冷拔钢

屈服强度

屈服强度是指材料在不引起塑性变形的情况下所能承受的最大应力。它是材料表现出指定永久变形的应力,是弹性极限的实际近似值。在工程结构设计中,屈服强度是非常重要的。例如,在设计一个组件时,它必须支持使用过程中产生的力,并且组件不能发生塑性变形。也就是说,要选择具有足够屈服强度的材料。

由于屈服强度代表了在不引起永久变形的情况下所能施加的力的上限,因此常用于计算机械部件的最大允许载荷。对于各种材料,已经建立了各种收率标准。

然而,当一种材料受到压力时,它会以一种可以恢复的方式变形。材料的屈服强度是其变形变成塑性后的应力。任何由大于屈服强度的应力引起的变形都是不可逆的。由于弹性变形是线性的,屈服强度也被称为在没有偏差的情况下所能达到的最大应力。应力与应变成正比关系。在这一点之外,可以观察到广泛的变形,而施加的载荷几乎没有增加。屈服强度以N/m2或帕斯卡表示。

在设计部件时,了解材料的屈服强度是非常重要的,因为它通常代表可以施加的载荷的上限。屈服强度对于控制许多材料的生产工艺非常重要,如锻造、轧制或压制。

拉伸试验是用来评估材料的屈服强度的。试验结果绘制在应力-应变曲线上。材料的屈服强度是应力-应变曲线偏离比例的应力。

在设计应用中,屈服强度常被用作可应用于材料的许用应力的上限。在需要在高应力和高负荷下保持精确尺寸公差的材料应用中尤其重要。通过改变位错密度、杂质水平和晶粒尺寸(在晶体材料中),可以微调材料的屈服强度。对于没有明确的屈服点的材料,屈服强度通常表示为原始尺寸的0.2%永久变形所产生的应力,称为0.2%屈服应力。

屈服强度的取值在结构的施工中很重要,这样结构在正常使用条件下能够在弹性区域内工作。然而,当面临爆炸、火灾或地震等自然灾害等意外冲击载荷时,材料的塑性区域就变得至关重要,在这种情况下,材料吸收的能量有很大一部分主要是由塑性区域贡献的。因此,具有更高的韧性意味着材料能够承受更长时间的不可预见的载荷,以便有更多的时间来实施安全措施。

一般情况下,屈服强度随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小。当后者不是这种情况时,材料表现出屈服强度异常,这是典型的超级合金,并导致它们在高温下需要高强度的应用中使用。屈服强度异常也被称为“屈服应力异常”。通常很难确定屈服开始的确切点,这就是为什么在实践中使用证明应力的原因。这是应力被认为给予一定的应变,这是用来定义屈服强度。