本文原創作者：whzfjy2008（武漢梓楓教育）

鋼材材質均勻效能可靠強度高具有一定的可塑性韌效能承受較大的衝擊荷載和振動荷載可焊接鉚接、螺栓連線便於裝配。由各種型材組成的鋼結構自重輕安全性高話用於高層超高層建築及大跨度空間結構等。鋼結構的應用範圍極廣有些情況下無法用其他建築材料的結構代替。但是當鋼材處於複雜受力狀態且未承受三向或二向同號應力時，或鋼材處於低溫工作條件下或有較大應力集中時鋼材均會由塑性轉變為脆性產生突然的脆性破壞這是很危險的。因此如何防止鋼材的脆性破壞是一個必須重視的問題。

脆性破壞屬於瞬間發生幾乎不發生變形當發生破壞時主要是由於其應力明顯低於極限承載力 加上鋼材晶格之間由於受到限制無法發生剪下滑動 使得變形無法發生最後的結果就是導致鋼材晶格間在短時間內被拉斷而且這種機率發生率較大具有很大的危險性。同時在某此焊接部位中殘餘應力也發揮著一定的作用其對焊接部分有著三軸向拉力作用尤其是鋼材金屬其中含有大量的非金屬材質這對拉力作用具有很強的敏感性一旦應力作用集中那麼在所有情況下均會發生脆性斷裂。

一、造成鋼材脆性破壞的因素

1、鋼材化學成分的影響

在普通碳素鋼中磷和硫都是有害雜質磷的存在可提高強度、耐磨性和耐蝕性但會降低鋼的塑性、衝擊韌性、冷彎效能和可焊性等。磷能使鋼材在低溫時變脆（冷脆）。磷在鋼中的偏析傾向強烈一般認為磷的偏析富集使鐵素體品格嚴重畸變是鋼材冷脆性顯著增大的原因。硫含量的增大會降低鋼的塑性、衝擊韌性疲勞強度和抗鏽性等鋼材在進行熱加工或電焊時會使鋼內產生微小裂紋（熱脆）。因此規範中規定承重結構的鋼材應具有磷和硫含量的合格保證。

氧氮和氫也都是有害雜質氧會使鋼材在冷脆氮會使鋼材在熱脆 氫能使鋼產生裂紋。

2、鋼板厚度的影響

鋼板厚度對脆性斷裂有較大的影響即隨鋼板厚度的增加脆性轉變溫度升高鋼材的缺口脆性增加。脆化原因一般認為與材料的冶金質量和應力狀態有關厚鋼板的冶金質量比薄鋼板差 如厚板晶粒粗大偏析程度增加冶煉質量缺陷及組織不均勻使得厚板脆化傾向提高鋼板厚度增加即處於平面應變狀態 從而增加材料對脆性的敏感性

3、冶金質量的影響

鋼中常見的冶金缺陷包括裂紋重皮（結疤）表面呈舌狀或魚鱗片的翹起薄片、摺疊、氣泡、疏鬆、縮孔殘餘、非金屬夾雜物、金屬夾雜物過燒、晶粒粗大等。

4、溫度的影響

鋼材效能受溫度的影響十分明顯。總的趨勢是溫度升高鋼材強度降低應變增大反之溫度降低鋼材強度會略有增加塑性和韌性卻會降低而變脆。

5、連線方法（焊接）的影響

焊接連線中存在的主要問題是受焊接時的高溫影響焊縫附近的主體金屬易導致材質變脆焊縫易存在各種缺陷因而導致構件內產生應力集中而使裂紋擴大由於焊接鋼結松剛度大個別存在的區域性裂紋易擴充套件到整體焊接結構容易發生低溫冷脆就是這個原因。

6、細部構造

細部構造也是造成脆性斷裂的一個重要影響因素。具體的原因是由於在焊縫與其他地方的相交處存在著構造縫隙或者是在操作過程中構造焊縫沒有焊透造成應力集中而發生斷裂。從本質上講構造焊縫屬於一個較長的裂縫這個裂縫在一定條件下極易發生應力集中 並且在殘餘應力的影響下週圍的金屬在熱塑作用下發生變形進而脆性提高。因此保證焊透非常重要。

7、鋼材硬化的影響

硬化有時效硬化和冷作硬化兩種。其中冷作硬化是指當鋼材在冷加工（或一次載入）作用下產生較大的塑性變形卸荷後再重新載入時鋼材的屈服點提高塑性和韌性降低的現象。冷作硬化增大了出現脆性破壞的可能性。

8、裂紋的影響

鋼材的斷裂來源於存在於鋼材中的微小裂紋因此要防止鋼材的脆性斷裂，就應設法消除或減少鋼材中的微裂紋。從事故分析中還可以看出事故都是在低溫下發生的 溫度愈低愈易脆斷而且大多數是焊接結構。焊接裂紋是鋼材中存在微裂紋的重要原因焊縫冷卻時收縮作用受到約束有可能促使它出現裂紋。