钢筋冷加工对屈服强度和抗拉强度的影响

冷加工是指钢材在常温下进行的加工，建筑钢材常见的冷加工方式有冷拉、冷拔、冷轧、冷扭、刻痕等。通过冷加工产生塑性变形，不但改变钢材的形状和尺寸，而且能改变钢的晶体结构，从而改变钢材的性能。

钢材在常温下超过弹性范围后，产生塑性变形，强度和硬度提高，塑性和韧性下降的现象称为冷加工强化（简称为冷加工）。

2.4　钢筋冷拉前后的应力-应变曲线

冷拉加工是将钢筋拉至强化阶段的某一点K，如图2.4所示，然后松弛应力，钢筋则沿KO′恢复部分弹性，保留OO′残余变形。此时重新受拉后，其应力-应变曲线将为O′KDE，新的屈服点将比原屈服点提高，但伸长率降低。在一定范围内，冷加工变形程度越大，屈服强度提高越多，塑性和韧性降低越多。

如果第一次冷拉后，不立即张拉，而是松弛应力经时效处理后，再继续张拉，此时钢筋的应力-应变曲线沿O′K′D′E′发展，下屈服强度进一步提高（约20%），抗拉强度也明显提高，其塑性和韧性进一步降低。(www.xing528.com)

冷拔加工是强力拉拔钢筋使其通过截面小于钢筋截面积的拉丝模，如图2.5所示。冷拔加工使材料除了有拉伸变形外还有挤压变形。冷拔加工一般要在专门的冷拔机上进行。冷拔的目的是节约钢材，提高钢筋屈服强度。冷拔时，以超过屈服强度而又小于极限强度的拉应力拉伸钢筋，使其产生塑性变形。一般而言，经过一次或多次冷拔后，钢筋的屈服点可大幅提高，但其已失去软钢的塑性和韧性，具有硬钢的性质。

图2.5　冷拔示意图

冷轧是将圆钢在轧钢机上轧成断面按一定规律变化的钢筋，可提高其强度及与混凝土之间的握裹力。钢筋在冷轧时，纵向和横向同时产生变形，因而能较好地保持塑性和内部结构均匀性。

钢材经冷加工后，随时间的延长，其屈服强度和抗拉强度逐渐提高，而塑性和韧性逐渐下降的现象，称为应变时效，简称时效。

钢材经冷加工后在常温下搁置15～20 d或加热至100～200℃并保持一定时间，钢材的屈服强度、抗拉强度及硬度都进一步提高，而塑性和韧性进一步降低，前者称为自然时效，后者称为人工时效。如图2.4所示，经冷加工和时效后，其应力-应变曲线为O′K′D′E′，此时屈服强度和抗拉强度比时效前进一步提高。钢材在自然条件下的时效是非常缓慢的，一般强度较低的钢材采用自然时效，而强度较高的钢材采用人工时效。