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钢铁材料的力学性能

发布人：管理员发布日期：2014-04-26 08:25:37　

钢铁材料的力学性能
序号	名称	量的符号	单位符号	含义
一	强度			强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
1	抗拉强度	σb	MPa	金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度： Pb σb＝—— Fo 式中 Pb——试样拉断前的最大负荷（N） Fo——试样原横截面积（mm²）
2	抗弯强度	σbb	MPa	试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力 8PL 对圆试样：σbb＝—— πd3 8PL 对矩形试样：σbb＝—— 2bh2 式中 P——试样所承受最大集中载荷（N） L——两支承点间的跨距(mm) d——圆试样截面之外径(mm) b——矩形截面试样之宽度(mm) h——矩形截面试样之宽度(mm)
3	抗压强度	σbc	MPa	材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度 Pbc σbc＝—— Fo 式中 Pbc——试样所受最大集中载荷（N） Fo——试样原横截面积（mm²）
4	抗剪强度	r、σr	MPa	试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力：（钢材网 www.gangcai.com ） P 双剪:σr＝—— ； 2Fo P 单剪:σr＝—— ； Fo 式中 P——剪切时的最大负荷（N） Fo——受剪部位的横截面积（mm²）
5	抗扭强度	τb	MPa	指外力是扭转力的强度极限 3Mb τb≈—— （适用于钢材） 4Wp Mb τb≈—— （适用于铸铁） Wp 式中Mb——扭转力矩（N·mm） Wp——扭转时试样截面的极断面系数（mm²）
6	屈服点	σs	MPa	金属度样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限： Ps σs=—— Fo 式中Ps——屈服载荷（N） Fo——试样原横截面积（mm²）
7	屈服强度	σ0.2	MPa	对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限： P0.2 σ0.2=—— Fo 式中P0.2——试样产生永久变形为0.2%时的载荷（N） Fo——试样原横截面积（mm²）
8	持久强度	σ0.2/时间(h)	MPa	金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经105h后的断裂强度。
9	蠕变强度	温度 σ —— 应变量/时间	MPa	金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样生产一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如： 500 σ—— = 100MPa， 1/100000 表示材料在500℃温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标。
二	弹性			弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。
1	弹性模量	E	GPa	在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数。
2	切变模量	G	GPa	金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模量。
3	弹性极限	σe	MPa	金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限。
4	比例极限	σp	MPa	在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限： Pp σ0.2=—— Fo 式中Pp——规定比例极限负荷(N) Fo——试样原横截面积（mm²）
三	塑性			所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力。
1	伸长率	δ	%	金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距分部所增加的长度与原标距长度的百分比。δs是标距为5倍直径时的伸长率，δ10是标距为10倍直径时的伸长率。
2	断面收缩率	ψ	%	金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比。
3	泊松比	μ	/	对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比： E μ=— - 1 2G 式中E——弹性模量（GPa） G——切变模量（GPa）
四	韧性			所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力。
1	冲击韧度	αKU或αKV	J/cm2	冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（αKU或αKV）作为标准的，它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功（AKU或AKV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量。
2	冲击吸收功	AKU或AKV	J	由于αK值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而αK值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲击韧度的指标。 AKU αKU = ——； F AKU αKV= ——； F 式中αKU ——夏比U形缺口试样冲击值（J/cm2） αKV ——夏比V形缺口试样冲击值（J/cm2） AKU ——夏比U形缺口试样冲断时所消耗的功（J） AKV ——夏比V形缺口试样冲断时所消耗的功（J） F——试样缺口处的横截面积（cm²）
五	疲劳			金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳。
1	疲劳极限	σ-1	MPa	金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限。
2	疲劳强度	σN	MPa	金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示。
六	硬度			硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。
1	布氏硬度	HBS	/	用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW
2	洛氏硬度	HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK	/	用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，测残余压痕深度增量计算的硬度值。洛氏硬度试验分A、B、C、D、E、F、G、H、K标尺。
3	维氏硬度	HV	/	用金刚石正四棱体压头以49.03-980.7N的试验力压力试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测压痕对角线长度的计算的硬度值。
4	肖氏硬度	HSC HSD	/	用金刚石或钢球冲头一定高度落到试样表面，测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为HSC，指示型硬度计的硬度符号为HSD。
七	减摩、耐磨性
1	摩擦因数	μ	/	相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力（F）与施加在摩擦部位的垂直载荷（N）的比值，称为摩擦因数。 F μ=— N 式中：F——摩擦力（N） N—施加在摩擦部件上的垂直载荷（N)
2	磨耗量	W V	g cm 3	试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量（g）或体积（cm 3）之量，称为磨耗量（或磨损量），以磨去体积表示者称为体积磨耗V。
3	相对耐磨系数	ε	/	在模拟耐磨试验机上，采用65Mn（52-53HRC）作为标准试样，在相同条件下，标准试样磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比，称为被测材料的相对耐磨系数。

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