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金屬材料的強(qiáng)度,如何檢測?
  發(fā)布時間:2020年11月27日 點(diǎn)擊數(shù):

  如果想確認(rèn)金屬材料的強(qiáng)度,應(yīng)該檢測哪些項(xiàng)目?如何檢測呢?

  抗拉強(qiáng)度(tensile strength):試樣拉斷前承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力

  抗拉強(qiáng)度是金屬由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值,也是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。對于塑性材料,它表征材料最大均勻塑性變形的抗力,拉伸試樣在承受最大拉應(yīng)力之前,變形是均勻一致的,但超出之后,金屬開始出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象,即產(chǎn)生集中變形;對于沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料,它反映了材料的斷裂抗力。符號為RM,單位為MPA。

  試樣在拉伸過程中,材料經(jīng)過屈服階段后進(jìn)入強(qiáng)化階段后隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力(Fb),除以試樣原橫截面積(So)所得的應(yīng)力(σ),稱為抗拉強(qiáng)度或者強(qiáng)度極限(σb),單位為N/mm2(MPa)。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。 

  計(jì)算公式為:σ=Fb/So

  式中:Fb--試樣拉斷時所承受的最大力,N(牛頓);So--試樣原始橫截面積,mm2。 

  抗拉強(qiáng)度(Rm)指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。當(dāng)鋼材屈服到一定程度后,由于內(nèi)部晶粒重新排列,其抵抗變形能力又重新提高,此時變形雖然發(fā)展很快,但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高,直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后,鋼材抵抗變形的能力明顯降低,并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形,此處試件截面迅速縮小,出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象,直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。

  單位:kn/mm2(單位面積承受的公斤力)
  抗拉強(qiáng)度:Tensile strength.
  抗拉強(qiáng)度=Eh,其中E為楊氏模量,h為材料厚度

  目前國內(nèi)測量抗拉強(qiáng)度比較普遍的方法是采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料抗拉/壓強(qiáng)度的測定!
 

  屈服強(qiáng)度(yield strength)

  屈服強(qiáng)度:是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對于無明顯屈服的金屬材料,規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限,稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。大于此極限的外力作用,將會使零件永久失效,無法恢復(fù)。如低碳鋼的屈服極限為207MPa,當(dāng)大于此極限的外力作用之下,零件將會產(chǎn)生永久變形,小于這個的,零件還會恢復(fù)原來的樣子。

  yield strength,又稱為屈服極限 ,常用符號δs,是材料屈服的臨界應(yīng)力值。

 ?。?)對于屈服現(xiàn)象明顯的材料,屈服強(qiáng)度就是屈服點(diǎn)的應(yīng)力(屈服值);

 ?。?)對于屈服現(xiàn)象不明顯的材料,與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達(dá)到規(guī)定值(通常為0.2%的原始標(biāo)距)時的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的評價指標(biāo),是材料的實(shí)際使用極限。因?yàn)樵趹?yīng)力超過材料屈服極限后產(chǎn)生塑性變形,應(yīng)變增大,使材料失效,不能正常使用。

  當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后,進(jìn)入屈服階段后,變形增加較快,此時除了產(chǎn)生彈性變形外,還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后,塑性應(yīng)變急劇增加,應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動,這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為下屈服點(diǎn)和上屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定,因此以它作為材料抗力的指標(biāo),稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(ReL或Rp0.2)。

  a.屈服點(diǎn)yield point(σs)
  試樣在試驗(yàn)過程中力不增加(保持恒定)仍能繼續(xù)伸長(變形)時的應(yīng)力。
  b.上屈服點(diǎn)upper yield point(σsu)
  試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。
  c.下屈服點(diǎn)lower yield point(σSL)

  當(dāng)不計(jì)初始瞬時效應(yīng)時屈服階段中的最小應(yīng)力。  

  有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象,通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度,稱為條件屈服強(qiáng)度(yield strength)?! ?/p>

  首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形(外力撤銷后可以恢復(fù)原來形狀)和塑性變形(外力撤銷后不能恢復(fù)原來形狀,形狀發(fā)生變化,伸長或縮短)。

  所謂屈服,是指達(dá)到一定的變形應(yīng)力之后,金屬開始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過渡,它標(biāo)志著宏觀塑性變形的開始。 

  斷面收縮率(percentage reduction of area 、reduction of area)

  伸長率和斷面收縮率表示鋼材斷裂前經(jīng)受塑性變形的能力。伸長率越大或斷面收縮率越高,說明鋼材塑性越大。鋼材塑性大,不僅便于進(jìn)行各種加工,而且能保證鋼材在建筑上的安全使用。因?yàn)殇摬牡乃苄宰冃文苷{(diào)整局部高峰應(yīng)力,使之趨于平緩,以免引起建筑結(jié)構(gòu)的局部破壞及其所導(dǎo)致的整個結(jié)構(gòu)破壞;鋼材在塑性破壞前,有很明顯的變形和較長的變形持續(xù)時間,便于人們發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。

來源:嘉峪檢測網(wǎng)

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