碳钢弹性模量是多少(碳纤维弹性模量与钢弹性模

1. 碳纤维弹性模量与钢弹性模量

兼具碳材料强抗拉力和纤维柔软可加工性两大特征，是一种的力学性能优异的新材料。碳纤维拉伸强度约为2到7GPa，拉伸模量约为200到700GPa。密度约为1.5到2.0克每立方厘米，这除与原丝结构有关外，主要决定于炭化处理的温度。一般经过高温3000℃石墨化处理，密度可达2.0克每立方厘。再加上它的重量很轻，它的比重比铝还要轻，不到钢的1/4，比强度是铁的20倍。

碳纤维的热膨胀系数与其它纤维不同，它有各向异性的特点。碳纤维的比热容一般为7.12。热导率随温度升高而下降平行于纤维方向是负值（0.72到0.90），而垂直于纤维方向是正值（32到22）。

2. 碳纤维的弹性模量

即碳纤维布在弹性变形阶段内，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），这一比例系数便称为碳纤维模量。

3. 碳钢 弹性模量

普通碳钢的弹性模量为196~216GPa。在工程计算中,Q235弹性模量一般取200GPa。

一般地讲，对弹性体施加一个外界作用力，弹性体会发生形状的改变（称为“形变”），“弹性模量”的一般定义是：单向应力状态下应力除以该方向的应变。

材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

4. 碳纤维弹性模量与钢弹性模量的区别

碳纤维是无机碳材料的纤维结构，其拉伸强度和拉伸模量很高，但本身是脆性材料，韧性差。所以极少单独作为结构材料使用。所以常作为增强材料与其它材料复合使用。

一撞就碎说明“脆”。这是碳纤维材料模量特性决定的。

弹性模量越大，材料不易变形，刚度越大，脆性越强。而碳纤维的拉伸强度越高，则说明纤维轴线可以承受的载荷就越高，材料强度越大。

很少有单独一种材料满足现代的各种科技要求，大都使用各种复合材料，所以碳纤维可以说有很脆弱的一面，脆性的本质决定了它韧性差，但与其它基体材料（如：塑料、水泥、金属和陶瓷等）复合，发挥碳纤维力学性能超高的优点，可以制备高性能的复合材料。并且碳纤维还有耐高温、耐腐蚀和热变形系数小等特点。总之碳纤维有脆性大的一面，但也有力学性能高的优势。

5. 纤维的弹性模量

玻璃态:低温时,由于分子热运动能低,链段的热运动能不足以克服内旋转的势垒,链段处于被“冻结”状态,只有侧基、链节和短小的支链等小运动单元的局部振动及键长、键角的变化。

因此,纤维的弹性模量很高,变形能力很小,具有虎克体行为,纤维坚硬,类是玻璃,故称玻璃态。

玻璃化转变区:在该转变区内,由于温度升高,分子链段开始解冻,其热运动可以克服主链的内旋转位垒绕主链轴旋转,使分子的构象发生变化。

高弹态:高弹态是指大分子链可以运动的状态,但没有分子链的滑移。

6. 碳纤维弹性模量与钢弹性模量的关系

1.用途不同

碳纤维的主要用途是作为增强材料与树脂、金属、陶瓷及炭等复合，制造先进复合材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度及比模量在现有工程材料中是最高的。碳素主要用于超高功率炼钢电弧炉，电化学工业中电解设备的导电阳极，用于航天、电子、核工业部门。

2.主要特征不同

碳纤维具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物，由于其石墨微晶结构沿纤维轴择优取向，因此沿纤维轴方向有很高的强度和模量。碳纤维的密度小，因此比强度和比模量高。碳素轻量，多孔性，导电性，导热性，耐腐蚀性，润滑性，高温强度，耐热性，耐热冲击性，低热膨胀，低弹性，高纯度，可加工性。

3.分类不同

碳纤维的主要产品有聚丙烯腈基，沥青基及黏胶基3大类，每一类产品又因原纤维种类、工艺及最终炭纤维性能等不同，又分成许多品种。碳素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。

7. 钢纤维混凝土的弹性模量

通常情况下，在强度形成初期，随着龄期的增加，弹性模量逐渐增大，一般对水泥混凝土的设计龄期为90天，90天后，其模量随龄期的增加不如初期明显，逐渐趋于一稳定值。

8. 碳钢的弹性模数

　　断桥隔热铝合金为框架,实现良好的隔热性能的同时,全面攻克了国内目前无法解决的“自承重”技术难题.铝合金型材表面采用高温静电粉末喷涂处理,无污染、表面光滑、不褪色、不脱落;坚固耐用、不会被氧化.断桥铝阳光房的使用寿命为五十年左右,其颜色二十不褪色。

　　高碳钢的硬度、强度主要取决于钢中固溶的碳量，并随固溶碳量的增加而提高。固溶碳量超过0.6%时，

淬火后硬度不再增加，只是过剩的碳化物数量增多，钢的耐磨性略有增加，而塑性、韧性和弹性有所降低。为

此，常根据使用条件和对钢的强度、韧性匹配来选用不同的钢号。

　　不锈钢框架的特点：

　　不锈钢的抗拉极限强度与屈服应力之比为2.4，而碳钢中该范围是1.6～2.1。不锈钢构件结构进行设计比较简单，但是在应力级较高的情况下，需要查阅变形和局部弯曲的标准。压力取决于屈服应力和模数，因为受压杆件的破坏通常是由于挠曲引起的，而挠曲本身又与刚度有关。因此，用减小E值来增大所能承受的力是很有必要的。因为这表明在细长比一定的条件下，不锈钢构件的纵向弯曲力低于相同的碳钢结构件。

　　不锈钢应变硬化在开始屈服后立即开始，因此，外纤维增加而内纤维仍在弹性区内变形。所以，由于应变硬化，不锈钢能够具有较高的弯曲能力。

9. 碳素结构钢弹性模量

根据国家标准GB50017的规定，钢的弹性模量(又称杨氏模量)是206000MPa。

10. 碳纤维复合材料的弹性模量

碳纤维材料与其他加固材料对比 （1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。

（2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。（3） 疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。（4）重量：约为钢材的五分之一。（5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。此外，由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大，与混凝土界面的粘接强度不如片材。

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