解析鋼材的破壞形式
2020-07-31 09:18 陜西鋼結構 鋼結構公司
鋼材有塑性破壞和脆性破壞兩種完全不同的破壞形式。鋼結構所用的鋼材在正常使用條件下，雖然有較高的塑性和韌性，但是在某些條件下，仍然存在發(fā)生脆性破壞的可能性。
塑性破壞的主要特征是，破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。只有當構件中的應力達到抗拉強度后才會發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴重后果。鋼材塑性破壞前的較大塑性變形能力，可以實現(xiàn)構件和結構中的內(nèi)力重分布，鋼結構的塑性設計就是建立在這種足夠的塑性變形能力上。
脆性破壞的主要特征是破壞前塑性變形很小或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。破壞后的斷口平直，呈有光澤的晶粒狀或有人字紋。由于破壞前沒有任何預兆，破壞速度又極快，無法察覺和補救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個結構的破壞，后果非常嚴重，因此在鋼結構的設計、施工和使用過程中，要特別注意防止這咱破壞的發(fā)生。
鋼材存在的兩種破壞形式與其內(nèi)在的組織構造和外部的工作條件有關。試驗和分析均證明，在剪力作用下，具有體心立方晶格的鐵素體很容易通過位錯移動形成滑移，即形成塑性變形;而其抵抗沿晶格方向伸長至拉斷的能力卻強大很多，因此當單晶鐵素體承受拉力作用時，總有首先沿最大剪應力方向產(chǎn)生塑性滑移變形。實際鋼材是由鐵素體和珠光體等組成的，由于珠光體間層的限制，陰遏了鐵素體的滑移變形，因此受力初期表現(xiàn)出彈性性能。當應力達到一定數(shù)值，珠光體間層失去了約束鐵素體在最大剪應力方向滑移的能力，此時鋼材將出現(xiàn)屈服現(xiàn)象，先前鐵素體被約束了的塑性變形就充分表現(xiàn)出來，直到最后破壞。顯然當內(nèi)外因素使鋼材中鐵素體的塑性變形無法發(fā)生時，鋼材將出現(xiàn)脆性破壞。
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