问答题影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

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影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

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第1题：

下列对影响钢材力学性能的因素，描述正确的为（　）。

A.钢材的力学性能仅取决于钢材的成分
B.钢材的力学性能仅取决于钢材金相组织
C.钢材的成分一定时，其金相组织主要取决于钢材的热处理
D.钢材的热处理中退火和回火的影响对钢材性能影响最大

答案：C

解析：

本题考查的是黑色金属。钢材的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度和硬度等）取决于钢材的成分和金相组织。钢材的成分一定时，其金相组织主要取决于钢材的热处理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影响最大

第2题：

钢材的力学性能与工艺性能有哪些？

正确答案: （1）抗拉性能。抗拉性能是建筑钢材最重要的性能。表征抗拉性能的技术指标有：屈服点、抗拉强度及伸长率。①屈服点。设计时，一般以屈服强度或压服点作为强度取值的依据。
②抗拉强度。在设计中，一定范围内，屈强比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性较高，较为安全。太小了则反映钢材不能有效的被利用。
③伸长率。表征了钢材的塑性变形能力。越大越好。
（2）冷弯性能。冷弯性能指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，它表征在恶劣变形条件下钢材的塑性，试件按规定条件弯曲，若弯曲处的外表面无裂断、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。能揭示内应力，杂质等缺陷，可用于焊接质量的检验，能揭示焊件在受弯表面裂纹，杂质等缺陷。
（3）冲击韧性。冲击韧性指钢材抵抗冲击载荷的能力。对直接承受动荷载而且可能在负温下工作的重要结构，必须进行冲击韧性检验。
（4）硬度。硬度指表面层局部体积抵抗压入产生塑性变形的能力。表征值常用布氏硬度值HB表示。
（5）耐疲劳性。在反复荷载作用下，钢材在远低于抗拉强度时突然发生断裂，称为疲劳破。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限表示，其含义是：试件在交变应力下工作，在规定的周期基数内不发生断裂的最大应力。
（6）焊接性能。可焊性主要指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。

第3题：

影响结构钢材力学性能的因素有哪些?

参考答案：化学成分、冶金缺陷、钢材的硬化、温度影响、应力集中、热处理、重复荷载。

第4题：

什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？

正确答案: 钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应力循环次数。

第5题：

简述影响金属高温力学性能的主要因素。

正确答案: 由蠕变断裂机理可知要降低蠕变速度提高蠕变极限，必须控制位错攀移的速度；
要提高断裂抗力，即提高持久强度，必须抑制晶界的滑动，也就是说要控制晶内和晶界的扩散过程。
（一）合金化学成分的影响
耐热钢及合金的基体材料一般选用熔点高、自扩散激活能大或层错能低的金属及合金。
熔点愈高的金属自扩散愈慢层错能降低易形成扩展位错弥散相能强烈阻碍位错的滑移与攀移
在基体金属中加入（高熔点、半径差距大）的铬、钼、钨、铌等元素形成固溶体，固溶强化
降低层错能，易形成扩展位错。加入能形成弥散相的合金元素，弥散强化阻碍位错的滑移
加入增加晶界扩散激活能的元素（硼、稀土等），阻碍晶界滑动
增大晶界裂纹面的表面能。
（二）冶炼工艺的影响减少钢中的夹杂物和某些缺陷合金定向生长（减少横向晶界）
（三）热处理工艺的影响
对于珠光体耐热钢，一般用正火加回火。
正火温度较高，促使碳化物较充分而均匀地溶入奥氏体。
回火温度应高于使用温度100~150℃以上，以提高其在使用温度下的组织稳定性。
对于奥氏体耐热钢，一般进行固溶处理和时效获得适当的晶粒度，改善强化相的分布状态。
（四）晶粒度的影响
当使用温度低于等强温度时，细晶钢有较高的强度；当使用温度高于等强温度时，粗晶钢有较高的蠕变极限和持久强度极限。但晶粒太大会降低材料的塑性和韧度
晶粒度要均匀，否则在大小晶粒交界处易产生应力集中而形成裂纹。

第6题：

说明C元素对钢材力学性能有什么影响？

正确答案: 碳可以提高强度、屈服点、淬透性、延伸、冲击韧性也有影响，含碳量一般不应大于0.25%，否则焊接易出现裂缝。

第7题：

（）是决定钢材性能最重要的元素，影响至钢材的强度、塑性、韧性等机械力学性能。

A、碳
B、硅
C、锰
D、磷和硫

正确答案:A

第8题：

下列关于钢材力学性能的说法，正确的是（）。

A.影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量
B.在一定范围内，屈强比大则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性高，较为安全
C.冷弯性能是指钢材在低温环境下承受弯曲变形的能力
D.钢材的脆性临界温度数值越高，说明钢材的低温冲击韧性越好

答案：A

解析：

A项，可焊性主要指焊接后在焊缝处的性质与母材性质的一致程度。影响钢材可焊性的主要因素是化学成分及含量。B项，在一定范围内，屈强比小则表明钢材在超过屈服点工作时可靠性高，较为安全。C项，冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。试件按规定条件弯曲，若弯曲处的外表面无裂痕、裂缝或起层，即认为冷弯性能合格。D项，钢材的冲击韧性随温度的下降而降低，当温度下降到某一范围时，呈脆性断裂，这种现象称为冷脆性。发生冷脆时的温度为脆性临界温度，其数值越低，说明钢材的低温冲击韧性越好。

第9题：

影响钢材机械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影响？

正确答案: 主要的影响因素有：
（1）化学成分的影响：影响较大的集中化学成分为C，Si，Mn，S，P，O，其中碳素结构钢中则是铁以外的主要元素，碳是形成刚才强度的主要成分，随着含碳量的提高，钢的强度逐渐增高，而塑形和韧性逐渐下降，弯冷性能，焊接性能和抗锈性能也变差。SI，Mn为有益元素，在普通碳素钢中，他们是脱氧剂，可提高刚才的强度。S，P，O为有害元素，S，O可引发热脆，P引发冷脆。
（2）刚才的硬化，钢材的硬化有三种情况：时效硬化，冷作硬化（或应变硬化）和应变失效硬化，钢材的硬化使钢材的强度提高，而塑形和韧性下降。
（3）应力集中的影响，应力集中主要由构建的界面突变引起，严重的应力集中能引起钢材的脆性破坏，在进行钢材结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止界面的突然改变。
（4）残余应力的影响，残余应力对构件的静力强度不会产生影响，但它降低构件的刚度和稳定承载力，在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。

第10题：

钢材选择的原则是什么？钢材的选用应考虑哪些主要因素？

正确答案: 钢材选择的原则是：即使结构安全可靠地满足要求，又要尽最大可能节约钢材，降低造价。
钢材选用时应考虑的主要因素为：结构的类型和重要性；荷载的性质；连接的方法；工作条件。

影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

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