鋼鐵材料的力學(xué)性能

1、鋼鐵材料的力學(xué)性能序號(hào)名稱量的符號(hào)單位符號(hào)含義一強(qiáng)度強(qiáng)度指金屬在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力1抗拉強(qiáng)度bMPa金屬試樣拉伸時(shí)，在拉斷前所承受的最大負(fù)荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強(qiáng)度PbbFo式中Pb試樣拉斷前的最大負(fù)荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2）2抗彎強(qiáng)度bbMPa試樣在位于兩支承中間的集中負(fù)荷作用下，使其折斷時(shí)，折斷截面所承受的最大正壓力8PL對(duì)圓試樣：bbd38P序號(hào)名 稱量的符號(hào)單位符號(hào)含義一強(qiáng)度強(qiáng)度指金屬在外力作用下，抵抗塑性變形和斷裂的能力1抗拉強(qiáng)度bMPa金屬試樣拉伸時(shí)，在拉斷前所承受的最大負(fù)荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強(qiáng)度 Pbb Fo 式中 Pb

2、試樣拉斷前的最大負(fù)荷（N） Fo試樣原橫截面積（mm2 ）2抗彎強(qiáng)度bbMPa試樣在位于兩支承中間的集中負(fù)荷作用下，使其折斷時(shí)，折斷截面所承受的最大正壓力8PL對(duì)圓試樣：bbd3  8PL對(duì)矩形試樣：bb 2bh2 式中 P試樣所承受最大集中載荷（N） L兩支承點(diǎn)間的跨距(mm)d圓試樣截面之外徑(mm)b矩形截面試樣之寬度(mm)h矩形截面試樣之寬度(mm)3抗壓強(qiáng)度bcMPa材料在壓力作用下不發(fā)生碎、裂所能承受的最大正壓力，稱為抗壓強(qiáng)度PbcbcFo 式中 Pbc試樣所受最大集中載荷（N） Fo試樣原橫截面積（mm2 ）4抗剪強(qiáng)度r、rMP

3、a試樣剪斷前，所承受的最大負(fù)荷下的受剪截面具有的平均應(yīng)力P雙剪:r ；2Fo P單剪:r ；Fo 式中 P剪切時(shí)的最大負(fù)荷（N） Fo受剪部位的橫截面積（mm2 ）5抗扭強(qiáng)度bMPa指外力是扭轉(zhuǎn)力的強(qiáng)度極限 3Mbb （適用于鋼材） 4Wp Mbb （適用于鑄鐵） Wp式中Mb扭轉(zhuǎn)力矩（N·mm）Wp扭轉(zhuǎn)時(shí)試樣截面的極斷面系數(shù)（mm2 ）6屈服點(diǎn)sMPa金屬度樣在拉伸過(guò)程中，負(fù)荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象稱為“屈服”。發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力，稱為屈服點(diǎn)或屈服極限 Pss= Fo 式中Ps屈服載荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2 

4、;）7屈服強(qiáng)度0.2MPa對(duì)某些屈服現(xiàn)象不明顯的金屬材料，測(cè)定屈服點(diǎn)比較困難，常把產(chǎn)生0.2%永久變形的應(yīng)力定為屈服點(diǎn)，稱為屈服強(qiáng)度或條件屈服極限 P0.20.2= Fo 式中P0.2試樣產(chǎn)生永久變形為0.2%時(shí)的載荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2 ）8持久強(qiáng)度0.2/時(shí)間(h)MPa金屬材料在高溫條件下，經(jīng)過(guò)規(guī)定時(shí)間發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力稱為持久強(qiáng)度。通常所指的持久強(qiáng)度，是在一定的溫度條件下，試樣經(jīng)105h后的斷裂強(qiáng)度9蠕變強(qiáng)度 溫度 應(yīng)變量/時(shí)間MPa金屬材料在高于一定溫度下受到應(yīng)力作用，即使應(yīng)力小于屈服強(qiáng)度，試件也會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而緩慢地產(chǎn)生塑性變形，此種現(xiàn)象稱為蠕變。在

5、給定溫度下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，使試樣生產(chǎn)一定蠕變變形量的應(yīng)力稱為蠕變強(qiáng)度，例如500 = 100MPa，1/100000表示材料在500溫度下，105h后應(yīng)變量為1%的蠕變強(qiáng)度為100MPa。蠕變強(qiáng)度是材料在高溫下長(zhǎng)期負(fù)荷下對(duì)塑性變形抗力的性能指標(biāo)二彈性彈性是指金屬在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后又恢復(fù)到原來(lái)的形狀和大小的一種特性。1彈性模量EGPa在彈性范圍內(nèi)，金屬拉伸試驗(yàn)時(shí)，外力和變形成比例增長(zhǎng)，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系時(shí)，這個(gè)比例系數(shù)就稱為彈性模量，也叫正彈性模數(shù)2切變模量GGPa金屬在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，外力和變形成比例地增長(zhǎng)，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系時(shí)，這個(gè)比例系數(shù)就稱為彈性模量

6、，也叫正彈性模量。3彈性極限eMPa金屬能保持彈性變形的最大應(yīng)力，稱為彈性極限。4比例極限pMPa在彈性變形階段，金屬材料所承受的和應(yīng)變能保持正比的最大應(yīng)力，稱為比例極限 Pp0.2= Fo 式中Pp規(guī)定比例極限負(fù)荷(N)Fo試樣原橫截面積（mm2 ）三塑性所謂塑性是指金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致破裂的能力1伸長(zhǎng)率%金屬材料在拉伸時(shí)，試樣拉斷后，其標(biāo)距分部所增加的長(zhǎng)度與原標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。s是標(biāo)距為5倍直徑時(shí)的伸長(zhǎng)率，10是標(biāo)距為10倍直徑時(shí)的伸長(zhǎng)率2斷面收縮率%金屬試樣拉斷后，其縮頸處橫截面積的最大縮減量與原橫截面積的百分比3泊松比/對(duì)于各向同性的材料，泊松比

7、表示：試樣在單相拉伸時(shí)，橫向相對(duì)收縮量與軸向相對(duì)伸長(zhǎng)量之比 E= - 1 2G 式中E彈性模量（GPa）G切變模量（GPa）四韌性所謂韌性是指金屬材料在沖擊力（動(dòng)力載荷）的作用下而不破壞的能力1沖擊韌度KU或KVJ/cm2沖擊韌度是評(píng)定金屬材料于動(dòng)載荷下受沖擊抗力的力學(xué)性能指標(biāo)，通常都是以大能量的一次沖擊值（KU或KV）作為標(biāo)準(zhǔn)的，它是采用一定尺寸和形狀的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在擺錘式一次沖擊試驗(yàn)機(jī)上來(lái)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功（AKU或AKV）與斷面處橫截面積（F）之比值大小來(lái)衡量2沖擊吸收功AKU或AKVJ由于K值的大小，不僅取決于材料本身，同時(shí)還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗(yàn)溫度的不同

8、而變化，因而K值只是一個(gè)相對(duì)指標(biāo)。目前國(guó)際上許多國(guó)家直接采用沖擊吸收功AK作為沖擊韌度的指標(biāo) AKUKU = ； F AKUKV= ； F 式中KU 夏比U形缺口試樣沖擊值（J/cm2 ）KV 夏比V形缺口試樣沖擊值（J/cm2 ） AKU 夏比U形缺口試樣沖斷時(shí)所消耗的功（J）AKV 夏比V形缺口試樣沖斷時(shí)所消耗的功（J） F試樣缺口處的橫截面積（cm2 ）五疲勞金屬材料在極限強(qiáng)度以下，長(zhǎng)期承受交變負(fù)荷（即大小、方向反復(fù)變化的載荷）的作用，在不發(fā)生顯著塑性變形的情況下而突然斷裂的現(xiàn)象

9、，稱為疲勞1疲勞極限-1MPa金屬材料在重復(fù)或交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)周次（N）的應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力稱為疲勞極限2疲勞強(qiáng)度NMPa金屬材料在重復(fù)或交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過(guò)周次（N）后斷裂時(shí)所能承受的最大應(yīng)力，叫作疲勞強(qiáng)度。此時(shí)，N稱為材料的疲勞壽命。某些金屬材料在重復(fù)或交變應(yīng)力作用下，沒(méi)有明顯的疲勞極限，常用疲勞強(qiáng)度表示六硬度硬度就是指金屬抵抗更硬物體壓入其表面的能力。硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是反映彈性、強(qiáng)度、塑性等的一個(gè)綜合性能指標(biāo)1布氏硬度HBS/用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金球以相應(yīng)的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)表面壓痕直徑計(jì)算的硬度值。使用

10、鋼球測(cè)定硬度小于等于450HBS；使用硬質(zhì)合金球測(cè)定硬度大于450HBW2洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK/用金剛石圓錐或鋼球壓頭以初始試驗(yàn)力和總試驗(yàn)力作用下，壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除主試驗(yàn)力，測(cè)殘余壓痕深度增量計(jì)算的硬度值洛氏硬度試驗(yàn)分A、B、C、D、E、F、G、H、K標(biāo)尺3維氏硬度HV/用金剛石正四棱體壓頭以49.03-980.7N的試驗(yàn)力壓力試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，測(cè)壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度的計(jì)算的硬度值4肖氏硬度HSCHSD/用金剛石或鋼球沖頭一定高度落到試樣表面，測(cè)沖頭回跳高度計(jì)算硬度值。用目測(cè)型硬度計(jì)的硬度符號(hào)為HSC，指示型硬度計(jì)的硬度符號(hào)為HSD七減摩、耐磨性 1摩擦因數(shù)/相互接觸的物體，當(dāng)作相對(duì)移動(dòng)時(shí)就會(huì)引起摩擦，引起摩擦的阻力稱為摩擦力。根據(jù)摩擦定律，通常把摩擦力（F）與施加在摩擦部位的垂直載荷（N）的比值，稱為摩擦因數(shù) F= N式中：F摩擦力（N）N施加在摩擦部件上的垂直載荷（N)2磨耗量WVgcm3