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钢材力学性能是保证钢材终使用性能(机械性能)的重要指标,它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中,根据不同的使用要求,规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标,还有用户要求的高、低温性能等。
①抗拉强度(σb)
试样在拉伸过程中,在拉断时所承受的 力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的 能力。计算公式为:
式中:Fb--试样拉断时所承受的 力,N(牛顿); So--试样原始横截面积,mm2。
②屈服点(σs)
具有屈服现象的金属材料,试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力,称屈服点。若力发生下降时,则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2(MPa)。
上屈服点(σsu):试样发生屈服而力首次下降前的 应力; 下屈服点(σsl):当不计初始瞬时效应时,屈服阶段中的小应力。
屈服点的计算公式为:
式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力(恒定),N(牛顿)So--试样原始横截面积,mm2。
③断后伸长率(σ)
在拉伸试验中,试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比,称为伸长率。以σ表示,单位为%。计算公式为:
式中:L1--试样拉断后的标距长度,mm; L0--试样原始标距长度,mm。
④断面收缩率(ψ)
在拉伸试验中,试样拉断后其缩径处横截面积的 缩减量与原始横截面积的百分比,称为断面收缩率。以ψ表示,单位为%。计算公式如下:
式中:S0--试样原始横截面积,mm2; S1--试样拉断后缩径处的少横截面积,mm2。
⑤硬度指标
金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围不同,硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。
A、布氏硬度(HB)
用一定直径的钢球或硬质合金球,以规定的试验力(F)压入式样表面,经规定保持时间后卸除试验力,测量试样表面的压痕直径(L)。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS(钢球)表示,单位为N/mm2(MPa)。
Q345A,Q345B,Q345C,Q345D,Q345E这是质量等级的区分,从A到E依次增高,主要由于磷和硫等微元素含量不同造成的冲击温度的区别,所代表的是冲击的温度有所不同而管化学成分力学性能。
Q345A级,是不做冲击;Q345B级,是20度常温冲击;Q345C级,是0度冲击;Q345D级,是-20度冲击;Q345E级,是-40度冲击。在不同的冲击温度,冲击的数值也有所不同。
Q屈服强度不低于345Mp 质量等级表示其中含杂质元素(碳,锰,硅,硫,磷。是钢中的杂质元素)的量的多少,A,B,C,D越往后杂质含量就越少
Q345A 含磷和硫都小于等于0.045%
Q345B 含磷和硫都小于等于0.040%
Q345C 含磷和硫都小于等于0.035%
Q345D 含磷和硫都小于等于0.030%
Q345E 含磷和硫都小于等于0.025%
而磷和硫杂质元素在钢中越多其冲击韧性就越差
Q345A -
Q345B 20摄氏度时aKV不小于34
Q345C 0摄氏度时aKV不小于34
Q345D -20摄氏度时aKV不小于34
Q345E -40摄氏度时aKV不小于27
终其原因就是钢中的P和S杂质元素的减少才促使了低温下冲击韧性的提高.一个是Q345化学成分一个是Q345的力学性能.
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