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屈服强度及其影响因素

屈服强度及其影响因素
屈服强度及其影响因素

材料屈服强度及其影响因素

1. 屈服标准

工程上常用的屈服标准有三种:

(1)比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。

(2)弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以σel表示。应力超过σel时即认为材料开始屈服。

(3)屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为σ0.2或σys。

2. 影响屈服强度的因素

影响屈服强度的内在因素有:结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看,可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度,这就是:(1)固溶强化;(2)形变强化;(3)沉淀强化和弥散强化;(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中,前三种机制在提高材料强度的同时,也降低了塑性,只有细化晶粒和亚晶,既能提高强度又能增加塑性。

影响屈服强度的外在因素有:温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标,但应力状态不同,屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。3.屈服强度的工程意义

传统的强度设计方法,对塑性材料,以屈服强度为标准,规定许用应力[σ]=σys/n,安全系数n一般取2或更大,对脆性材料,以抗拉强度为标准,规定许用应力[σ]=σb/n,安全系数n 一般取6。

需要注意的是,按照传统的强度设计方法,必然会导致片面追求材料的高屈服强度,但是随着材料屈服强度的提高,材料的抗脆断强度在降低,材料的脆断危险性增加了。

屈服强度不仅有直接的使用意义,在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高,对应力腐蚀和氢脆就敏感;材料屈服强度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。

材料开始屈服以后,继续变形将产生加工硬化。

.加工硬化指数n的实际意义

加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后,继续变形时材料的应变硬化情况,它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够产生的最大均匀应变量(见1.3.3内容),这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。

对于工作中的零件,也要求材料有一定的加工硬化能力,否则,在偶然过载的情况下,会产生过量的塑性变形,甚至有局部的不均匀变形或断裂,因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。

形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5,因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高,但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过铅浴等温处理后拉拔,可以达到2000MPa以上。但是,传统的形变强化方法只能使强度提高,而塑性损失了很多。现在研制的一些新材料中,注意到当改变了显微组织和组织的分布时,变形中既能提高强度又能提高塑性,见图1-7。

2.抗拉强度

在材料不产生颈缩时抗拉强度代表断裂抗力。脆性材料用于产品设计时,其许用应力是以抗拉强度为依据的。抗拉强度对一般的塑性材料有什么意义呢?虽然抗拉强度只代表产生最大均匀塑性变形抗力,但它表示了材料在静拉伸条件下的极限承载能力。对应于抗拉强度σb的外载荷,是试样所能承受的最大载荷,尽管此后颈缩在不断发展,实际应力在不断增加,但外载荷却是在很快下降的。

材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。严格的说,它应该是真应力-应变曲线下所包围的面积也就是工程上为了简化方便,近似地采取:对塑性材料

静力韧度是一个强度与塑性的综合指标。单纯的高强度材料象弹簧钢,其静力韧度不高,而只具有很好塑性的低碳钢也没有高的静力韧度,只有经淬火高温回火的中碳(合金)结构钢才具有最高的静力韧度

硬度并不是金属独立的基本性能,它是指金属在表面上的不大体积内抵抗变形或者破裂的能力2. 洛氏硬度试验的优缺点

洛氏硬度试验避免了布氏硬度试验所存在的缺点。它的优点是:

1)因有硬质、软质两种压头,故适于各种不同硬质材料的检验,不存在压头变形问题;

2)压痕小,不伤工件表面;

3)操作迅速,立即得出数据,生产效率高,适用于大量生产中的成品检验。

缺点是:用不同硬度级测得的硬度值无法统一起来,无法进行比较。

2012.8.20

各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系

各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系 我们在设计的时候常取许用剪切应力,在不同的情况下安全系数不同,许用剪切应力就不一样。校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系,而许用材料的屈服强度(刚度)与各种应力关系如下: <一> 许用(拉伸)应力 钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系: 1.对于塑性材料[δ]= δs /n 2.对于脆性材料[δ]= δb /n δb ---抗拉强度极限 δs ---屈服强度极限 n---安全系数 轧、锻件n=1.2-2.2 起重机械n=1.7 人力钢丝绳n=4.5 土建工程n=1.5 载人用的钢丝n=9 螺纹连接n=1.2-1.7 铸件n=1.6-2.5 一般钢材n=1.6-2.5 注:脆性材料:如淬硬的工具钢、陶瓷等。 塑性材料:如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。 <二> 剪切 许用剪应力与许用拉应力的关系: 1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ] 2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ] <三> 挤压 许用挤压应力与许用拉应力的关系 1.对于塑性材料[δj]=1.5- 2.5[δ]

2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ] 注:[δj]=1.7-2[δ](部分教科书常用) <四> 扭转 许用扭转应力与许用拉应力的关系: 1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ] 2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ] 轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m;对于精密件,可取[φ]=0.25°-0.5°/m;对于要求不严格的轴,可取[φ]大于1°/m计算。 <五> 弯曲 许用弯曲应力与许用拉应力的关系: 1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值 2.对于实心型钢可以略高一点,具体数值可参见有关规范。

影响气体混合物爆炸极限的因素

影响气体混合物爆炸极限 的因素 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

影响气体混合物爆炸极限的因素 :可燃物质(、蒸气和)与空气(或)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为,或。例如与空气混合的爆炸极限为12.5%~74%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限同样不燃不爆。这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延;而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时,具有最大的爆炸威力(即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例)。 影响气体混合物爆炸极限的因素:温度、氧含量、惰性介质、压力、容器或管道直径、着火源(点火能量) 1)温度。混合物的原始温度越高,则爆炸下限越低,上限提高,爆炸极限范围扩大,爆炸危险性增加。这是因为混合物温度升高,其分子内能增加,引起燃烧速度的加快,而且,由于分子内能的增加和燃烧速度的加快,使原来含有的过量空气(低于爆炸下限)或可燃物高于爆炸上限,而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成为可以使火焰蔓延的浓度,从而改变了爆炸极限范围。 (2)氧含量。混合物中含氧量增加,爆炸极限范围扩大,尤其爆炸上限提高得更多。例如氢与空气混合的爆炸极限为4%~75%,而氢与纯氧混合的爆炸极限为4%~95%。 (3)惰性介质。如若在爆炸混合物中掺入不燃烧的惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦等),随着惰性气体的百分数增加,爆炸极限范围则缩小,惰性气体的浓度提高到某一数值,亦可以使混合物变成不可爆炸。一般情况下,惰性气体对混合物爆炸上限的影响较之对下限的影响更为显着,因为惰性气体浓度加大,表示氧的浓度相对减小,而在上限中氧的浓度本来已经很小,故惰性气体稍为增加一点,即产生很大影响,而使爆炸上限剧烈下降。 (4)压力。混合物的原始压力对爆炸极限有很大影响,压力增大,爆炸极限范围也扩大,尤其是爆炸上限显着提高。值得重视的是当混合物的原始压力减小时,爆炸极限范围缩小,压力降至某一数值时,下限与上限合成一点,压力再降低,混合物即变成不可爆。爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。临界压力的存在表明,在密闭的设备内进行减压操作,可以免除爆炸的危险。 (5)容器或管道直径。容器或管道直径越小,火焰在其中越难蔓延,混合物的爆炸极限范围则越小。当容器直径小到某一数值时,火焰不能蔓延,可消除爆炸危险,这个直径称为临界直径。如甲烷的临界直径为0.4~0.5mm,氢和乙炔为0.1~0.2mm等。 容器直径大小对爆炸极限的影响,可以用链式反应理论解释。燃烧是自由基产生的一系列链锁反应的结果,管径减小时,游离基与管壁的碰撞几率相应增大,当管径减小到一定程度时,即因碰撞造成游离基的销毁的反应速度大于游离基产生的反应速度,燃烧反应便不能继续进行。 (6)着火源。能源的性质对爆炸极限范围的影响是:能源强度越高,加热面积越大,作用时间越长,爆炸极限范围越宽。以甲烷为例,100V·A的电火花不引起曝炸, 2V·A的电火花可引起爆炸,爆炸极限为5.9%~13.6%,3V·A的电火花则爆炸极限扩大为5.85%~14.8%。 各种爆炸性混合物都有一个最低引爆能量,即点火能量,它是指能引起爆炸性混合物发生爆炸的最小火源所具有的能量,它也是混合物爆炸危险性的一项重要的性能参数。爆炸性混合物的点火能量越小,其燃爆危险性就越大。 火花的能量、热表面的面积、火源和混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响。此外,光对爆炸极限也有影响,如前所述,氢和氯混合,在避光黑暗处反应十分缓慢,但在强光照射下则发生剧烈反应(链锁反应)并导致爆炸。

金属材料屈服强度的影响因素

材料屈服强度及其影响因素 1. 屈服标准 工程上常用的屈服标准有三种: (1)比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。 (2)弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以σel表示。应力超过σel时即认为材料开始屈服。 (3)屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为σ0.2或σys。 2. 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有: 结合键、组织、结构、原子本性。如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看,可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度,这就是:(1)固溶强化; (2)形变强化; (3)沉淀强化和弥散强化; (4)晶界和亚晶强化。 沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中,前三种机制在提高材料强度的同时,也降低了塑性,只有细化晶粒和亚晶,既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有: 温度、应变速率、应力状态。随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标,但应力状态不同,屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 3.屈服强度的工程意义 传统的强度设计方法,对塑性材料,以屈服强度为标准,规定许用应力[σ]=σys/n,安全系数n一般取2或更大,对脆性材料,以抗拉强度为标准,规定许用应力[σ]=σb/n,安全系数n一般取6。 需要注意的是,按照传统的强度设计方法,必然会导致片面追求材料的高屈服强度,但是随着材料屈服强度的提高,材料的抗脆断强度在降低,材料的脆断危险性增加了。 屈服强度不仅有直接的使用意义,在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高,对应力腐蚀和氢脆就敏感;材料屈服强度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。 材料开始屈服以后,继续变形将产生加工硬化。 4.加工硬化指数n的实际意义 加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后,继续变形时材料的应变硬化情况,它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够产生的最大均匀应变量,这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。 对于工作中的零件,也要求材料有一定的加工硬化能力,否则,在偶然过载的情况下,会产生过量的塑性变形,甚至有局部的不均匀变形或断裂,因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。 形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5,因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高,但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过

35CrMo与40Cr的抗拉屈服极限

35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度 35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度知识: 材料名称:合金结构钢 牌号:35CrMo 标准:GB/T 3077-1988 ●35CrMo特性及适用范围: 有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限,淬透性较40Cr高,高温下有高的蠕变强度与持久强度,长期工作温度可达500℃;冷变形时塑性中等,焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件,如车辆和发动机的传动件;汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴,大断面零件 ●35CrMo化学成份: 碳 C :0.32~0.40 硅 Si:0.17~0.37 锰 Mn:0.40~0.70 硫 S :允许残余含量≤0.035 磷 P :允许残余含量≤0.035 铬 Cr:0.80~1.10 镍 Ni:允许残余含量≤0.030 铜 Cu:允许残余含量≤0.030 钼 Mo:0.15~0.25 ●35CrMo力学性能: 抗拉强度σb (MPa):≥985(100) 屈服强度σs (MPa):≥835(85) 伸长率δ5 (%):≥12 断面收缩率ψ (%):≥45 冲击功 Akv (J):≥63 冲击韧性值αkv (J/cm2):≥78(8) 硬度:≤229HB 试样尺寸:试样毛坯尺寸为25mm ●35CrMo热处理规范及金相组织: 热处理规范:淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。 ●35CrMo交货状态:以热处理(正火、退火或高温回火)或不热处理状态交货,交货状态应在合同中注明。

40Cr的屈服强度、化学成分、力学性能 【40cr化学成分】 根据标准GB/T 3077-1999: 【40cr力学性能】 试样毛坯尺寸(mm):25 热处理: 第一次淬火加热温度(℃):850;冷却剂:油 第二次淬火加热温度(℃):- 回火加热温度(℃):520;冷却剂:水、油 抗拉强度(σb/MPa):≥980 屈服点(σs/MPa):≥785 断后伸长率(δ5/%):≥9 断面收缩率(ψ/%):≥45 冲击吸收功(Aku2/J):≥47 布氏硬度(HBS100/3000)(退火或高温回火状态):≤207 【40cr参考对应钢号】 我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM 标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。 【40cr临界点温度】 (近似值) Acm=780℃ 【40cr正火规范】

抗拉强度与屈服强度区别

钢筋抗拉强度标准值和屈服强度的标准值有什么区别 普通钢筋的抗拉强度设计值?y是普通钢筋强度标准值(屈服强度标准值)除以材料分项系数γs。钢筋的强度标准值应具有不小于95%的保证率。钢筋屈服强度特征值是在无限多次检验中,与某一规定概率所对应的分位值。屈服强度的标准值?yk相当于钢筋标准中的屈服强度特征值ReL。 如表4.2.3-1中抗拉强度设计值?y及抗压强度设计值?ˊy是由表4.2.2-1中屈服强度标准值?yk除以材料分项系数γs所得: HPB300的270(N/mm2),是300÷1.10=272.7=270(N/mm2); HRB335的300(N/mm2),是335÷1.10=304.5=300(N/mm2); HRB400的360(N/mm2),是400÷1.10=363.6=360(N/mm2); HRB500的435(N/mm2),是500÷1.15=434.7=435(N/mm2)。 设计是根据钢产品标准的修改,不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺,而按性能确定钢筋的牌号和强度级别,并以相应的符号表达。普通钢筋采用屈服强度标志。增列了钢筋极限强度(即钢筋拉断前相于最大拉力下的强度)的标准值?stk,相当于钢筋标准中的抗拉强度特征值Rm。 钢筋的强度设计值为其强度标准值除以材料分项系数γs的数值。延性较好的热轧钢筋γs取1.10。但对新列入的高强度500MPa级钢筋适当提高安全储备,取为1.15。 向左转|向右转 向左转|向右转

参考资料:《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《钢筋混凝土用钢第1部 分热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008和《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》 GB1499.2-2007 钢筋抗拉强度、抗拉强度标准值、设计值区别,帮解释下 以HRB335为例,抗拉强度为455,标准值为355,设计值为300,为什么抗拉强度标准值和抗拉强度怎么不一样,还有,为什么屈服强度等于抗拉强度标准值? 答:钢筋在受到外力作用下会产生变形,变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前,如果卸去外力,还可以恢复到以前状态(物理变化),标准值说的就是下屈服值(例:HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度,即为455Mpa.)一般设计时都采用屈服强度为设计值,所以设计值远远小于抗拉强度,就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形,(即:在达到屈服强度还可以回复原来状态)。

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素 Revised final draft November 26, 2020

爆炸极限的影响因素 【大纲考试内容要求】: 1.了解爆炸极限的影响因素; 2.了解爆炸反应浓度的计算; 【教材内容】: 爆炸极限值不是一个物理常数,它是随实验条件的变化而变化,在判断某工艺条件下的爆炸危险性时,需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。 1.温度的影响 混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸危险性增加。这是因为在温度增高的情况下,活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,爆炸反应容易进行,使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。 2.压力的影响 混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂,在~ MPa的压力下,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大;当大于 MPa时,爆炸下限变小,爆炸上限变大,爆炸范围扩大。这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,热传导性差,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。 值得重视的是当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围缩小,当压力降到某一数值时,则会

爆炸极限理论与计算 (1)

第五节爆炸极限理论与计算 一、爆炸极限理论 可燃气体或蒸气与空气的混合物,并不是在任何组成下都可以燃烧或爆炸,而且燃烧(或爆炸)的速率也随组成而变。实验发现,当混合物中可燃气体浓度接近化学反应式的化学计量比时,燃烧最快、最剧烈。若浓度减小或增加,火焰蔓延速率则降低。当浓度低于或高于某个极限值,火焰便不再蔓延。可燃气体或蒸气与空气的混合物能使火焰蔓延的最低浓度,称为该气体或蒸气的爆炸下限;反之,能使火焰蔓延的最高浓度则称为爆炸上限。可燃气体或蒸气与空气的混合物,若其浓度在爆炸下限以下或爆炸上限以上,便不会着火或爆炸。 爆炸极限一般用可燃气体或蒸气在混合气体中的体积百分数表示,有时也用单位体积可燃气体的质量(kg·m—3)表示。混合气体浓度在爆炸下限以下时含有过量空气,由于空气的冷却作用,活化中心的消失数大于产生数,阻止了火焰的蔓延。若浓度在爆炸上限以上,含有过量的可燃气体,助燃气体不足,火焰也不能蔓延。但此时若补充空气,仍有火灾和爆炸的危险。所以浓度在爆炸上限以上的混合气体不能认为是安全的。 燃烧和爆炸从化学反应的角度看并无本质区别。当混合气体燃烧时,燃烧波面上的化学反应可表示为 A+B→C+D+Q(4—1) 式中A、B为反应物;C、D为产物;Q为燃烧热。A、B、C、D不一定是稳定分子,也可以是原子或自由基。化学反应前后的能量变化可用图4—4表示。初始状态Ⅰ的反应物(A+B)吸收活化能正达到活化状态Ⅱ,即可进行反应生成终止状态Ⅲ的产物(C+D),并释放出能量W,W=Q+E。 图4-4 反应过程能量变化 假定反应系统在受能源激发后,燃烧波的基本反应浓度,即反应系统单位体积的反应数为n,则单位体积放出的能量为nW。如果燃烧波连续不断,放出的能量将成为新反应的活化能。设活化概率为α(α≤1),则第二批单位体积内得到活化的基本反应数为anW/E,放出的能量为。αnW2/E。后批分子与前批分子反应时放出的能量比β定义为燃烧波传播系数,为

屈服强度

概览 屈服强度:大于此极限的外力作用,将会是零件永久失效,没法恢复。这个压强叫做屈服强度。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。 (1)对于屈服现象明显的材料,屈服强度就是屈服点的应力(屈服值); (2)对于屈服现象不明显的材料,与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值(通常为0.2%的原始标距)时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标,是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩,应变增大,使材料破坏,不能正常使用。 当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,应力应变出现微小波动,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度(yield strength)。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形(外力撤销后可以恢复原来形状)和塑性变形(外力撤销后不能恢复原来形状,形状发生变化,伸长或缩短)。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 屈服强度标准 建设工程上常用的屈服标准有三种:

1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。 2、弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以Rel表示。应力超过Rel时即认为材料开始屈服。 3、屈服强度以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为Rp0.2。 影响屈服强度的因素 影响屈服强度的内在因素有:结合键、组织、结构、原子本性。 如将金属的屈服强度与陶瓷、高分子材料比较可看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看,可以有四种强化机制影响金属材料的屈服强度,这就是:(1)固溶强化;(2)形变强化;(3)沉淀强化和弥散强化;(4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度的最常用的手段。在这几种强化机制中,前三种机制在提高材料强度的同时,也降低了塑性,只有细化晶粒和亚晶,既能提高强度又能增加塑性。 影响屈服强度的外在因素有:温度、应变速率、应力状态。 随着温度的降低与应变速率的增高,材料的屈服强度升高,尤其是体心立方金属对温度和应变速率特别敏感,这导致了钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料的内在性能的一个本质指标,但应力状态不同,屈服强度值也不同。我们通常所说的材料的屈服强度一般是指在单向拉伸时的屈服强度。 屈服强度的工程意义

抗拉强度_延伸率_屈服强度

问题:什么是抗拉强度,延伸率,屈服强度? 球铁管是一种即有高强度和高弹性的输水管道,球铁管优秀的力学性能是它在种类繁多的输水管材中立于不败之地的保证,因而我们有必要对描述球铁管的各种力学性能做一番介绍: 1. 延伸率 延伸率主要衡量球墨铸铁塑性性能-即发生永久变形而不至于断裂的性能。 δ= (L-L 0)/L 0*100% δ---伸长率 L 0----试样原长度 L----试样受拉伸断裂后的长度 2. 强度 强度是金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力。工程上常用来表示金属材料强度的指标有屈服强度和抗拉强度。 a. 屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。 δS =Fs/A O Fs----试样产生屈服现象时所承受的最大外力(N ) A O ----试样原来的截面积(mm 2) δS ---屈服强度(Mpa) b. 抗拉强度是指金属材料在拉断前所能承受的最大应力,用δb =F O /A O F O ----试样在断裂前的最大外力(N ) A O ----试样原来的截面积(mm 2) δb ---抗拉强度(Mpa ) Table:三种不同材料之间的机械性能对比 对于球墨铸铁管而言,其试样实际就是取自插口处试样加工过后的试棒;对球墨铸铁管件而言,其试样通常是取自与管件同批的铁水铸出的Y 型试块加工成的试棒。 管材和管件的抗拉强度实验,就是用试棒拉断前的最大持续力除以试棒面积计算得出的抗拉强度。把试棒断裂的两部分拼在一起测量伸长的标距,用伸长标距与初始标距之比求得伸长率。 不同的管材之间因为力学性能实验方法有别,所以某些管材宣传他们的力学性能甚至优于铸铁管是毫无根据的。 退火球墨铸铁 铸态球墨铸铁管 灰口铁管 屈服强度 ≥300MPa 未定义 未定义 抗拉强度 ≥420MPa ≤300MPa ≥200 MPa 延伸率 ≥10% ≥3% ≤3% 断裂形式 塑性变形 突然断裂 突然断裂

屈服强度概述

屈服强度概述 屈服强度是材料开始发生明显塑性变形时的最低应力值。 1.概念解释 屈服强度:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。 (1)对于屈服现象明显的材料,屈服强度就是屈服点的应力(屈服值); (2)对于屈服现象不明显的材料,和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值(通常为0.2%的原始标距)时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标,是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩,应变增大,使材料破坏,不能正常使用。 当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,应力应变出现微小波动,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。

有些钢材(如高碳钢)无明显的屈服现象,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该钢材的屈服强度,称为条件屈服强度。 首先解释一下材料受力变形。材料的变形分为弹性变形(外力撤销后可以恢复原来形状)和塑性变形(外力撤销后不能恢复原来形状,形状发生变化,伸长或缩短)。 建筑钢材以屈服强度作为设计应力的依据。 2.屈服极限,常用符号δs,是材料屈服的临界应力值。 (1)对于屈服现象明显的材料,屈服强度就是屈服点的应力(屈服值); (2)对于屈服现象不明显的材料,和应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值(通常为材料发生0.2%延伸率)时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标,是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形,应变增大,使材料失效,不能正常使用。 当应力超过弹性极限后,进入屈服阶段后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,应力应变出现微小波动,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为下屈服点和上屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。 a.屈服点yield point(σs) 试样在试验过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长(变形)

爆炸极限的影响因素

爆炸极限的影响因素 【大纲考试内容要求】: 1.了解爆炸极限的影响因素; 2.了解爆炸反应浓度的计算; 【教材内容】: 爆炸极限值不是一个物理常数,它是随实验条件的变化而变化,在判断某工艺条件下的爆炸危险性时,需根据危险物品所处的条件来考虑其爆炸极限,如在火药、起爆药、炸药烘干工房内可燃蒸气的爆炸极限与其他工房在正常温度下的极限是不一样的,在受压容器和在正常压力下的爆炸极限亦有所不同;其他因素如点火源的能量,容器的形状、大小,火焰的传播方向,惰性气体与杂质的含量等均对爆炸极限有影响。 1.温度的影响 混合爆炸气体的初始温度越高,爆炸极限范围越宽,则爆炸下限降低,上限增高,爆炸危险性增加。这是因为在温度增高的情况下,活化分子增加,分子和原子的动能也增加,使活化分子具有更大的冲击能量,爆炸反应容易进行,使原来含有过量空气(低于爆炸下限)或可燃物(高于爆炸上限)而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成可以使火焰蔓延的浓度,从而扩大了爆炸极限范围。例如丙酮的爆炸极限受温度影响的情况见表2—1。 2.压力的影响 混合气体的初始压力对爆炸极限的影响较复杂,在~ MPa的压力下,对爆炸下限影响不大,对爆炸上限影响较大;当大于 MPa时,爆炸下限变小,爆炸上限变大,爆炸范围扩大。这是因为在高压下混合气体的分子浓度增大,反应速度加快,放热量增加,且在高气压下,热传导性差,热损失小,有利于可燃气体的燃烧或爆炸。甲烷混合气初始压力对爆炸极限的影响见表2 —2。值得重视的是当混合物的初始压力减小时,爆炸极限范围缩小,当压力降到某一数值时,则会出现下限与上限重合,这就意味着初始压力再降低时,不会使混合气体爆炸。把爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。甲烷在3个不同的初始温度下,爆炸极限随压力下降而缩小的

金属拉伸试验屈服点影响因素分析

总第186期2011年第6期 HEBEI M ETALLU R GY Total 1862011, N umber 6收稿日期:2011-03-14 作者简介:徐海云(1973-),男,工程师, 1995年毕业于河北理工学院工业分析专业,现在河北钢铁集团宣化公司计量检验中心从事钢材检验工作, E -mail :gxgzwh@126.com 金属拉伸试验屈服点影响因素分析 徐海云 (河北钢铁集团宣钢公司计量检验中心,河北宣化075100) 摘要:分析了金属拉伸试验屈服点的影响因素,诠释了屈服点选取时产生误差的原因以及应注意的事项,给出了宣钢公司操作经验供参考。关键词:拉伸;屈服点;打滑;变形;分析中图分类号:TG115.5 文献标识码:B 文章编号:1006-5008(2011)06-0012-03 ANALYSIS ABOUT INFLUENCE FACTORS TO YIELD POINT IN METAL TENSION TEST Xu Haiyun (Measure and Inspect Center ,Xuanhua Iron and Steel Company ,Hebei Iron and Steel Group ,Xuanhua ,He-bei ,075100) Abstract :It is analyzed the influence factors to yield point in metal tension test ,explained the reason for error in selecting yield point as well as keys being paid attention.Key Words :tension ;yield point ;skid ;deformation ;analysis 1前言 河北钢铁集团宣钢公司是以长材作为主打产品 面向市场的,所有产品均进行出厂检验,主要包括外观检验和物理性能检验两大部分,在物理性能检验 中又以拉伸试验为主要检测内容, 屈服强度是拉伸试验中的主要测试项, 测试的准确与否会直接影响到产品的合格与否, 也给用户判断强屈比带来影响。金属试样在受到外力作用时会产生变形。在受力的初始阶段, 变形与受到的外力基本成线性比例关系,这时若外力消失,材料的变形也将消失,恢复 原状,这一阶段通常称为弹性阶段。但当外力增大到一定程度后,变形与受到的外力将不再成线性比例关系,这时当外力消失后,材料的变形将不能完全消失, 外型尺寸将不能完全恢复到原状,这一阶段称为塑性变形阶段。钢材在使用过程中易受到各种各样的外力作用,产生变形,这种变形必须被限制在弹性范围之内,否则产品的形状将会发生永久变化,影响继续使用,严重的还会发生断裂等重大质量事故。比如像弹簧一样,在一定范围内拉伸弹簧是可以恢 复原状的, 但一旦拉伸力超出了弹簧的受力极限,弹簧就被破坏了,不可恢复到初始状态,成了报废品。 准确求取屈服点在力学性能试验中是非常重要的,在检测过程中由于受到各种因素的制约很难非常准确的求取,下面结合实际工作中遇到的问题分析影响屈服点的各个因素。2操作人员的影响 试验结果的准确程度很大程度上取决于试验人员的综合操作素质,尤其是在新的试验机不断更新换代,试验软件各厂家界面不统一的形势下。实际生产中受试验人员文化程度及操作水平的限制,在一些概念及操作上存在着一些误区,常出现如下的问题。 2.1 非比例应力与下屈服定义不作区分 虽然非比例应力与屈服都是反应材料弹性阶段 与塑性阶段的过渡状态的指标, 但两者有着本质的不同。下屈服是材料固有的性能,而非比例应力是通 过人为规定的条件计算的结果,在国标中规定它可以有不同变形量的非比例应力点, 如R p0.2,R p0.5等形式,但钢材的下屈服点只有一个。当材料存在下屈服点时是无需求取非比例应力的,只有材料没有明显的屈服点时才求取非比例应力。部分试验人员对此理解不深,以为上屈服、下屈服、非比例应力对每次试 2 1

钢筋的屈服强度和抗拉强度

钢筋的屈服强度和抗拉强度 HPB235钢筋,屈服点强度为235MPa,(延伸率为17%); HRB335钢筋,屈服点强度为335MPa,(延伸率为16%); HRB400钢筋,屈服点强度为400MPa,(延伸率为15%)。 根据规定,直径28-40的钢筋,断后延伸率可降低1%,40以上的钢筋可降低2%。 以上要求是交货检验的最小保证值 实验钢筋的拉伸试验 简单的说就是钢筋伸长段与钢筋原长的比。 ①钢筋强度的计算 试件的屈服强度按下式计算: 式中ps——屈服点荷载,n; a0——试件横截面积,cm2。 试件的抗拉强度按下式计算: 式中p0——屈服点荷载,n; a0——试件横截面积,cm2。 ②伸长率的测定 a. 将已拉断试件的两段在断裂处对齐,尽量使其轴线位于一条

直线上。如拉断处由于各种原因形成缝隙,则此缝隙应计入试件拉断后的标距部分长度内。 b. 如拉断处到邻近标距端点的距离大于(1/3)l0时,可用卡尺直接量出已被拉的标距长度l1(mm)。 c. 如拉断处到邻近的标距端点的距离小于或等于(1/3)l0时,可按移位法计算。 d. 伸长率按下式计算(精确至1%): 式中δ——伸长率,%,精确至1%; l0——原标距长度,mm; l1——试件拉断后直接量出或按移位法确定的标距部分的长度,mm(测量精确 mm)。 e. 如试件在标距端点上或标距外断裂,则试验结果无效,应重作试验。 将测试、计算所得到的结果δ10、δ5(δ10、δ5分别表示l0=10a和l0=5a时的断后伸长率),对照国家规范对钢筋性能的技术要求,如达到标准要求则合格,如未达到,可取双倍试验重做,如仍未达到标准者,则钢筋的伸长率不合格。 联系电话: 企业网址:山东金业机械有限公司

影响气体混合物爆炸极限的因素

影响气体混合物爆炸极限的因素 :可燃物质(、蒸气和)与空气(或)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为,或。例如与空气混合的爆炸极限为12.5%~74%。可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度,分别称为和爆炸上限,这两者有时亦称为着火下限和着火上限。在低于爆炸下限时不爆炸也不着火;在高于爆炸上限同样不燃不爆。这是由于前者的可燃物浓度不够,过量空气的冷却作用,阻止了火焰的蔓延;而后者则是空气不足,导致火焰不能蔓延的缘故。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时,具有最大的爆炸威力(即根据完全燃烧反应方程式计算的浓度比例)。 影响气体混合物爆炸极限的因素:温度、氧含量、惰性介质、压力、容器或管道直径、着火源(点火能量) 1)温度。混合物的原始温度越高,则爆炸下限越低,上限提高,爆炸极限范围扩大,爆炸危险性增加。这是因为混合物温度升高,其分子内能增加,引起燃烧速度的加快,而且,由于分子内能的增加和燃烧速度的加快,使原来含有的过量空气(低于爆炸下限)或可燃物高于爆炸上限,而不能使火焰蔓延的混合物浓度变成为可以使火焰蔓延的浓度,从而改变了爆炸极限范围。 (2)氧含量。混合物中含氧量增加,爆炸极限范围扩大,尤其爆炸上限提高得更多。例如氢与空气混合的爆炸极限为4%~75%,而氢与纯氧混合的爆炸极限为4%~95%。 (3)惰性介质。如若在爆炸混合物中掺入不燃烧的惰性气体(如氮、二氧化碳、水蒸气、氩、氦等),随着惰性气体的百分数增加,爆炸极限范围则缩小,惰性气体的浓度提高到某一数值,亦可以使混合物变成不可爆炸。一般情况下,惰性气体对混合物爆炸上限的影响较之对下限的影响更为显着,因为惰性气体浓度加大,表示氧的浓度相对减小,而在上限中氧的浓度本来已经很小,故惰性气体稍为增加一点,即产生很大影响,而使爆炸上限剧烈下降。 (4)压力。混合物的原始压力对爆炸极限有很大影响,压力增大,爆炸极限范围也扩大,尤其是爆炸上限显着提高。值得重视的是当混合物的原始压力减小时,爆炸极限范围缩小,压力降至某一数值时,下限与上限合成一点,压力再降低,混合物即变成不可爆。爆炸极限范围缩小为零的压力称为爆炸的临界压力。临界压力的存在表明,在密闭的设备内进行减压操作,可以免除爆炸的危险。 (5)容器或管道直径。容器或管道直径越小,火焰在其中越难蔓延,混合物的爆炸极限范围则越小。当容器直径小到某一数值时,火焰不能蔓延,可消除爆炸危险,这个直径称为临界直径。如甲烷的临界直径为0.4~0.5mm,氢和乙炔为0.1~0.2mm等。容器直径大小对爆炸极限的影响,可以用链式反应理论解释。燃烧是自由基产生的一系列链锁反应的结果,管径减小时,游离基与管壁的碰撞几率相应增大,当管径减小到一定程度时,即因碰撞造成游离基的销毁的反应速度大于游离基产生的反应速度,燃烧反应便不能继续进行。 (6)着火源。能源的性质对爆炸极限范围的影响是:能源强度越高,加热面积越大,作用时间越长,爆炸极限范围越宽。以甲烷为例,100V·A的电火花不引起曝炸,2V·A的电火花可引起爆炸,爆炸极限为5.9%~13.6%,3V·A的电火花则爆炸极限扩大为5.85%~14.8%。 各种爆炸性混合物都有一个最低引爆能量,即点火能量,它是指能引起爆炸性混合物发生爆炸的最小火源所具有的能量,它也是混合物爆炸危险性的一项重要的性能参数。爆炸性混合物的点火能量越小,其燃爆危险性就越大。 火花的能量、热表面的面积、火源和混合物的接触时间等,对爆炸极限均有影响。此外,光对爆炸极限也有影响,如前所述,氢和氯混合,在避光黑暗处反应十分缓慢,但在强光照射下则发生剧烈反应(链锁反应)并导致爆炸。

关于抗拉强度和屈服强度的区别

抗拉强度与屈服强度的区别及实例 首先自我介绍一下,本人现在某检测机构任职,我任职的这家机构主要是对金属材料进行理化检验,有CMA认证(中国计量认证)、CNAS 认证(国家认可委认证),属国家级实验室。检测结果全球100多个国家互认。本人任金属物理检测室副主任,物理检测技术组组长。应当算得上是专业人士。 什么是的屈服强度和抗拉强度。 要说这两个概念,先从材料是如何被破坏的说起。任何材料在受到不断增大或者持续恒定或者持续交变的外力作用下,最终会超过某个极限而被破坏。对材料造成破坏的外力种类很多,比如拉力、压力、剪切力、扭力等。 屈服强度和抗拉强度这两个强度,仅仅是针对拉力而言。这两个强度是通过拉伸试验得出的,是通过拉力试验机(一般是万能试验机,可以进行各种拉和压以及弯曲的试验),用规定的恒定的加荷速率(就是单位时间内拉力的增加量),对材料进行持续拉伸,直到断裂或达到规定的破坏程度(比如有些对接焊缝强度试验可以不拉断),这个造成材料最终破坏的力,就是该材料的抗拉极限载荷。 抗拉极限载荷是一个力的表述,单位为牛顿(N),因为牛顿是一个很小的单位,所以,大部分情况下用千牛(KN)的比较多。因为各种材料大小不一,所以抗拉极限载荷很难评判材料的强度。所以,用抗拉极限载荷除以实验材料的截面积,就得到单位面积的抗拉极限载荷。单位面积上受的力,这是一个强度的表述,单位是帕斯卡(Pa),同

样,帕斯卡是一个极小的单位,一般都用兆帕(MPa)来表述。所以,抗拉极限载荷与实验材料的截面积之比,就是抗拉强度。抗拉强度是材料单位面积上所能承受外力作用的极限。超过这个极限,材料将被解离性破坏。 那什么是屈服强度呢?屈服强度仅针对具有弹性材料而言,无弹性的材料没有屈服强度。比如各类金属材料、塑料、橡胶等等,都有弹性,都有屈服强度。而玻璃、陶瓷、砖石等等,一般没有弹性,这类材料就算有弹性,也微乎其微,所以,没有屈服强度一说。 弹性材料在受到恒定持续增大的外力作用下,直到断裂。究竟发生了怎样的变化呢?首先,材料在外力作用下,发生弹性形变,遵循胡克定律。什么叫弹性形变呢?就是外力消除,材料会恢复原来的尺寸和形状。当外力继续增大,到一定的数值之后,材料会进入塑性形变期。材料一旦进入塑性形变,当外力,材料的原尺寸和形状不可恢复!而这个造成两种形变的的临界点的强度,就是材料的屈服强度!对应施加的拉力而言,这个临界点的拉力值,叫屈服点。从晶体角度来说,只有拉力超过屈服点,材料的晶体结合才开始被破坏!材料的破坏,是从屈服点就已经开始,而不是从断裂的时候开始的!弄清楚这两个强度怎么来的了,所以说,屈服强度高的材料,能承受的破坏力就

弹簧的强度分析及影响因素文库

1、屈服强度 材料的屈服强度和疲劳极限之间有一定的关系,一般来说,材料的屈服强度越高,疲劳强度也越高,因此,为了提高弹簧的疲劳强度应设法提高弹簧材料的屈服强度,或采用屈服强度和抗拉强度比值高的材料。对同一材料来说,细晶粒组织比粗细晶粒组织具有更高的屈服强度。 2、表面状态 最大应力多发生在弹簧材料的表层,所以弹簧的表面质量对疲劳强度的影响很大。弹簧材料在轧制、拉拔和卷制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成弹簧疲劳断裂的原因。材料表面粗糙度愈小,应力集中愈小,疲劳强度也愈高。材料表面粗糙度对疲劳极限的影响。随着表面粗糙度的增加,疲劳极限下降。在同一粗糙度的情况下,不同的钢种及不同的卷制方法其疲劳极限降低程度也不同,如冷卷弹簧降低程度就比热卷弹簧小。因为钢制热卷弹簧及其热处理加热时,由于氧化使弹簧材料表面变粗糙和产生脱碳现象,这样就降低了弹簧的疲劳强度。 对材料表面进行磨削、强压、抛丸和滚压等。都可以提高弹簧的疲劳强度。 3、尺寸效应 材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。 4、冶金缺陷 冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大提高钢材的质量。 5、腐蚀介质 弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在交变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。腐蚀对弹簧疲劳强度的影响,不仅与弹簧受交变载荷的作用次数有关,而且与工作寿命有关。所以设计计算受腐蚀影响的弹簧时,应将工作寿命考虑进去。 在腐蚀条件下工作的弹簧,为了保证其疲劳强度,可采用抗腐蚀性能高的材料,如不锈钢、非铁金属,或者表面加保护层,如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。实践表明镀镉可以大大提高弹簧的疲劳极限。 6、温度 碳钢的疲劳强度,从室温到120℃时下降,从120℃到350℃又上升,温度高于350℃以后又下降,在高温时没有疲劳极限。在高温条件下工作的弹簧,要考虑采用耐热钢。在低于室温的条件下,钢的疲劳极限有所增加。 有关以上这些影响疲劳强度因素的具体数值,参看有关资料。 一般材料表中所给出的б-1和τ-1值是指材料表面光滑和在空气介质中所得的数据。如果所设计的弹簧的工作条件与上述条件不符、则应对б-1和τ-1进行修正,一般考虑的影响因素有应力集中、表面状况、尺寸大小、温度等,分别采用应力集中系数Kб(Kτ)、表面状态系数K?、尺寸系数Kε、温度系数Kt等来表示,则实际的疲劳极限为 ——摘自《钢铁百科》网站

抗拉强度和屈服强度.

抗拉强度和屈服强度 抗拉强度 抗拉强度(tensile strength) 抗拉强度(бb)指材料在拉断前承受最大应力值。 当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,钢材抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。 单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度:extensional rigidity. 抗拉强度=Eh,其中E为杨氏模量,h为材料厚度 目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 拉伸强度 拉伸强度(tensile strength)是指材料产生最大均匀塑性变形的应力。 (1)在拉伸试验中,试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力即为拉伸强度,其结果以MPa 表示。有些错误的称之为抗张强度、抗拉强度等。 (2)用仪器测试样拉伸强度时,可以一并获得拉伸断裂应力、拉伸屈服应力、断裂伸长率等数据。 (3)拉伸强度的计算: σt = p /(b×d) 式中,σt为拉伸强度(MPa);p为最大负荷(N);b为试样宽度(mm);d为试样厚度(mm)。 注意:计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积,而不是断裂后端口截面积。 屈服强度 材料拉伸的应力-应变曲线 yield strength 是材料屈服的临界应力值。 (1)对于屈服现象明显的材料,屈服强度就是在屈服点在应力(屈服值);(2)对于屈服现象不明显的材料,与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值(通常为0.2%的永久形变)时的应力。通常用作固体材料力学机械性能的评价指标,是材料的实际使用极限。因为材料屈服后产生颈缩,应变增大,使材料失去了原有功能。 当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到B点后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这

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