冷拉钢

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。它是一种应力,在该应力处,材料表现出特定的永久变形,是弹性极限的实际近似。在工程结构设计中,屈服强度是非常重要的。例如,当设计一个组件时,它必须支持在使用过程中产生的力,并且组件不能塑性变形。换句话说,应该选择具有足够屈服强度的材料。

由于屈服强度表示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零件的最大允许载荷。对于各种材料,建立了各种各样的屈服标准。

然而,当材料受到压力时,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为塑性后的应力。任何由大于屈服强度的应力引起的变形都是不可逆的。由于弹性变形的线性性,屈服强度也被称为在无偏差情况下所能达到的最大应力。应力和应变成正比关系。超出这一点,在施加载荷很少或没有增加的情况下,可以观察到广泛的变形。屈服强度用N/m2或帕斯卡表示。

在设计构件时,材料的屈服强度知识是非常重要的,因为它通常代表可施加载荷的上限。屈服强度是控制许多材料生产工艺的重要因素,如锻造、轧制或冲压等。

拉伸试验用于评估材料的屈服强度。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,屈服强度常被用作材料的许用应力的上限。在需要在高应力和高载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%会产生永久变形的应力,称为0.2%屈服应力。

屈服强度的值在结构的构造中很重要,这样结构才能在正常使用条件下在弹性区域内工作。然而,当面临爆炸、火灾或地震等自然灾害等意想不到的冲击载荷时,材料的塑料区域就变得至关重要,因为在这种情况下,材料吸收的能量中有很大一部分主要是由塑料区域贡献的。因此,具有较高的韧性意味着材料能够在较长的时间内承受这种不可预见的负载,以便有更多的时间来实施安全措施。

总的来说,屈服强度随应变速率的增大而增大,随温度的升高而减小。当后一种情况不是这样时,材料就会出现屈服强度异常,这是高温合金的典型现象,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。在这里,应力被认为会产生一定量的应变,这被用来定义屈服强度。