钢材质量检测

广东省科学院工业分析检测中心

钢结构材料要求：
钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用（荷载、基础不均匀沉降、温度等），所以要求钢材应具有良好的机械性能（强度、塑性、韧性）和加工性能（冷热加工和焊接性能），以保证结构安全可靠。钢材的种类很多，符合钢结构要求的只是少数几种，如碳素钢中的Q235，低合金钢中的l6Mn，用于高强螺栓的20锰钒钢（20MnV）等。 
性能指标：
1、强度
钢材的强度指标由弹性极限σe，屈服极限σy，和抗拉极限σu，设计时以钢材的屈服强度为基础，屈服强度高可以减轻结构的自重，节省钢材，降低造价。抗拉强度σu即是钢材破坏前所能承受的大应力，此时的结构因塑性变形很大而失去使用性能，但结构变形大而不垮，满足结构抵抗罕遇地震时的要求。‘σu/σy值的大小，可以看作钢材强度储备的参数。
2、塑性
钢材的塑性一般指应力**过屈服点后，具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
3、冷弯性能
钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。
4、冲击韧性
钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下，断裂过程中吸收机械动能的一种能力，是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用，可能因低温、应力集中，而导致脆性断裂的一项机械性能。一般通过标准试件的冲击试验来获得钢材的冲击韧性指标。
5、焊接性能
钢材的焊接性能是指在—定的焊接工艺条件下，获得性能良好的焊接接头。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝附近金属不产生热裂纹或冷却不产生冷却收缩裂纹的敏感性。 焊接性能好，是指在一定焊接工艺条件下，焊缝金属和附近母材均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内延性性能，要求焊缝及热影响区内钢材的力学性能不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接性能试验方法，也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。
6、耐久性
影响钢材耐久性的因素很多。首先是钢材的耐腐蚀性差，必须采取防护措施，防止钢材腐蚀生锈。防护措施有：定期对钢材油漆维护，采用镀锌钢材，在有酸，碱，盐等强腐蚀介质条件下，采用防护措施，如海洋平台结构采用“阳极保护”措施防止导管架腐蚀，在导管架上固定上锌锭，海水电解质会自动先腐蚀锌锭，从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下，其破坏强度比短期强度降低较多，故对长期高温作用下的钢材，要测定持久强度。钢材随时间推移会自动变硬、变脆、即“时效”现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。

202不锈钢：
202不锈钢是200系不锈钢中的一种,国标型号为1Cr18Mn8Ni5N。200系不锈钢属于低镍高锰不锈钢，镍含量 ，锰含量8%左右，是节镍型不锈钢。
化学成分
化学成分/%
牌号
C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr、Mo、Cu、N、其他
202、≤0.15、≤1.0、≤7.5~10.0、≤0.060、≤0.03、4.00~、6.00、17.0~、19.0、——、——、≤0.25
力学性能：
牌号、热处理、屈服强度Mpa、抗拉强度Mpa、弹性模量psi 、HBS、HRB、HV
202、1010~1120快冷、≥275、≥520、≥400000、≤207、≤95、≤218

304不锈钢：
304不锈钢帮衬、型材化学成分：碳C、猛Mn、磷P、硫S、硅Si、铬Cr、镍Ni
304不锈钢板材、片材、带材化学成分：碳C、猛Mn、磷P、硫S、硅Si、铬Cr、镍Ni、氮N
304不锈钢检测标准：GB/T 3280-2015
食品安全国家标准:GB 9684-2011 
结构用不锈钢无缝钢管:GB/T 14975-02 
不锈钢棒:GB/T 1220-1992
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GB1220-2007不锈钢棒材（I级） 
GB4241-84 不锈钢焊接盘园（H级）
GB4356-2002 不锈钢焊接盘园（I级） 
GB1270-80 不锈钢管材（I级）
GB12771-2000 不锈钢焊管（Y级） 
GB3280-2007 不锈钢冷板（I级）
GB4237-2007 不锈钢热板（I级） 
GB4239-91 不锈钢冷带（I级）

钢筋机械性能：
钢筋的机械性能通过试验来测定，测量钢筋质量标准的机械性能有屈服点、抗拉强度、伸长率，冷弯性能等指标。
屈服点(fy)
当钢筋的应力**过屈服点以后，拉力不增加而变形却显著增加，将产生较大的残余变形时，以这时的拉力值除以钢筋的截面积所得到的钢筋单位面积所承担的拉力值，就是屈服点σs°
抗拉强度（fu）
抗拉强度就是以钢筋被拉断前所能承担的大拉力值除以钢筋截面积所得的拉力值，抗拉强度又称为极限强度。它是应力一应变曲线*的应力值，虽然在强度计算中没有直接意义，但却是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。因为：
（1）抗拉强度是钢筋在承受静力荷载的极限能力，可以表示钢筋在达到屈服点以后还有多少强度储备，是抵抗塑性破坏的重要指标。
（2）钢筋有熔炼、轧制过程中的缺陷，以及钢筋的化学成分含量的不稳定，常常反映到抗拉强度上，当含碳量过高，轧制终止时温度过低，抗拉强度就可能很高；当含碳量少，钢中非金属夹杂物过多时，抗拉强度就较低。
（3）抗拉强度的高低，对钢筋混凝土结构抵抗反复荷载的能力有直接影响。
伸长率
伸长率是应力一应变曲线中试件被拉断时的大应变值，又称延伸率，它是衡量钢筋塑性的一个指标，与抗拉强度一样，也是钢筋机械性能中必不可少的保证项目。
伸长率的计算，是钢筋在拉力作用下断裂时，被拉长的那部分长度占原长的百分比。把试件断裂的两段拼起来，可量得断裂后标距段长L1，减去标距原长L0就是塑性变形值，此值与原长的比率用δ表示，即伸长率δ值越大，表明钢材的塑性越好。伸长率与标距有关，对热轧钢筋的标距取试件直径的10倍长度作为测量的标准，其伸长率以δ10表示。对于钢丝取标距长度为100mm作为测检验的标准，以δ100表示。对于钢绞线则为δ200。
冷弯性能
冷弯性能是指钢筋在经冷加工（即常温下加工）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。冷弯试验是测定钢筋在常温下承受弯曲变形能力的试验。试验时不应考虑应力的大小，而将直径为d的钢筋试件，绕直径为D的弯心（D规定有1d、3d、4d、5d）弯成180°或90°。然后检查钢筋试样有无裂缝、鳞落、断裂等现象，以鉴别其质量是否合乎要求，冷弯试验是一种较严格的检验，能揭示钢筋内部组织不均匀等缺陷。