文档介绍：钢结构设计原理钢结构的材料
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§ 钢材的生产
炼铁
高温下通过一氧化碳和碳等还原剂除去氧化铁矿石中的氧，还原出铁，以石灰石作为熔剂把砂质和粘土等杂质轧次数较多，其强度、塑性、韧性和焊接性能均优于厚板和厚壁型钢。钢材强度按板厚分组就是这个缘故。
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热加工使钢材沿轧制方向（纵向）的性能优于垂直轧制方向（横向）的性能，使其各向异性增大。钢中的硫化物和氧化物等经轧制之后被压成薄片，对厚板来说更容易出现分层现象，沿厚度方向受力时可能出现层状撕裂现象。
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冷加工
包括冷轧、冷弯、冷拔等延伸性加工，也包括剪、冲、钻、刨等切削性加工。
如冷轧卷板和冷轧钢板、冷弯薄壁型钢和压型钢板、钢丝束、钢绞线或钢丝绳。
冷加工后会产生局部或整体硬化，提高了钢材的强度和硬度，却降低了塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化（或应变硬化）。
优点：冷拔高强度钢丝就是充分利用了冷作硬化现象；冷弯薄壁型钢在强度验算时，可有条件地利用这种强度提高现象。
缺点：多数情况下会造成钢材冷硬变脆，成为脆裂的起因。对于重要结构，要尽量避免局部冷加工硬化的发生。
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热处理
热处理是将钢在固态范围内，施以不同的加热、保温和冷却措施，改变其内部组织构造，达到改善钢材性能的一种加工工艺。
钢材的普通热处理包括退火、正火、淬火和回火四种基本工艺。
如Q420C、D、E和高强螺栓等都是要经过热处理的。
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§ 钢材的主要性能
塑性破坏
破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材表面出现明显的垂直交错的锈迹剥落线。只有应力达到抗拉强度后才会发生破坏，破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗。
塑性破坏前总有较大的塑性变形发生，且变形持续时间较长，容易被发现和抢修加固，不至发生严重后果。
塑性破坏前的较大塑性变形能力，可实现内力重分布。钢结构的塑性设计正是利用了这种塑性变形能力。
§ 钢材的破坏形式
有塑性破坏和脆性破坏两种形式
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脆性破坏
破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，突然迅速断裂。破坏后断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人字纹。
破坏前没有预兆，速度极快，无法察觉和补救，一旦发生常引发整个结构的破坏，后果严重，因此在钢结构的设计、施工和使用过程中，要特别注意防止这种破坏的发生。
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§ 钢材在单向一次拉伸下的工作性能
单向一次拉伸试验（见动画资源－材料试验）
可由曲线直接获得：
比例极限σp
（proportional limit）
屈服点fy
（yield point）
抗拉强度fu
（tensile strength）
伸长率δ5或δ10
（elongation）
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调质处理的低合金钢没有明显的屈服点和塑性平台。％所对应的应力人为定义的，
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断面收缩率ψ
试样拉断后，颈缩处横断面积的最大缩减量与原始横断面积的百分比，也是单调拉伸试验提供的一个塑性指标。ψ越大，塑性越好。
在国家标准《厚度方向性能钢板》中，使用沿厚度方向的标准拉伸试件的断面收缩率来定义Z向钢的种类，如ψ分别大于或等于15％、25％、35％时，为Z15、Z25、Z35钢。
应力－应变曲线的简化计算模型
理想弹塑性模型
与实际误差不大
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§ 钢材的其它性能
冷弯性能与冷弯试验（见动画资源－材料试验）
在试验机上把试件弯曲180°
以试件表面和侧面不出现裂纹和分层为合格。
冷弯试验能检验材料承受规定的弯曲变形能力