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金屬材料因應力作用而被分離成為兩個或多個部分被稱為斷裂。斷裂不僅僅指材料的分離，金屬內部產生裂紋也應歸屬于斷裂的范疇，如果要將裂紋打開對其研究也可按照斷裂方式進行分析，金屬材料的失效形式中，斷裂是一種常見的失效形式，尤其是脆性斷裂的危害性比較大，因此，從某種意義上可以說金屬材料的研究是在與斷裂作斗爭的過程中逐漸發展起來的。一般可將金屬材料的斷裂分成三個階段:裂紋的萌生、裂紋擴展、發生斷裂。裂紋可以萌生于很多環節，包括金屬構件材料的制造、材料的成形以及材料的使用等各個階段，并且在不同的環境因素和不同的承載狀態下進一步擴展終發生斷裂，因此，通常根據金屬材料發生斷裂時宏觀塑性變形量的不同，將斷裂方式分為兩種:即脆性和韌性斷裂。
脆性斷裂通常指金屬材料在沒有明顯塑性變形就已經斷裂的斷裂方式。一般情況下脆性斷口的表面光亮并且平整，并具有暗灰色顆粒狀分布的斷口，斷面垂直于拉伸應力軸方向。斷裂可細分為穿晶型和晶界型斷裂兩種形式。但并非穿晶型斷裂就是脆性斷裂，有時穿晶型斷裂也屬于延性斷裂，這是由晶界的變形程度所決定的；晶界斷裂往往是脆性斷裂。穿晶脆斷的斷裂形式往往是解理斷裂，解理斷裂通常都屬于脆性斷裂，同時這兩者又有很大區別。解理是用來描述材料的斷裂機理的，而解理斷裂則是用來表示材料在破壞過程中的一種機理規律，脆性斷裂的宏觀斷口并非不發生塑性變形，而是指在斷口處發生了很小的塑性變形，解理斷裂是指金屬材料在受到正應力的作用時沿著一定的解理面所發生的分裂，一旦解理面上的拉應力超過臨界值時，解理斷裂便會在解理面上出現，通常解理面晶面上的能量小，鋼鐵材料的表面能接近兩千爾格每平方厘米，工程結構中所使用的中低強度鐵素體鋼脆性斷裂主要發生在{100解理面上，解理斷裂的微觀特征一般包括:人字性花樣、河流狀花樣以及二次裂紋等。
脆性斷裂特點:(1)高強度和低強度鋼都有可能會出現脆性斷裂，發生脆性斷裂時材料的工作應力一般低于其屈服點或者設計時的許用應力時，通常認為材料處于該條件下工作是的，但卻出現脆性斷裂的現象，因此脆性斷裂也被稱作“低應力脆性斷裂”；(2)中強度和低強度鋼在較低溫度下也可能會出現脆斷，因此有時也將脆性斷裂稱作“低溫脆斷”，隨著溫度的降低，面心立方金屬較體心立方金屬塑性下降的更快些；(3)金屬構件發生脆性斷裂的裂紋源是由金屬內部存在裂紋所引起的，內部裂紋是導致構件失效的重要因素，脆性斷裂通常無明顯預兆、難查覺、宏觀變形量小發生突然；(4)金屬材料的脆性斷裂事故往往發生在體心立方及密排立方中，而面心立方金屬一般很少會出現脆斷(5)解理是一種低能斷裂，在正應力的作用下通常會破壞原子間的鍵合，脆性斷裂一般會沿著較低指數的晶面穿晶解理，由于密排面之間有很大的間隙，并且其鍵合力結合弱，因此解理面一般會出現在原子密排面。
Stroh認為:位錯沿著滑移面移動當遇到晶界或第二相顆粒這樣的阻礙物時發生塞積便會引起應力集中，裂紋的出現符合 Cottrell認為微裂紋往往出現在位錯易聚集的滑移面交匯處[27]。
脆性斷裂必定存在微裂紋核，但其決定性因素是裂紋的擴展速度，當成核后的裂紋以高速擴展時才會出現脆斷，因此脆性斷裂的發生除了要滿足 Griffith一Qrowan能量方程外，還需要使裂紋具有一定的速度擴展。
在斷裂前有顯著的塑性變形產生時被稱作韌性斷裂，韌性斷裂金屬材料的幾何尺寸也會出現明顯的變化。將同一材料斷裂后的兩部分金屬斷面進行對接時，斷口因幾何尺寸有所變化而不能很緊密地相吻合，斷面通常為纖維狀分布且呈暗灰色。對斷口進行微觀上觀察，會發現斷口存在明顯的范性流變特征。
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一些高層建筑、立交橋、大跨度的廠房、地下管樁等需要強度更高的熱軋鋼筋，如590MPa級熱軋鋼筋，其塑性和冷彎要求比照GB1499中的Ⅳ級鋼筋，而強度要求更高。具體性能要求是d10~25mm規格，屈服強度不小于590MPa、抗拉強度不小于885MPa伸長率不小于10%，冷彎90°、D=5A合格。可采用45 SiMn v、45Si2Cr等鋼號試制。
高強度熱軋小規格螺紋鋼筋是值得關注的品種。在混凝土結構用鋼筋中，約有1/5~1/4是直徑小于12mm的細直徑鋼筋，主要用作板、墻類構件的受力鋼筋及梁、柱構件中的箍筋，也大量用作架立筋、分布筋、構造筋。通過微合金化和控冷技術，可研制抗拉強度級別更高的800~1170MPa級6~12mm熱軋帶肋鋼筋盤條，取代目前800~1170MPa級冷軋帶肋鋼筋盤條使用。優點是塑性好、黏著力好、減少了冷軋工序。但還需做配套的產品和設計標準制定和修改工作。早在20世紀70年代聯邦德國就開發出了850MPa以上級高強度精軋螺紋鋼筋并獲專利杈，后被美、日、英等引進，20世紀80年代大力發展，廣泛用于特大型建筑、框架結構、橋涵等工程。885MPa級高強度精軋螺紋鋼筋具體性能要求是，屈服強度不小于850MPa、抗拉強度不小于1080MHPa、伸長率不小于10%；也有用戶提出按美C國 ASTMA72295DE要求，屈服強度不小于830MPa、抗拉強度不小于1035MPa、伸長率不小于7%，冷彎90°、D=8A合格。生產時需同時采用微合金化技術和余熱處理技術。
礦山用無縱肋熱軋左旋帶肋鋼筋是為了滿足礦山建設需要而研制的一種鋼筋，鋼筋的橫肋旋向采用左旋，鋼筋外形、尺寸及允許偏差要求更嚴。目前常用的屈服強度級別為335MPa，其試制的性能指標參照HRB35鋼筋，可研制并推廣應用屈服強度級別為400MPa的或更高強度級別的鋼筋。
隨著科學技術的發展，環境保護給工程材料提出了更高的要求，所以鋼筋的耐腐蝕性能已成為工業化的主要研究課題，提高鋼筋的使用壽命的各種耐腐蝕鋼筋、耐候鋼筋正在不斷得到應用。需通過加入耐腐蝕元素或采用涂層、阻銹劑等，研制、生產不同強度級別的耐候鋼筋和在特殊場合使用的耐腐蝕鋼筋。
螺紋鋼生產主要的工藝流程如下：高爐鐵水→轉爐(電爐)一精煉→方坯連鑄→定尺切割→入庫→軋鋼加熱爐→棒材軋機→控軋控冷→冷床→定尺剪切→收集打捆→稱重→掛牌入庫。
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