1012建筑钢材的冷加工与时效

1012建筑钢材的冷加工与时效将钢材于常温下进行冷拉、冷拔或冷轧，使之产生一定的塑性变形，从而提高屈服强度，但塑性和韧性有所降低。这个过程，称为钢材的冷加工强化处理。如图3—6，为钢的拉伸试验应力—应变图。图中OBCD为未经冷拉和时效时试件的拉伸应力—应变曲线。将试件拉至应力超过屈服点后的K点，然后卸去荷载，由于拉伸时试件已产生塑性变形，故卸荷时曲线沿KO＇下降，KO＇，大致与BO平行。若此时将试件立即重新拉伸，则新的屈服点将升高至K点，以后的应力—应变关系将与原来曲线KCD相似。这表明钢筋经冷拉后，屈服强度得到提高，而塑性减小。经过冷加工的钢材，经历一定的时间后，实际的应力一应变曲线是O'KKlDl线，与原O'KD线相比，屈服点和抗拉强度又有所提高，而塑性进一步减小。这个过程，称为时效处理。将经过冷拉的钢筋于常温下存放15—20d，称为自然时效；将经冷拉的钢筋加热到100～200oC，并保持一定时间(通常2～3d)，称为人工时效。在建筑工程中，通常对钢筋的冷加工措施是冷拉；而对钢丝，则进行冷拔。钢筋经冷拉后，强度有明显提高。如I级钢筋，经冷拉后，屈服点由235MPa提高到280MPa，屈服强度提高19％。如作为钢筋混凝土结构中主要承受拉力的钢筋，设计截面可适当减少，配筋量减少，可以节约钢材。由于冷加工降低钢材的塑性，所以在冷拉时必须对冷拉伸长率或冷拉应力进行控制。钢筋冷拉仅控制冷拉伸长率，即为单控；对用作预应力的钢筋，需采取双控，即既控制冷拉伸长率，又控制冷拉应力。所谓冷拔，是将钢丝从孔径较钢丝直径略小的钨合金拔丝模中拔出，使钢丝断面缩小，长度伸长。钢丝经冷拔后，屈服强度可提高40％～90％，但是塑性显著降低。图3—6钢筋冷拉时效后应力—应变图变化