什麼是屈服強度和抗拉強度

2021-08-08 14:20:38 字數 1804 閱讀 3694

弄清楚這兩個強度怎麼來的了,所以說,屈服強度高的材料,能承受的破壞力就大,這是正確的。

但我要說的是不管哪個強度,只拿乙個來說事,都不能說明這種材料安全與否或者結實與否!

咱們這裡就說鋼材吧,別的不說了。關於屈服強度和抗拉強度還有乙個引數,可能知道的人不多,它究竟起什麼左右,可能知道的人更少。這個引數就是屈強比!

屈強比就是屈服強度和抗拉強度的比值。範圍是0~1之間。屈強比是衡量鋼材脆性的指標之一。

屈強比越大,表明鋼材屈服強度和抗拉強度的差值越小,鋼材的塑性越差,脆性就越大!

為什麼這樣說呢,這裡要引進乙個新的指標——延伸率。通俗一點說就是鋼材被拉斷後,和原來比,伸長了多少。這是檢驗鋼材塑性好壞的乙個重要指標。

這個數值越大,表明鋼材的延展性越好。上面我說了,當鋼材拉伸超過屈服點之後,這個時候的鋼材已經不可能恢復原來的尺寸,一直到斷裂,鋼材都在不斷的被拉長。屈強比越大,屈服強度和抗拉強度的差值越小,那麼在的加荷速率不變的情況下,鋼材被拉長的時間就越短,那麼延伸率就越低。

有點羅嗦了!下面進入正題!

根據能量守恆定律,能量只能轉換或者傳遞。當鋼材被拉伸的時候,歸根結底是能量的轉換吸收。在屈服點之前,鋼材處於彈性形變期,外部拉力幾乎全部被彈力抵消**化為彈性勢能),外來能量並沒有多少被吸收或者轉化,只有少量轉化為熱能。

當過屈服點之後,外力部分被彈力抵消**化為彈性勢能),而部分則被轉化為熱能,外力的作用於鋼材上的能量,主要是在塑性形變期被吸收的!

我上面提到,材料的破壞是從屈服點開始的。屈強比越低,那麼材料從開始破壞到斷裂的時間越長,屈強比越高,材料從開始破壞到斷裂的時間越短。能量在屈服點到斷裂點之間被大量轉化為熱能。

所以,單純說屈服強度高或者抗拉強度高,那麼這種材料就一定好或者更安全。未必!只有屈服強度高,同時屈強比低的鋼材,才更安全一些!

可惜,這樣的鋼材成本太高,都不大可能被用於民用車輛上。

現在鋼材除強度,還有乙個重要的指標就是韌性!到目前為止,我還沒有看到那一家車企對所用鋼材的韌性如何做乙個描述!基本上都是對鋼材的強度大肆渲染!

恰恰相反的是,在絕大多數情況下,提高鋼材的強度,往往會降低鋼材的韌性!降低韌性,就是增加脆性!而鋼材的韌性,是關係到鋼材安全的乙個重要指標

有乙個指標可能被車企有意無意的遺忘了——衝擊韌性或衝擊功。

用相同的力,推你一下或者猛擊你一下,哪個對你的傷害大?答案很明顯!鋼材的抗衝擊能力高低,才是關係的安全的重要因素!

沒見過那次車禍是慢慢加力直到把車拉斷的吧?都是瞬間撞擊!如果你扛不住瞬間作用力,你抗拉強度再大有毛用?

從現在已經直到的鋼材來看,凡是大於1000mpa的強度,大多是抗拉強度,屈服強度超過800mpa也不是什麼困難的事情,比如40cr這種常見的「萬能鋼」(基本上屬於幹啥都行的),一般的調製工藝屈服強度也能接近800mpa,抗拉強度900mpa以上。

但是三者兼顧,高屈服、高延伸、有良好抗衝擊能力就比較難了!幾乎所有的鋼材都存在同樣的問題,那就是在提高鋼材強度的同時,降低鋼材的抗衝擊能力!比如10.

9級的高強螺栓,抗拉強度在1040-1240mpa為合格,屈服強度大於940mpa,延伸率大於10%,衝擊韌性59j/cm2;而同材質8.8級高強螺栓(低乙個級別),抗拉強度在830-1030mpa為合格,屈服強度大於660mpa,延伸率大於12%,衝擊韌性78j/cm2。

所以,對於絕大多數金屬材料而言,在提公升某些技術指標效能的同時,是以降低某些技術效能指標為代價來實現的。是不能兼顧的。鋼鐵工業是人類最成熟的工業技術之一,沒有什麼太多的秘密。

鋼鐵材料的各項技術指標,並非是越高越好,或者越低越好,而是根據需要,將各項指標調整到乙個能夠兼顧的範圍內。對於我們行業的人而言,鋼材除了結構上有問題外(指的產品缺陷),各項技術指標沒有好壞之分,要看你在**用。只有用錯地方,而沒有用錯東西一說。

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