材料。

擴(kuò)展資料：

鋼材用途分類：

1、結(jié)構(gòu)鋼

（1)、建筑及工程用結(jié)構(gòu)鋼簡(jiǎn)稱建造用鋼，它是指用于建筑、橋梁、船舶、鍋爐或其他工程上制作金屬結(jié)構(gòu)件的鋼。如碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、鋼筋鋼等。

（2)、機(jī)械制造用結(jié)構(gòu)鋼是指用于制造機(jī)械設(shè)備上結(jié)構(gòu)零件的鋼。這類鋼基本上都是優(yōu)質(zhì)鋼或高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，主要有優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、易切結(jié)構(gòu)鋼、彈簧鋼、滾動(dòng)軸承鋼等

2、工具鋼

一般用于制造各種工具，如碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等。按用途又可分為刃具鋼、模具鋼、量 具鋼。

3、特殊鋼

具有特殊性能的鋼，如不銹耐酸鋼、耐熱不起皮鋼、高電阻合金、耐磨鋼、磁鋼等。

4、專業(yè)用鋼

這是指各個(gè)工業(yè)部門專業(yè)用途的鋼，如汽車用鋼、農(nóng)機(jī)用鋼、航空用鋼、化工機(jī)械用鋼、鍋爐用鋼、電工用鋼、焊條用鋼等。

5、按鋼的品質(zhì)分

優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和合金工具鋼、彈簧鋼、軸承鋼等

鋼號(hào)后面，通常加符號(hào)“A”或漢字“高”以便識(shí)別。

參考資料來源：知網(wǎng)-鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件脆性斷裂的分析及控制措施

引起鋼材脆性破壞的主要因素有哪些？應(yīng)如何防止脆性破壞的發(fā)生呢？

鋼材的破壞分塑性破壞和脆性破壞兩種。

脆性破壞：加載后，無明顯變形，因此破壞前無預(yù)兆，斷裂時(shí)斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險(xiǎn)性大。

影響脆性破壞的因素

1.化學(xué)成分

2.冶金缺陷（偏析、非金屬夾雜、裂紋、起層）

3.溫度（熱脆、低溫冷脆）

4.冷作硬化

5.時(shí)效硬化

6.應(yīng)力集中

7.同號(hào)三向主應(yīng)力狀態(tài)

1 ) 鋼材質(zhì)量差、厚度大：鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高,晶粒較粗,夾雜物等冶金缺陷嚴(yán)重,韌性差等；較厚的鋼材輥軋次數(shù)較少，材質(zhì)差、韌性低，可能存在較多的冶金缺陷。

(2) 結(jié)構(gòu)或構(gòu)件構(gòu)造不合理：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當(dāng)?shù)仁箲?yīng)力集中嚴(yán)重。

(3) 制造安裝質(zhì)量差：焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯(cuò),焊接缺陷大,殘余應(yīng)力嚴(yán)重；冷加工引起的應(yīng)變硬化和隨后出現(xiàn)的應(yīng)變時(shí)效使鋼材變脆。

(4) 結(jié)構(gòu)受有較大動(dòng)力荷載或反復(fù)荷載作用：但荷載在結(jié)構(gòu)上作用速度很快時(shí)（如吊車行進(jìn)時(shí)由于軌縫處高差而造成對(duì)吊車梁的沖擊作用和地震作用等），材料的應(yīng)力- 應(yīng)變特性就要發(fā)生很大的改變。隨著加荷速度增大,屈服點(diǎn)將提高而韌性降低。特別是和缺陷、應(yīng)力集中、低溫等因素同時(shí)作用時(shí),材料的脆性將顯著增加。

（5）在較低環(huán)境溫度下工作：當(dāng)溫度從常溫開始下降肘,材料的缺口韌性將隨之降低,材料逐漸變脆。這種性質(zhì)稱為低溫冷脆。不同的鋼種,向脆性轉(zhuǎn)化的溫度并不相同。同一種材料,也會(huì)由于缺口形狀的尖銳程度不同,而在不同溫度下發(fā)生脆性斷裂。

為了防止鋼材的脆性斷裂，可以從以下幾個(gè)方面著手：

1、裂紋

當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)的板厚較大時(shí)（大于25mm），如果含碳量高，連接內(nèi)部有約束作用，焊肉外形不適當(dāng)，或冷卻過快，都有可能在焊后出現(xiàn)裂紋，從而產(chǎn)生斷裂破壞。針對(duì)這個(gè)問題，把碳控制在0.22%左右，同時(shí)在焊接工藝上增加預(yù)熱措施使焊縫冷卻緩慢，解決了斷裂問題。

焊縫冷卻時(shí)收縮作用受到約束，有可能促使它出現(xiàn)裂紋。措施是：在兩板之間墊上軟鋼絲留出縫隙，焊縫有收縮余地，裂紋就不會(huì)出現(xiàn)。

把角焊縫的表面作成凹形，有利于緩和應(yīng)力集中。凹形表面的焊縫，焊后比凸形的容易開裂，原因是凹形縫的表面有較大的收縮拉應(yīng)力，并且在45截面上焊縫厚度最小。凸形縫表面拉力不大，而45截面又有所增強(qiáng)，情況要好的多。在凹形焊縫開裂的條件下，改用凸形焊縫，就不再開裂。

2、應(yīng)力

考察斷裂問題時(shí)，應(yīng)力是構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)力，它不僅和荷載的大小有關(guān)，也和構(gòu)造形狀及施焊條件有關(guān)。幾何形狀和尺寸的突然變化造成應(yīng)力集中，使局部應(yīng)力增高，對(duì)脆性破壞最為危險(xiǎn)。施焊過程造成構(gòu)件內(nèi)的殘余拉應(yīng)力，也是不利的。因此，避免焊縫過于集中和避免截面突然變化，都有助于防止脆性斷裂。

3、材料選用

為了防止脆性斷裂，結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)該具有一定的韌性。材料斷裂時(shí)吸收的能量和溫度有密切關(guān)系。吸收的能量可以劃分為三個(gè)區(qū)域，即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低于彈性，以避免出現(xiàn)完全脆性的斷裂，也沒有必要高于彈塑性，對(duì)鋼材要求太高，必然會(huì)提高造價(jià)。鋼材的厚度對(duì)它的韌性也有影響。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。

4、構(gòu)造細(xì)部

發(fā)生脆性斷裂的原因是存在和焊縫相交的構(gòu)造縫隙，或相當(dāng)于構(gòu)造縫隙的未透焊縫。構(gòu)造焊縫相當(dāng)于狹長(zhǎng)的裂紋，造成高度的應(yīng)力集中，焊縫則造成高額殘余拉應(yīng)力并使近旁金屬因熱塑變形而時(shí)效硬化，提高脆性。低溫地區(qū)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)部應(yīng)該保證焊縫能夠焊透。因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須注意焊縫的施工條件，以保證施焊方便，能夠焊透。

影響鋼材脆性的因素的介紹就聊到這里吧，感謝你花時(shí)間閱讀本站內(nèi)容。