如果您是金属行业的相信一定常听到屈服强度和抗拉强度,这两个专有名词是金属材料重要的两个力学性能指标。熟悉常见金属的屈服强度和抗拉强度是一个金属材料业内人士所需掌握的基本功。今天贤集网小编就来给大家讲讲屈服强度和抗拉强度的区别,屈服强度符号/单位、计算公式。
一、屈服强度和抗拉强度的区别
抗拉强度是通过单向拉伸试验获得的金属材料力学性能指标。抗拉强度是金属材料在外力作用下抵抗变形和破坏的能力。毕竟它是一个力学性能指标,它有它的计算方法,抗拉强度=断裂载荷/试样初始横截面积。
然而,通过上述公式计算的抗拉强度只有在金属发生很小塑性变形和几乎没有塑性变形时是准确的。当金属有明显塑性变形时,计算时用的截面积应该是断后测量的真实截面积,获得的抗拉强度称为真实抗拉强度。
这个抗拉强度指标是抵抗最大变形能力的指标,换言之,当变形到这个程度时,材料就断裂了,在单向拉伸的条件下无法发现更大的变形了,它是一个极限,也是特定的拉伸样品能承受外加载荷的极限,因此英文称为Ultimate tensile strength。
金属材料的抗拉强度与屈服强度有什么区别?
从典型的拉伸曲线上可以看出抗拉强度和屈服强度的区别
屈服强度也是金属材料重要的力学性能指标之一。屈服强度代表金属材料对起始塑性变形抗力,其英文表达为Yield strength。实际上这样讲并不完全准确,因为在拉伸曲线上,有些金属材料有明显的屈服点,而另一些金属材料并没有明显的屈服点,尤其对一些微观组织结构不均匀的材料更是如此,所以就需要人为定义塑性变形到一定程度时对应的抗力作用屈服强度,实际上这个人为界定的塑性变形数值之前,金属内部驱动力较低的滑移已经开动,所以并不能准确反应塑性变形的开始。
有些金属材料没有明显的屈服点,究其原因是多晶体金属塑性变形存在非同时性。多晶体金属变形的一个重要特点是由无数同相晶粒或不同相晶粒构成。由于各晶粒的取向不同,在外力作用下,它们的变形不可能同时开始,而是那些滑移面阳适宜滑动的晶粒最先开始发生塑性变形,因此变形总是从那些比较弱的晶粒率先开始。多晶体金属还存在变形不均一性特点。它不仅体现在同一组成相的不同晶粒之间,也表现在不同组成相的不同晶粒之间。
二、屈服强度符号/单位、计算公式
1、屈服强度符号/单位
屈服强度的符号是σs。屈服强度的单位是MPa(或N/mm2)。
屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限(常用符号σs),也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服现象出现的金属材料,屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为Rp0.2。
大于屈服强度的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。
钢材拉伸至断裂要经过四个阶段:1比例阶段、2屈服阶段、3强化阶段、4颈缩阶段。
在比例阶段:应力应变成正比;屈服阶段:由于金属晶粒产生滑移而暂时失去抵抗破坏的能力,从拉伸图可看到上下波动图形称为屈服平台;强化阶段:晶粒滑移完成,材料又恢复抵抗破坏的能力;颈缩阶段:材料完全失去抵抗破坏的能力。
从拉伸图可知:屈服点有上下二个,工程使用的是下屈服点,也就是在屈服期间,不计初始瞬时效应的最低值。
屈服强度计算:用拉伸试验读取的下屈服点力值(N),除以试件截面面积(㎜?),所得即屈服强度。单位 N/㎜
3、建设工程上常用的屈服标准有:
比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。
弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以ReL表示。应力超过ReL时即认为材料开始屈服。
无明显屈服现象的金属材料需测量其规定非比例延伸强度或规定残余伸长应力,而有明显屈服现象的金属材料,则可以测量其屈服强度、上屈服强度、下屈服强度。一般而言,只测定下屈服强度。通常测定上屈服强度及下屈服强度的方法有两种:图示法和指针法。
以上就是贤集网小编为您讲解屈服强度和抗拉强度的区别,屈服强度符号/单位、计算公式的全部内容。总体上看,抗拉强度是抵抗最大变形的能力,屈服强度是抵抗起始变形的能力。这两个指标的意义不同,金属行业的朋友们在应用这两个指标说明问题时要注意指标的正确选择。
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