金屬材料的強度,如何檢測?
  發布時間:2020年11月27日 點擊數:

  如果想確認金屬材料的強度,應該檢測哪些項目?如何檢測呢?

  抗拉強度(tensile strength):試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力

  抗拉強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力之前,變形是均勻一致的,但超出之后,金屬開始出現縮頸現象,即產生集中變形;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,材料經過屈服階段后進入強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)所得的應力(σ),稱為抗拉強度或者強度極限(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。 

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

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

  目前國內測量抗拉強度比較普遍的方法是采用萬能材料試驗機等來進行材料抗拉/壓強度的測定!
 

  屈服強度(yield strength)

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

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

  (1)對于屈服現象明顯的材料,屈服強度就是屈服點的應力(屈服值);

  (2)對于屈服現象不明顯的材料,與應力-應變的直線關系的極限偏差達到規定值(通常為0.2%的原始標距)時的應力。通常用作固體材料力學機械性質的評價指標,是材料的實際使用極限。因為在應力超過材料屈服極限后產生塑性變形,應變增大,使材料失效,不能正常使用。

  當應力超過彈性極限后,進入屈服階段后,變形增加較快,此時除了產生彈性變形外,還產生部分塑性變形。當應力達到B點后,塑性應變急劇增加,應力應變出現微小波動,這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為下屈服點和上屈服點。由于下屈服點的數值較為穩定,因此以它作為材料抗力的指標,稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。

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

  當不計初始瞬時效應時屈服階段中的最小應力。  

  有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現象,通常以發生微量的塑性變形(0.2%)時的應力作為該鋼材的屈服強度,稱為條件屈服強度(yield strength)。  

  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原來形狀)和塑性變形(外力撤銷后不能恢復原來形狀,形狀發生變化,伸長或縮短)。

  所謂屈服,是指達到一定的變形應力之后,金屬開始從彈性狀態非均勻的向彈-塑性狀態過渡,它標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,不僅便于進行各種加工,而且能保證鋼材在建筑上的安全使用。因為鋼材的塑性變形能調整局部高峰應力,使之趨于平緩,以免引起建筑結構的局部破壞及其所導致的整個結構破壞;鋼材在塑性破壞前,有很明顯的變形和較長的變形持續時間,便于人們發現和補救。

來源:嘉峪檢測網

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