钢材的工艺性能

出处：按学科分类—工业技术 中国建材工业出版社《现代工程材料实用手册》第228页（1248字）

建筑钢材在用于工程结构前，大多数需要进行一定形式的加工。良好的工艺性能是钢制品或构件的质量保证，不仅可以提高成品的质量，而且还可以降低成本。

(一)冷弯性能

冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力，是建筑钢材的重要工艺性能。建筑工程中常需对钢材进行冷弯加工，冷弯试验就是模拟钢材弯曲加工而确定的。

钢材的冷弯性能指标，用试件在常温下所能承受的弯曲程度来表示。弯曲程度是通过试件被弯曲的角度和弯心直径对试件厚度(或直径)的比值区分的，如图8－3所示。冷弯试验是将钢材按规定的弯曲角度、规定的弯心直径D与钢材厚度(或直径)的比值进行，若弯曲处不发生裂纹、起层或断裂现象即为合格。弯角与比值大小反映弯曲程度。弯角愈大，比值愈小时，表示对冷弯性能检验愈严格。

图8－3 钢材冷弯示意图

冷弯试验是通过弯曲处的塑性变形来实现的，这是钢材局部发生的非均匀变形，冷弯也是检验钢材塑性的一种方法，并与伸长率存在着有机的联系，伸长率大的钢材，其冷弯性能肯定也好，但冷弯试验对钢材塑性的评定比拉伸试验更严格、更敏感。冷弯试验有助于暴露钢材的某些缺陷，如组织不均匀的应力、夹杂物或焊接裂纹等；而在拉伸试验中，这些缺陷常常由于均匀的塑性变形导致应力重分布而被掩饰了，故冷弯试验对钢材质量和焊接质量都是一种较严格的检验。

(二)焊接性能

钢材的焊接性能也称为可焊性，是指钢材在通常的焊接方法和工艺条件下获得良好的焊接接头的性能。在钢筋工程中，常采用焊接方式来连接钢构件、钢接头或钢预埋件等。这种焊接方式，即使钢件在连接处局部加热，使其达到塑性状态或熔融状态，借助本身金属分子的吸附力使两个钢件相连接。

在焊接过程中，由于局部加热后迅速升温及冷却，在焊接区的金属组织变粗变脆，产生硬脆倾向；焊接区常有残余应力，甚至导致裂缝；或者氧和硫的低熔点化合物引起热脆等，这些都会降低钢材焊接质量。

提高构件的焊接质量，首先应选用可焊性较好的钢材。钢的可焊性主要受化学成分及含量的影响，当含碳量超过0．3%时，可焊性变差。硫的存在使焊头处产生热裂纹并硬脆。FeO与FeS生成低熔点的共晶体，氧加剧了硫的热脆性，因此，沸腾钢的可焊性差。采用合理的焊接方法(电弧焊或接触对焊)和焊条，正确操作以防止夹入焊渣、气孔、裂纹等，焊前预热及焊后进行退火处理，消除升温及降温过快而产生的内应力(内应力会促使裂纹扩展，导致焊缝变脆)，这样，可使接头强度与母体相近。