冶金缺陷及其对钢结构设计的影响

钢的熔炼和浇注工艺决定了钢的化学成分和金相组织，同时也造成了一定的缺陷，因此对钢材力学性能影响较大。

常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、裂纹及分层等。

1．偏　析

偏析是钢中化学成分不一致和不均匀性，特别是硫、磷偏析严重恶化钢材的性能，使塑性、冷弯性能、冲击韧性及可焊性变坏。沸腾钢因铸锭时冷却速度快，氧、氮等气体不能全部逸出，钢的构造和晶体颗粒不均匀。所以其偏析比镇静钢严重得多。

2．非金属夹杂

非金属夹杂是指钢中含有硫化物与氧化物等杂质。掺杂在钢材中的非金属夹杂对钢材性能有极为不利的影响。硫化物使钢材“热脆”，氧化物则严重地降低钢材的机械性能和工艺性能。(www.xing528.com)

3．裂　纹

无论是在冶炼和轧制还是加工和使用过程中，钢材若出现裂纹（微观或宏观的），均要使冷弯性能、冲击韧性及疲劳强度大大降低，使钢材抗脆性破坏的能力降低。

4．分　层

钢材在厚度方向不密合的情况称为分层。钢材分层缺陷是浇注时的夹渣在轧制后形成的。此时虽然各层之间仍相互连接，并没有脱离，但它将严重降低冷弯性能、冲击韧性、疲劳强度和抗脆断能力。钢材的轧制是在 1 200～1 300 °C 高温下进行的，在压力作用下，钢中的小气孔、裂纹、疏松等缺陷可以焊合，使金属晶粒变细，组织致密，所以轧制钢材比铸钢具有更高的力学性能。薄板因辊轧次数多，所以力学性能比厚板好。经过双向轧制的钢板比只经过单向轧制的性能好。经过热处理的钢材可以显著提高强度并有良好的塑性与韧性。