鋼鐵材料的力學(xué)性能

1、鋼鐵材料的力學(xué)性能序號名稱量的符號單位符號含義一強(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，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： Pb b Fo 式中 Pb試樣拉斷前的最大負(fù)荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm） 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，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(qiáng)度

2、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Pbc bc Fo 式中 Pbc試樣所受最大集中載荷（N） Fo試樣原橫截面積（mm） 4抗剪強(qiáng)度r、rMPa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剪切時的最大負(fù)荷（N） Fo受剪部位的橫截面積（mm） 5抗扭強(qiáng)度bMPa指外力是扭轉(zhuǎn)力的強(qiáng)度極限 3Mb b （適用于鋼材） 4Wp Mb b （適用于鑄鐵） Wp 式中Mb扭轉(zhuǎn)力矩（Nmm） Wp扭轉(zhuǎn)時試樣截面的極斷面系數(shù)（mm） 6屈服點sMPa金屬度樣在拉伸過程中，負(fù)荷不再增加，而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形

3、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： Ps s= Fo式中Ps屈服載荷（N） Fo試樣原橫截面積（mm） 7屈服強(qiáng)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(qiáng)度或條件屈服極限： P0.2 0.2= 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（mm） 8持久強(qiáng)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(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/時間 MPa 金屬

4、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(qiáng)度，例如： 500 = 100MPa， 1/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期負(fù)荷下對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

5、GGPa 金屬在彈性范圍內(nèi)，當(dāng)進(jìn)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，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： Pp 0.2= Fo式中Pp規(guī)定比例極限負(fù)荷(N) Fo試樣原橫截面積（mm）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(biāo)距分部所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比。s是標(biāo)距為5倍直徑時的伸長率，10是標(biāo)距為10倍直徑時的伸長率。2斷

6、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(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機(jī)上來進(jìn)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）

7、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而變化，因而K值只是一個相對指標(biāo)。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(biāo)。 AKU KU = ； F AKU KV= ； 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（cm）五疲勞 金屬材料在極限強(qiáng)度以下，長期承受交變負(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

8、突然斷裂的現(xiàn)象，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(qiáng)度NMPa 金屬材料在重復(fù)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(qiáng)度。此時，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。硬度不是一個單純的物理量，而是反映彈性、強(qiáng)度、塑性等的一個綜合性能指標(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

9、面壓痕直徑計算的硬度值。使用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(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(dāng)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WVgcm 3 試樣在規(guī)定試驗條件下經(jīng)過