專技高考-建築師建築構造與施工113 年第 1 題單選題
下列有關鋼材一般力學性能特性之描述何者錯誤?
A鋼材降伏強度愈高,伸長率趨於愈低
B鋼材降伏強度愈高,降伏比趨於愈高
C鋼材降伏強度愈低,鋼板厚度方向斷面縮率趨於愈高正確答案
D鋼材降伏強度愈低,應變硬化趨於愈顯著
C正確答案
鋼材強度越高,通常延展性(伸長率)越低、降伏比越高;但厚度方向的斷面縮率主要受鋼材純度與軋製工藝影響,與降伏強度高低無絕對關聯。
為什麼答案是 C
敘述錯誤,為本題應選答案。鋼板厚度方向(Z向)的斷面縮率,主要取決於鋼材內部的非金屬夾雜物(如硫化物)含量與軋製工藝(即鋼材純度),與降伏強度的高低沒有直接的趨勢關係。要提高Z向性能需使用特殊冶煉的「Z向鋼」。
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完整詳解
Pro · 無限重點 鋼材強度越高,通常延展性(伸長率)越低、降伏比越高;但厚度方向的斷面縮率主要受鋼材純度與軋製工藝影響,與降伏強度高低無絕對關聯。
記住材料力學鐵則:「高強度 = 低延展、高降伏比、低應變硬化」。而厚度方向斷面縮率(Z向性能)看的是「雜質多寡」而非單純看強度,故 C 錯。
逐選項分析
A✕
敘述正確。材料力學基本特性:鋼材的降伏強度越高,材質通常越硬脆,塑性變形能力變差,因此斷裂前的伸長率會趨於降低。
B✕
敘述正確。降伏比是「降伏強度/抗拉強度」。高強度鋼材的降伏點會非常接近其極限抗拉強度,導致降伏比變高(接近1),這在耐震設計上較不利,因為缺乏緩衝空間。
C✓ 正確
敘述錯誤,為本題應選答案。鋼板厚度方向(Z向)的斷面縮率,主要取決於鋼材內部的非金屬夾雜物(如硫化物)含量與軋製工藝(即鋼材純度),與降伏強度的高低沒有直接的趨勢關係。要提高Z向性能需使用特殊冶煉的「Z向鋼」。
D✕
敘述正確。低強度鋼材(如一般軟鋼)在降伏後,會有明顯的塑性流動平台與應變硬化區;反之,高強度鋼材降伏後很快就會斷裂,應變硬化現象較不顯著。
鋼材強度與力學性能對照表
| 鋼材類型 | 降伏強度 (Fy) | 伸長率 (延展性) | 降伏比 (Fy/Fu) | 應變硬化現象 |
|---|
| 低強度鋼 (如軟鋼) | 較低 | 較高 (韌性好) | 較低 (耐震佳) | 顯著 |
| 高強度鋼 | 較高 | 較低 (較脆) | 較高 (耐震差) | 不顯著 |
考生容易將所有力學性質與「強度」做簡單的線性聯想。實際上,Z向性能(厚度方向斷面縮率)是為了抵抗銲接時的「層狀撕裂」,關鍵在於「冶金純度(去硫)」而非「降伏強度」。