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3.使用環(huán)境
當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)螺栓受到較大的動(dòng)載作用或者處于較低的環(huán)境溫度下工作時(shí)，螺栓脆性破壞的可能性增大。
在0℃以上，當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼材的強(qiáng)度及彈性模量均有變化，一般是強(qiáng)度降低，塑性增大。溫度在200℃以內(nèi)時(shí)，鋼材的性能沒(méi)有多大變化。但在250℃左右鋼材的抗拉強(qiáng)度反彈，fy有較大提高，而塑性和沖擊韌性下降出現(xiàn)所謂的“藍(lán)脆現(xiàn)象”，此時(shí)進(jìn)行熱加工鋼材易發(fā)生裂紋。當(dāng)溫度達(dá)600~C， 及E均接近于零，鋼結(jié)構(gòu)幾乎完全喪失承載力。
當(dāng)溫度在0℃以下，隨溫度降低，鋼材強(qiáng)度略有提高，而塑性韌性降低，脆性增大。尤其當(dāng)溫度下降到某一溫度區(qū)間時(shí)，鋼材的沖擊韌性值急劇下降，出現(xiàn)低溫脆斷。通常又把鋼結(jié)構(gòu)在低溫下的脆性破壞稱為“低溫冷脆現(xiàn)象”，產(chǎn)生的裂紋稱為“冷裂紋”。
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大量實(shí)驗(yàn)表明，高的加載速率會(huì)使材料出現(xiàn)脆斷的危險(xiǎn)增加，一般認(rèn)為其影響與降低溫度相當(dāng)。隨著變形速率的增大，材料的屈服強(qiáng)度將會(huì)增加，其原因是材料來(lái)不及進(jìn)行塑性變形和滑移，因而位錯(cuò)擺脫束縛進(jìn)行滑移所需的熱激活時(shí)間減少，使脆性轉(zhuǎn)變溫度提高，所以易于產(chǎn)生脆斷。當(dāng)試件上有缺口時(shí)，應(yīng)變速率的影響更為顯著。脆性裂紋一經(jīng)產(chǎn)生，裂紋尖端就會(huì)有很?chē)?yán)重的應(yīng)力集中，這一急驟增加的應(yīng)力，相當(dāng)于一個(gè)加載速率很高的荷載，使裂紋迅速失穩(wěn)擴(kuò)展，最后使整個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞。
綜上，材質(zhì)缺陷，應(yīng)力集中，使用環(huán)境及加載速率是影響脆性斷裂的主要因素，其中應(yīng)力集中的影響尤為重要。在此值得一提的是，應(yīng)力集中一般不影響鋼結(jié)構(gòu)的靜力極限承載力，在設(shè)計(jì)時(shí)通常不考慮其影響。但在動(dòng)載作用下，嚴(yán)重的應(yīng)力集中加上材質(zhì)缺陷，殘余應(yīng)力，冷卻硬化，低溫環(huán)境等往往是導(dǎo)致脆性斷裂的根本原因。
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