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影響鋼材性能的主要因素一般有化學(xué)成分、生產(chǎn)過程、冷加工和時(shí)效硬化、溫度、應(yīng)力集中、反復(fù)荷載、復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)等，
化學(xué)成分的影響
鋼是由各種化學(xué)成分組成的，各化學(xué)成分及其含量對(duì)鋼的性能有著重要的影響。鐵(Fe) 是鋼材的基本元素，在碳素結(jié)構(gòu)鋼中約占質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%，碳(C)和其他元素約占1%，但這l% 部分的化學(xué)元素對(duì)鋼材的性能卻有決定性的影響。其他元素包括硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫 (S)、氧(O)、氮(N)等。低合金鋼中還含有少量（低于5%）的合金元素；如鈮(Nb)、釩(V)、鈦 (Ti)、鉻(Cr)、銅(Cu)、硼(B)等。
(1)碳(C)
碳是僅次于鐵的主要元素，它直接影響鋼材的強(qiáng)度、塑性、韌性和焊接性能等。碳對(duì)鋼材性能的影響所示：當(dāng)鋼中含碳量在0.8%以下時(shí)，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度和硬度HB提高，而塑性和韌性降低；但當(dāng)含碳量在1.0%以上時(shí)，隨著含碳量的增加，鋼材的強(qiáng)度反而下降。隨著含碳量的增加，鋼材的焊接性能變差（含碳量大于0.3%的鋼材，可焊性顯著下降），冷脆性和時(shí)效敏感性增大，耐大氣銹蝕性下降。
(2)硅(Si)
硅是一種脫氧劑，其脫氧作用比錳強(qiáng)，是鋼中的有益元素。硅含量較低時(shí)，能提高鋼材的強(qiáng)度，而對(duì)塑性和韌性無(wú)明顯影響，但是當(dāng)硅含量超過0．8%-1.0%時(shí)，則塑性下降，特別是沖擊韌性顯著降低。硅以硅酸形式存在于鋼中，對(duì)鋼絲拉拔是有害的。
(3)錳(Mn)
錳是作為脫氧除硫的元素加入鋼中的，是鋼中的有益元素。錳具有很強(qiáng)的脫氧去硫能力，它可以和硫結(jié)合形成MnS，從而在相當(dāng)大程度上消除硫的有害影響。錳還能消除或減輕氧、硫引起的熱脆性，顯著改善鋼材的熱加工性能。同時(shí)，錳對(duì)碳素鋼的力學(xué)性能有良好影響，它能提高鋼材的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。少量錳（小于0.8%）能在保持（或只略降）原有的塑性及沖擊韌性的條件下，大幅度提高碳素鋼的屈服極限及強(qiáng)度極限。
錳對(duì)鋼的焊接性能也有影響。在含錳量很低時(shí)，錳主要起消除熱脆性的作用，此時(shí)錳對(duì)焊接性能的影響，特別是在硫含量略高時(shí)，是有益的；但在含錳量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過消除熱脆性所必需的含量時(shí)，多余的錳會(huì)顯著增加奧氏體的過冷能力，這時(shí)錳主要起增加冷裂紋形成的作用，會(huì)使得鋼的焊接性能變差。
綜上所述，錳是鋼中的有益雜質(zhì)，鋼中的含錳量必須保證有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的含錳量。如果鋼中的含錳量低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限，可能引起強(qiáng)度的降低和熱脆性及冷脆性的增加，因此是不允許的。
(4)磷(P)
磷是鋼中難去除的有害雜質(zhì)，主要害處是增加鋼的冷脆性、損壞鋼的焊接性能。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)用鋼，為了保證它有良好的焊接性，就必須控制其含磷量。對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼，磷含量應(yīng)小于0.040%，對(duì)于高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼，磷含量則應(yīng)小于0.030%-0.035%，或更低。磷對(duì)鋼在大氣作用下的腐蝕穩(wěn)定性有著良好的影響，由 此可見，增加建筑鋼抗大氣腐蝕的穩(wěn)定性，是磷在建筑鋼中的一個(gè)有益作用。另外磷能提高切削性能和抗蝕性，故在易切削或耐候鋼中可適當(dāng)增加磷含量。
(5)硫(S)
硫是有害雜質(zhì)元素，它主要來(lái)自煉鋼原料，煉鋼時(shí)難以除盡。硫在鋼中是以硫化物夾雜形式存在，并沿加工方向伸展形成層狀硫化物夾雜。硫?qū)︿摰乃苄?、韌性、焊接性能、厚度方向性能、疲勞性能和耐腐蝕性都有不利影響。
硫的最大危害是引起鋼在溫度范圍800～1200℃時(shí)的熱加工變脆而易于開裂，即產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的熔點(diǎn)，擴(kuò)大其結(jié)晶區(qū)間，嚴(yán)重影響鋼材的焊接性能，造成焊縫中產(chǎn)生氣孔和疏松。如果鋼材中的含硫量較高，焊接時(shí)不僅促進(jìn)焊縫冷卻時(shí)熱裂紋的形成，而且也會(huì)降低焊縫金屬的質(zhì)量，所以硫是顯著影響鋼的焊接性能的元素。造成熱脆的原因是硫的嚴(yán)重偏析，可以通過加入錳來(lái)避免鋼中形成硫化鐵( FeS)，以防止熱脆。另外焊接時(shí)使用堿性焊條可使熔化的焊縫金屬得到脫硫，從而減小其被硫增濃的程度，同時(shí)減小焊縫熱裂紋形成的傾向。
硫的含量高時(shí)也會(huì)降低鋼材的塑性、沖擊韌性和耐腐蝕性。但硫能提高鋼材的切削加工性，這是硫的有益作用，所以在制造要求表面粗糙度較細(xì)而強(qiáng)度要求不十分嚴(yán)格的零件時(shí)，可采用含硫高的易切削鋼。
在進(jìn)行加工時(shí)，由于較脆的、強(qiáng)度較低的條狀硫化物沿加工方向伸長(zhǎng)并以層狀?yuàn)A雜存在，使得鋼的厚度方向力學(xué)性能也顯著降低。
另外以硫化物形式存在的硫?qū)︿摰钠趶?qiáng)度也有不利影響。硫化物是可塑性的，在變形時(shí)沿加工方向伸長(zhǎng)，強(qiáng)度較低、較脆的硫化物夾雜物，相當(dāng)于內(nèi)部切口的作用，容易在其尖角處附近引起應(yīng)力集中，引起疲勞強(qiáng)度的降低。
綜上所述，為了提高鋼材的質(zhì)量和性能，不僅要生產(chǎn)低硫鋼，而且要通過減小硫在鋼中的偏析程度以提高鋼的質(zhì)量和性能。優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼硫含量控制在0．015% -0. 020%以下。
(6)氧(O)
氧是有害雜質(zhì)元素，在鋼中氧幾乎全部以氧化物的形式存在，鋼中各種氧化物的總量隨著含氧量增加而增加，含氧量對(duì)鋼材力學(xué)性能的影響實(shí)質(zhì)上也就是氧化物雜質(zhì)對(duì)力學(xué)性能的影響。一般隨著鋼中含氧量增加，鋼的塑性、沖擊韌性降低，氧化物夾雜使鋼的耐腐蝕性、耐磨性降低，使冷沖壓性、鍛造加工性及切削加工性變差。
(7)氮(N)
氮對(duì)鋼材性能的影響與碳、磷相似，隨著氮含量的增加，可使鋼材的強(qiáng)度顯著提高，塑性特別是韌性也顯著降低，可焊性變差，冷脆性加?。煌瑫r(shí)增加時(shí)效傾向及冷脆性和熱脆性，損壞鋼的焊接性能及冷彎性能。因此，應(yīng)該盡量減小和限制鋼中的含氮量。一般規(guī)定氮含量應(yīng)不高于0.018%。
氮在鋁、鈮、釩等元素的配合下可以減少其不利影響，改善鋼材性能，可作為低合金鋼的合金元素使用。規(guī)范《低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼》(GB 1591-2008)對(duì)V、Nb、Ti規(guī)定范圍較寬。
(8)鉻(Cr)
鉻能顯著提高鋼材強(qiáng)度、硬度和耐磨性，但同時(shí)降低塑性和韌性。鉻還能提高鋼材的抗氧化性和耐腐蝕性，因而是不銹鋼和耐熱鋼的重要合金元素。
(9)鎳(Ni)
鎳能提高鋼的強(qiáng)度，而又保持良好的塑性和韌性。鎳對(duì)酸堿有較高的耐腐蝕能力，在高溫下有防銹和耐熱能力。
(10)鉬(Mo)
鋁能使鋼的晶粒細(xì)化，提高淬透性和熱強(qiáng)性能，在高溫時(shí)保持足夠的強(qiáng)度和抗蠕變能力（長(zhǎng)期在高溫下受到應(yīng)力而發(fā)生變形叫做蠕變）。結(jié)構(gòu)鋼中加入鉬，能提高機(jī)械性能，還可以抑制合金鋼因火而引起的脆性。
(11)鈦(Ti)
鈦是強(qiáng)脫氧劑，它能使鋼的內(nèi)部組織致密，細(xì)化晶粒；降低時(shí)效敏感性和冷脆性，改善焊接能。在一些奧氏體不銹鋼中加入適量的鈦，可避免晶間腐蝕。
(12)釩(V)
釩是鋼的優(yōu)良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細(xì)化組織晶粒，提高強(qiáng)度和韌性。釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。
(13)鈮(Nb)
鈮能細(xì)化晶粒和降低鋼的過熱敏感性，提高強(qiáng)度，但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮，可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕的能力。鈮還可改善焊接性能。在奧，氏體不銹鋼中加鈮，可防止晶問腐蝕現(xiàn)象。
(14)銅(Cu)
銅能提高強(qiáng)度和韌性，并有良好的抗大氣腐蝕性能。缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，銅含量超過o． 5%時(shí)塑性顯著降低。當(dāng)銅含量小于0.5%時(shí)對(duì)焊接性能無(wú)影響。
(15)硼(B)
鋼中加入微量的硼就可改善鋼的致密性和熱軋性能，提高強(qiáng)度。
(16)鋁(Al)
鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁，可細(xì)化晶粒，提高沖擊韌性。鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕性能，鋁和鉻、硅合用，可顯著提高鋼的高溫不起皮性能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點(diǎn)是影響鋼的熱加工性能、焊接性能和切削加工性能。
化學(xué)成分決定了鋼材的基本性能，各化學(xué)成分及其含量對(duì)鋼材的特定性能都有重要影響，根據(jù)橋梁用鋼的特殊性，綜合各方面的因素，《橋梁用結(jié)構(gòu)鋼》(GB/T 714-2008)對(duì)各牌號(hào)及化學(xué)成分做了規(guī)定，推薦使用的牌號(hào)需符合所列的規(guī)定。
中交路橋工程檢測(cè)主要檢測(cè)業(yè)務(wù)：鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)、橋梁檢測(cè)、隧道檢測(cè)
