?鋼結(jié)構(gòu)在特定條件下可能會出現(xiàn)脆性斷裂,這種情況往往是多種不利因素綜合影響的結(jié)果。以下是一些導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)脆性斷裂的主要因素:
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一、應(yīng)力狀態(tài)
應(yīng)力集中:
鋼結(jié)構(gòu)中的孔洞、缺口、截面突變或焊縫缺陷(如裂紋、欠焊、夾渣和氣孔等)都可能導(dǎo)致應(yīng)力集中。
應(yīng)力集中會使鋼材的塑性變形能力受到限制,增加脆性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
殘余應(yīng)力:
焊接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力,以及加工過程中(如鏟除焊縫及錘擊)造成的裂紋等,都可能對鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。
殘余應(yīng)力與荷載應(yīng)力場的疊加可能導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)開裂的不利應(yīng)力組合。
二、材質(zhì)因素
鋼材質(zhì)量:
鋼材中的某些元素含量過高(如碳、硫、磷、氧、氮等),會嚴(yán)重降低鋼材的塑性和韌性,增加脆性。
鋼材內(nèi)部存在的冶金缺陷(如裂紋、偏析、非金屬夾雜以及分層等)也會降低其抗脆性斷裂的能力。
低溫影響:
當(dāng)環(huán)境溫度下降到某一溫度區(qū)間時(shí),鋼材的韌性值會急劇下降,出現(xiàn)低溫冷脆現(xiàn)象。
在低溫環(huán)境下工作的鋼結(jié)構(gòu),特別是受動(dòng)力荷載作用的焊接鋼結(jié)構(gòu),更容易發(fā)生脆性斷裂。
三、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造安裝
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng):
結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造不當(dāng),如孔洞、缺口或截面改變急劇,可能導(dǎo)致應(yīng)力集中和脆性斷裂。
制造安裝質(zhì)量差:
焊接、安裝工藝不合理,焊縫交錯(cuò),焊接缺陷大,都可能影響鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
焊縫質(zhì)量不佳可能導(dǎo)致脆性斷裂的發(fā)生。
四、其他因素
動(dòng)力荷載:
結(jié)構(gòu)承受較大的動(dòng)力荷載時(shí),如沖擊荷載、振動(dòng)荷載等,可能增加脆性斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
氫脆:
氫可以在冶煉和焊接過程中侵入金屬,導(dǎo)致材料韌性降低,從而可能引發(fā)氫脆斷裂。