鋼鐵材料的力學性能

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

2、試樣拉斷前的最大負荷（N） Fo試樣原橫截面積（mm2 ）2抗彎強度bbMPa試樣在位于兩支承中間的集中負荷作用下，使其折斷時，折斷截面所承受的最大正壓力8PL對圓試樣：bbd3  8PL對矩形試樣：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抗剪強度r、rMP

3、a試樣剪斷前，所承受的最大負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剪切時的最大負荷（N） Fo受剪部位的橫截面積（mm2 ）5抗扭強度bMPa指外力是扭轉(zhuǎn)力的強度極限 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)時試樣截面的極斷面系數(shù)（mm2 ）6屈服點sMPa金屬度樣在拉伸過程中，負荷不再增加，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)象時的應(yīng)力，稱為屈服點或屈服極限 Pss= Fo 式中Ps屈服載荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2 

4、;）7屈服強度0.2MPa對某些屈服現(xiàn)象不明顯的金屬材料，測定屈服點比較困難，常把產(chǎn)生0.2%永久變形的應(yīng)力定為屈服點，稱為屈服強度或條件屈服極限 P0.20.2= Fo 式中P0.2試樣產(chǎn)生永久變形為0.2%時的載荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2 ）8持久強度0.2/時間(h)MPa金屬材料在高溫條件下，經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂時的應(yīng)力稱為持久強度。通常所指的持久強度，是在一定的溫度條件下，試樣經(jīng)105h后的斷裂強度9蠕變強度 溫度 應(yīng)變量/時間MPa金屬材料在高于一定溫度下受到應(yīng)力作用，即使應(yīng)力小于屈服強度，試件也會隨著時間的增長而緩慢地產(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%的蠕變強度為100MPa。蠕變強度是材料在高溫下長期負荷下對塑性變形抗力的性能指標二彈性彈性是指金屬在外力作用下產(chǎn)生變形，當外力取消后又恢復到原來的形狀和大小的一種特性。1彈性模量EGPa在彈性范圍內(nèi)，金屬拉伸試驗時，外力和變形成比例增長，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系時，這個比例系數(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)，當進行扭轉(zhuǎn)試驗時，外力和變形成比例地增長，即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系時，這個比例系數(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伸長率%金屬材料在拉伸時，試樣拉斷后，其標距分部所增加的長度與原標距長度的百分比。s是標距為5倍直徑時的伸長率，10是標距為10倍直徑時的伸長率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/對于各向同性的材料，泊松比

7、表示：試樣在單相拉伸時，橫向相對收縮量與軸向相對伸長量之比 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沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下受沖擊抗力的力學性能指標，通常都是以大能量的一次沖擊值（KU或KV）作為標準的，它是采用一定尺寸和形狀的標準試樣，在擺錘式一次沖擊試驗機上來進行試驗。試驗結(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，同時還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同

8、而變化，因而K值只是一個相對指標。目前國際上許多國家直接采用沖擊吸收功AK作為沖擊韌度的指標 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形缺口試樣沖斷時所消耗的功（J）AKV 夏比V形缺口試樣沖斷時所消耗的功（J） F試樣缺口處的橫截面積（cm2 ）五疲勞金屬材料在極限強度以下，長期承受交變負荷（即大小、方向反復變化的載荷）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金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過周次（N）的應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生斷裂時所能承受的最大應(yīng)力稱為疲勞極限2疲勞強度NMPa金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下，經(jīng)過周次（N）后斷裂時所能承受的最大應(yīng)力，叫作疲勞強度。此時，N稱為材料的疲勞壽命。某些金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下，沒有明顯的疲勞極限，常用疲勞強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。硬度不是一個單純的物理量，而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標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)的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，測表面壓痕直徑計算的硬度值。使用

10、鋼球測定硬度小于等于450HBS；使用硬質(zhì)合金球測定硬度大于450HBW2洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK/用金剛石圓錐或鋼球壓頭以初始試驗力和總試驗力作用下，壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除主試驗力，測殘余壓痕深度增量計算的硬度值洛氏硬度試驗分A、B、C、D、E、F、G、H、K標尺3維氏硬度HV/用金剛石正四棱體壓頭以49.03-980.7N的試驗力壓力試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，測壓痕對角線長度的計算的硬度值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，測沖頭回跳高度計算硬度值。用目測型硬度計的硬度符號為HSC，指示型硬度計的硬度符號為HSD七減摩、耐磨性 1摩擦因數(shù)/相互接觸的物體，當作相對移動時就會引起摩擦，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