鋼材的屈服強度和極限強度

1、將鋼材拉伸，鋼材的伸長量與使用的力成正比，當力消失，鋼材就會恢復到原來的長度。這是鋼材的彈性范圍內(nèi)的現(xiàn)象，拉伸時發(fā)生的伸長只是彈性變形。當將鋼材拉伸，鋼材伸長到一定的程度，繼續(xù)再伸長時，力并不需要增加，只維持一定的大小就可以了。這種現(xiàn)象就是鋼材的應力達到屈服強度了，這時如果將力撤除，鋼材就不能在恢復原來的長度，被拉長了一點，發(fā)生了塑性變形。如果鋼材到達屈服強度以后，我們繼續(xù)拉伸，則鋼材伸長到一定的程度時，還繼續(xù)拉伸，里就需要增加拉力才行了，這是叫做鋼材的塑性變形結(jié)束，強度開始增加了，直到最后，鋼材被拉斷。拉斷時的應力，就是鋼材的極限強度。如圖：贊同51|屈服強度：是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服

2、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(guī)定以產(chǎn)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(chǎn)生永久變形，小于這個的，零件還會恢復原來的樣子。屈服強度：大于此極限的外力作用，將會使零件永久失效，沒法恢復。這個壓強叫做屈服強度。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(chǎn)生永久變形，小于這個的，零件還會恢復原來的樣子。（1）對于屈服現(xiàn)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(xiàn)象不明

3、顯的材料，與應力-應變的直線關系的極限偏差達到規(guī)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(zhì)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(chǎn)生頸縮，應變增大，使材料破壞，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(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)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(xiàn)微小波動，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數(shù)值較為穩(wěn)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)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微

4、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(fā)生變化，伸長或縮短）。建筑鋼材以 屈服強度 作為設計應力的依據(jù)。編輯本段概要  yield strength，又稱為屈服極限 ，常用符號s，是材料屈服的臨界應力值。（1）對于屈服現(xiàn)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(xiàn)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(guī)定值（通常為0.2%的原始標距）時的應力。通常用作固

5、體材料力學機械性質(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)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(xiàn)微小波動，這種現(xiàn)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(shù)值較為穩(wěn)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（s）試樣在試驗過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長（變形）時的應力。b上屈服點upper yield point

6、（su）試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應力。c下屈服點lower yield point（SL）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(xiàn)象，通常以發(fā)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(fā)生變化，伸長或縮短）建筑鋼材以 屈服強度 作為設計應力的依據(jù)。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(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過渡，它標志著宏觀塑性變形的開始。編輯本段

7、類型（1）：銀文屈服：銀紋現(xiàn)象與應力發(fā)白。（2）：剪切屈服。屈服強度測定無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料需測量其規(guī)定非比例延伸強度或規(guī)定殘余伸長應力，而有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，則可以測量其屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。一般而言，只測定下屈服強度。通常測定上屈服強度及下屈服強度的方法有兩種：圖示法和指針法。圖示法試驗時用自動記錄裝置繪制力-夾頭位移圖。要求力軸比例為每mm所代表的應力一般小于10N/mm2，曲線至少要繪制到屈服階段結(jié)束點。在曲線上確定屈服平臺恒定的力Fe、屈服階段中力首次下降前的最大力Feh或者不到初始瞬時效應的最小力Fel。屈服強度、上屈服強度、下屈服強度可以按以下公式來計算：屈

8、服強度計算公式：Re=Fe/So；Fe為屈服時的恒定力。上屈服強度計算公式：Reh=Feh/So；Feh為屈服階段中力首次下降前的最大力。下屈服強度計算公式：Rel=Fel/So；Fel為不到初始瞬時效應的最小力Fel。指針法試驗時，當測力度盤的指針首次停止轉(zhuǎn)動的恒定力或者指針首次回轉(zhuǎn)前的最大力或者不到初始瞬時效應的最小力，分別對應著屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。2編輯本段標準建設工程上常用的屈服標準有三種：1、比例極限應力-應變曲線上符合線性關系的最高應力，國際上常采用p表示，超過p時即認為材料開始屈服。2、彈性極限試樣加載后再卸載，以不出現(xiàn)殘留的永久變形為標準，材料能夠完全彈性恢復的最

9、高應力。國際上通常以Rel表示。應力超過Rel時即認為材料開始屈服。3、屈服強度 以規(guī)定發(fā)生一定的殘留變形為標準，如通常以0.2%殘留變形的應力作為屈服強度，符號為Rp0.2。編輯本段影響因素影響屈服強度的內(nèi)在因素有：結(jié)合鍵、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性。如將金屬的屈服強度與陶瓷、高分子材料比較可看出結(jié)合鍵的影響是根本性的。從組織結(jié)構(gòu)的影響來看，可以有四種強化機制影響金屬材料的屈服強度，這就是：(1)固溶強化；(2)形變強化；(3)沉淀強化和彌散強化；(4)晶界和亞晶強化。沉淀強化和細晶強化是工業(yè)合金中提高材料屈服強度的最常用的手段。在這幾種強化機制中，前三種機制在提高材料強度的同時，也降低了塑性，只

10、有細化晶粒和亞晶，既能提高強度又能增加塑性。影響屈服強度的外在因素有：溫度、應變速率、應力狀態(tài)。隨著溫度的降低與應變速率的增高,材料的屈服強度升高，尤其是體心立方金屬對溫度和應變速率特別敏感，這導致了鋼的低溫脆化。應力狀態(tài)的影響也很重要。雖然屈服強度是反映材料的內(nèi)在性能的一個本質(zhì)指標，但應力狀態(tài)不同，屈服強度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強度一般是指在單向拉伸時的屈服強度。編輯本段工程意義傳統(tǒng)的強度設計方法，對塑性材料，以屈服強度為標準，規(guī)定許用應力=ys/n，安全系數(shù)n因場合不同可從1.1到2或更大，對脆性材料，以抗拉強度為標準，規(guī)定許用應力=b/n，安全系數(shù)n一般取6。需要注意的是，按照傳統(tǒng)的強度設計方法，必然會導致片面追求材料的高屈服強度，但是隨著