强度
1.强度
强度是指金属材料抵抗塑性变形(永久变形)和断裂的能力。抵抗塑性变形和断裂的能力越大,则强度越高。
强度判据是通过拉伸试验测定的。拉伸试验方法是用静拉伸力对标准试样进行轴向拉伸,同时连续测量力和相应的伸长,直至断裂。根据测得的数据,即可求出有关的力学性能。
1、拉伸试样
右图中d0为试样的直径,l0为标距长度。按国家标准,拉伸试样有长试样(l0=10d0)和短试样(l0=5d0)两种。
2、拉伸曲线
右图是低碳钢的力-伸长曲线,图中纵坐标表示力拉伸力F,单位为N;横坐标表示绝对伸长量Δl,单位为mm。
当载荷不超过Fe 时,拉伸曲线OE为一斜直线,即试样的伸长量与拉伸力(载荷)成正比。如果卸除拉伸力,试样能完全 恢复到原来的形状和尺寸,材料处于弹性变形阶段。
当拉伸力超过Fe后,试样将进一步伸长,此时若卸除拉伸力,试样不能恢复到原来的形状,这种拉伸力消失后仍继续保留的变形叫做塑性变形。当拉伸力达到Fs时,拉伸力不增加,试样的变形仍继续进行,这种现象称为屈服。当拉伸力继续增加到 某一最大值Fb时,试样的局部截面缩小,产生“缩颈”现象。此后,变形主要集中在缩颈处,所能承受的拉伸力迅速下降,达到Fk时,试样在缩颈处断裂。
3、强度指标
试样受到外力作用时,在其内部产生大小与外力相等而方向相反的相互作用力,称为内力。单位截面积上的内力称为应力,拉伸时的应力用符号σ表示。
1)弹性极限
弹性极限是指试样产生完全弹性变形时所能承受的最大拉应力,用σe表示。
2)屈服点(又称屈服强度)
屈服点是指试样产生屈服现象时的最小应力 ,用σs表示。
对于低塑性材料或脆性材料,由于屈服现象不明>,常以产生一定的微量塑性变形(一般以残余变形量达到0.2% lo)的应力为屈服点,用表示,称条件屈服强度。
3)抗拉 强度
抗拉强度是指试样断裂前能够承受的最大拉应力, 用σb表示。
工程上所用的金属材料,不仅希望具有较高的屈服强度σS,还希望具有一定的屈强比(σS/σb)。屈强比越小,零件可靠性越高,使用中超载不会立即断裂。但屈强比太小,则材料强度的有效利用率降堋R话阍谛阅茉市淼那榭鱿拢屈强比在0.75左右较为合适。