钢材的力学性能为什么要按厚度或直径进行分段?

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解决方案1：

钢材由拉力试验得出的力学性能，即屈服点fy、抗拉强度fu和伸长率δ5均随钢材的厚度或直径而异。如Q235钢钢材，根据(GB 700—1988)标准按厚度或直径分为6个范围段，随着每段厚度或直径的递增，其fy递减10N/mm2，δ5递减1%。[参见《钢结构(第二版)》附表1-2]。同样，Q345、Q390、Q420钢的fy、fu、δ5等指标亦均按此规律，随厚度增加而降低，这表明钢材的机械性能和厚度之间有着密切关系。
钢材(钢板和型钢)的成型过程一般均为热轧，即钢坯在高温(1200～1300℃)状态下经轧机(一般是由数个从大到小的轧辊孔道组成的轧机群)轧制成型。钢坯来回通过轧制经受挤压的过程，就是在高温状态下经受压力逐次连续反复作用的过程。它不但使钢坯压缩到所需的截面形状和尺寸，同时亦使其经受锻焊(压力焊)作用，金属内部结晶亦随之变化，改变了钢锭原来的铸钢性质，钢锭中的裂纹、气孔等缺陷得到焊合，结晶更致密，晶粒亦更细。且随着压缩比增大，即钢材厚度轧制得愈小，其强度、塑性及冲击韧性性能愈好。反之，若压缩比减小，即钢材厚度愈大，则其机械性能愈差。根据上述原因，要将钢材的机械性能按厚度或直径进行分段制定标准，钢材的强度设计值亦随之相应按厚度或直径取用不同的数值。