温度对钢材体积的影响-温度对钢材体积的影响大吗

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本文目录一览：

• 1、温度对钢材性能有什么影响
• 2、钢材的热膨胀
• 3、试简述温度变化对钢材工作性能的影响。
• 4、简述温度变化对钢材性能的影响。
• 5、钢材性能的影响主要源于哪些因素?
• 6、钢材的线膨胀系数

温度对钢材性能有什么影响

在负温范围内，钢材表现为屈服点和强度均提高，而塑性和韧性都降低，对冲击韧性的影响尤其突出。当温度从常温下降到一定值时，钢材的冲击韧性忽然急剧下降，试件断口呈脆性破坏特征，这种现象称为冷脆现象。钢材由韧性破坏转变到脆性破坏的温度叫冷脆转变温度。

【答案】：钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是：温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。 温度升高，约在250℃以内钢材性能没有很大变化，430℃～540℃之间强度急剧下降，600℃时强度很低不能承担荷载。

钢材在不同温度下的力学性能：钢材在温度上升时，其抗拉强度、屈服点和弹性模量会发生变化。具体来说，随着温度的升高，钢材的强度会降低，而塑性会增加。在250℃左右，钢材的抗拉强度可能略有提高，但塑性却会降低，导致钢材呈现脆性。

钢铁的受热性能会因材料的不同而有所差异。 一般而言，钢铁在100摄氏度以下的热影响下，其工作性能不会发生变化。 如果钢铁长时间暴露于超过100摄氏度的温度下，相当于进行了时效处理，其性能可能会出现一定程度的改变。 这种性能变化主要对于精密的钢材器件而言，对普通钢材的影响则相对较小。

在温度降低时，钢材的强度可能增加，但塑性和韧性通常下降。在250℃以内，钢材的性能变化不大。在430℃至540℃的范围内，钢材的强度急剧下降。在600℃时，钢材的强度非常低，无法承受荷载。在250℃左右，钢材的强度提高，但塑性和韧性下降，表现出趋向变脆的倾向。

大多数先共析铁素体的形核及长大在卷取温度以下的极其缓慢冷却条件下完成，可以近似认为是等温转变过程，因此，卷取温度对钢材组织性能的影响可理解为是对转变温度的影响。所以卷取温度对钢的组织性能的影响是十分显著的。

钢材的热膨胀

钢材热膨胀系数在不同温度范围内的表现如下：当温度从20℃升至100℃时，钢材的热膨胀系数为5 x 10-6 m/（m×K）。随着温度继续升高，至200℃时，这一系数变为10 x 10-6 m/（m×K），表现出一定的线性增长趋势。

钢的热膨胀系数为2 10的五次方／℃ 。钢管材质为Q235-B，热膨胀系数为2×lO-5／℃，是C40混凝土热膨胀系数O.7×lO-5／℃的7倍。铜17X10^-6／℃ 。 无氧铜16X10^-8／℃。铝23X10^-6／℃。铁12X10^-6／℃。

式中L、V分别为试样原始长度（mm）和原始体积（mm3），ΔL、ΔV分别为温度由t1（℃）上升到t2（℃）时试样的相对伸长和体积的变化量。在一般情况下，β≈3α，因此实用上***用线膨胀系数α来表示。它随材料的组成和温度的变化而异，是固体材料受热冲击时反映其性能变化的物理参数。

以下是一些常见金属的线性热膨胀系数表。线性热膨胀系数表示了材料在单位温度变化时的长度变化比例。

钢质材热膨胀系数为2 10^-5／℃ ，钢管材质为Q235-B，热膨胀系数为2×lO^-5／℃，是C40混凝土热膨胀系数O.7×lO^-5／℃的7倍。

Q345热膨胀系数：（6-12）×10的-6次方/K（当20-100℃时）。Q235热膨胀系数：（6-12）×10的-6次方/K（当20-100℃时）。它是低合金钢，广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器、特种设备等。“Q”意为屈服强度，Q345表示这种钢材屈服强度为345MPa。

试简述温度变化对钢材工作性能的影响。

1、在负温范围内，钢材表现为屈服点和强度均提高，而塑性和韧性都降低，对冲击韧性的影响尤其突出。当温度从常温下降到一定值时，钢材的冲击韧性忽然急剧下降，试件断口呈脆性破坏特征，这种现象称为冷脆现象。钢材由韧性破坏转变到脆性破坏的温度叫冷脆转变温度。

2、温度对材料的力学性能影响很大。在高温下载荷持续时间对力学性能也有很大影响。材料的高温力学性能≠室温力学性能 一般随温度升高，金属材料的强度降低而塑性增加。

3、钢铁的受热性能会因材料的不同而有所差异。 一般而言，钢铁在100摄氏度以下的热影响下，其工作性能不会发生变化。 如果钢铁长时间暴露于超过100摄氏度的温度下，相当于进行了时效处理，其性能可能会出现一定程度的改变。 这种性能变化主要对于精密的钢材器件而言，对普通钢材的影响则相对较小。

4、因而导致钢材的性能发生变化。温度愈高，原子的扩散能力愈强，在高温下使用的时间愈长，原子扩散得愈多，钢材的组织结构变化也就愈大。长期在高温条件下工作的钢材，产生危害性的组织变化主要有：珠光体球化、石墨化及固溶体中合金元素的贫化。常用的各种碳钢及低合金钢大都是珠光体钢。

5、不过，随着温度的升高，钢材内部的原子运动变得更加剧烈，导致钢材的性能逐渐下降。因此，在使用中需要注意控制其工作温度，防止超出安全范围。同时需要注意的是这个耐温范围不是固定的标准值，具体的温度限制还需要考虑到工作环境、介质以及具体的材料状况等因素。不同条件下，耐温能力会有所变化。

6、钢材则出现“徐变”现象，即在应力保持不变的情况下，钢材以极慢的速度持续变形。综合考虑200°C以内钢材性能稳定的特点，钢结构表面的辐射温度应控制在200°C以下。目前，钢结构行业通常将这一温度限值设定为150°C。一旦超过此温度，应***取防火隔热措施，以确保钢结构的正常工作。

简述温度变化对钢材性能的影响。

钢材的性能会受到温度变化的显著影响。具体来说，随着温度的升高，钢材的强度通常会下降，而应变则会增加。相反，当温度降低时，钢材的强度可能会有所增加，但塑性和韧性通常会降低，使得材料变得更加脆弱。

钢材的机械性能随温度的不同而有变化，①当温度由常温升高时，钢材的屈服强度fy、抗拉强度fu和弹性模量E的总趋势是降低的，但在150℃以下时变化不大；②钢材的温度由常温下降至负温度范围内时，钢材的强度（fy、fu）等虽有提高，但塑性和韧性降低、脆性增加。

【答案】：钢材性能随温度变动而有所变化。总的趋势是：温度升高，钢材强度降低，应变增大；反之，温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。 温度升高，约在250℃以内钢材性能没有很大变化，430℃～540℃之间强度急剧下降，600℃时强度很低不能承担荷载。

【答案】：在正温范围内，一般情况下，随着温度的提高，钢材的强度降低，变形增大，但在200℃以内，性能变化较小；钢材在250℃附近时，钢材抗拉强度提高，塑性、韧性下降，表明氧化膜呈蓝色，即产生蓝脆现象，在温度区间250～320℃内产生徐变现象；钢材在600℃以上几乎丧失承载力。

在250℃以内，钢材的性能变化不大。在430℃至540℃的范围内，钢材的强度急剧下降。在600℃时，钢材的强度非常低，无法承受荷载。在250℃左右，钢材的强度提高，但塑性和韧性下降，表现出趋向变脆的倾向。在260℃至320℃的范围内，钢材在保持应力不变的情况下，会以极慢的速度持续变形，即徐变。

钢材性能的影响主要源于哪些因素?

钢材性能的影响因素主要有以下几方面。化学成分是重要因素之一，碳是决定钢材性能的主要元素，含碳量增加，钢材强度和硬度提高，但塑性和韧性降低。硅、锰是有益元素，适量的硅、锰可提高钢材强度，且对塑性和韧性影响小。磷、硫是有害元素，磷会使钢材产生冷脆性，硫会引发热脆性。

影响钢材性能的主要因素有以下几方面。化学成分是重要因素，碳是决定钢材性能的主要元素，含碳量增加，钢材强度提高，但塑性、韧性和可焊性降低。硅、锰是有益元素，适量的硅、锰能提高钢材强度，且不显著降低塑性和韧性；磷、硫是有害元素，磷使钢材的冷脆性增大，硫则会导致钢材热脆性增加。

化学成分 螺纹钢的性能首先取决于原料的选择。其化学成分，包括碳、锰、硅、磷、硫等元素的含量，决定了钢材的强度、韧性、耐腐蚀性等特性。例如，适当增加锰含量可以提升钢的强度，而硫和磷的过量可能导致内部缺陷，从而影响整体性能。

碳作为钢铁材料的重要成分，其含量对钢材的性能有着显著影响。在一定范围内，随着含碳量的增加，钢的硬度和强度得到增强，但塑性和韧性则相应降低。这种影响主要源于碳对钢组织结构的改变，特别是它扩大了Y相区，然而由于渗碳体的形成，碳在钢中的固溶度并非无限。

这些杂质对钢的性能产生一定影响，因此，国家标准对钢材的化学成分做出了严格规定，以确保钢材的质量。 硫：硫主要来源于炼钢的矿石和燃料焦炭。它是钢中有害的元素之一。硫以硫化铁（FeS）的形式存在于钢中，FeS和Fe形成低熔点（985℃）的化合物。

钢材的线膨胀系数

1、钢材的线膨胀系数是210^-5。这意味着当钢材温度升高时，其长度会发生变化，每增加一定的温度，钢材的长度就会相应增加。这一特性在多种工程应用中具有重要的影响。下面将详细介绍这一膨胀系数及相关概念。钢材的线膨胀系数是衡量钢材受热时长度变化的一个参数。

2、钢质材热膨胀系数为2 10^-5／℃。***定室温为20°C，膨胀系数为0.000012，温度上升了220°C，则内孔110+110*220*0.000012=129MM，外径140+140*220*0.000012=140.37MM，这是理论数据，实际数据会受材料成分、纹向、加热温度不均匀、热膨胀系数本身误差等影响而有偏差。

3、钢材的线膨胀系数约为℃的膨胀量变化。钢材的线膨胀系数也叫线胀系数，是用来描述钢材热胀冷缩效应的数值。具体来说，它表示钢材在加热过程中单位温度变化下的长度变化率。这个数值反映了钢材受热时体积变化的特性。在温度变化的影响下，钢材的长度会发生微小的变化，这种变化与温度的变化成正比。

4、钢材的热膨胀系数范围为（10-20） X10%/K， 系数越大的材料，它在受热后的变形则越大，反之则越小。差比较大的a，焊接时由于膨胀的速度不同，在焊接处产生应力，降低了材料的机械强度和气密性，严重时会导致焊接处脱落。分类 热膨胀系数有线膨胀系数α、面膨胀系数β和体膨胀系数γ。

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