鋼材受力初期,應(yīng)力與應(yīng)變成比例地增長(zhǎng),應(yīng)力與應(yīng)變之比為常數(shù),稱(chēng)為彈性模量,即E =б/ε。這個(gè)階段的最大應(yīng)力(P點(diǎn)對(duì)應(yīng)值)稱(chēng)為比例極限бp。彈性模量反映了材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力,即材料的剛度,它是鋼材在靜荷載作用下計(jì)算結(jié)構(gòu)變形的一個(gè)重要指標(biāo)。 應(yīng)力超過(guò)比例極限后,應(yīng)力-應(yīng)變曲線略有彎曲,應(yīng)力與應(yīng)變不再成正比例關(guān)系,但卸去外力時(shí),試件變形能立即消失,此階段產(chǎn)生的變形是彈性變形。不產(chǎn)生殘留塑性變形的最大應(yīng)力(e點(diǎn)對(duì)應(yīng)值)稱(chēng)為彈性極限бe。事實(shí)上,бp與бe相當(dāng)接近。 屈服強(qiáng)度:是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限,亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定,因此以它作為材料抗力的指標(biāo),稱(chēng)為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度,用бs表示。 有些鋼材(如高碳鋼)無(wú)明顯的屈服現(xiàn)象,通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度,稱(chēng)為條件屈服強(qiáng)度(б0.2)。高碳鋼拉伸時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如下圖所示。 影響屈服強(qiáng)度的因素 影響屈服強(qiáng)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(qiáng)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(lái)看,可以有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度,這就是:(1)固溶強(qiáng)化;(2)形變強(qiáng)化;(3)沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化;(4)晶界和亞晶強(qiáng)化。沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化是工業(yè)合金中提高材料屈服強(qiáng)度的最常用的手段。在這幾種強(qiáng)化機(jī)制中,前三種機(jī)制在提高材料強(qiáng)度的同時(shí),也降低了塑性,只有細(xì)化晶粒和亞晶,既能提高強(qiáng)度又能增加塑性。 影響屈服強(qiáng)度的外在因素有:溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。 隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高,材料的屈服強(qiáng)度升高,尤其是體心立方金屬對(duì)溫度和應(yīng)變速率特別敏感,這導(dǎo)致了鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。雖然屈服強(qiáng)度是反映材料的內(nèi)在性能的一個(gè)本質(zhì)指標(biāo),但應(yīng)力狀態(tài)不同,屈服強(qiáng)度值也不同。我們通常所說(shuō)的材料的屈服強(qiáng)度一般是指在單向拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度。 |
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