关于金属屈服强度、抗拉强度与硬度知识解读
一、金属的力学性能概览
1. 屈服现象及屈服点(σs)
在钢材或试样的拉伸过程中,当应力超过其弹性极限后,即使应力不再增加,材料仍会持续发生塑性变形。这一现象称为屈服现象。屈服现象发生时,所对应的最小应力值即为屈服点。
使用公式Ps/Fo可计算屈服点σs,其中Ps为屈服点处的外力,Fo为试样的断面积。
2. 条件屈服强度(σ0.2)
对于某些金属材料,其屈服点可能并不明显,测量起来存在困难。为了衡量这类材料的屈服特性,我们引入了条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。这是指材料产生永久残余塑性变形达到原长度0.2%时的应力。
3. 抗拉强度的诠释(σb)
材料在拉伸过程中达到的最大应力值被称作抗拉强度。这一强度指标反映了钢材抵抗断裂的能力大小。
通过公式Pb/Fo可计算抗拉强度σb,其中Pb为材料被拉断前的最大拉力,Fo为试样的截面面积。
二、其他力学性能指标
4. 伸长率(δs)
伸长率表示材料在拉断后的塑性伸长长度与原试样长度的百分比。
5. 屈强比(σs/σb)
屈强比反映了钢材的屈服点(或屈服强度)与抗拉强度的比值。屈强比越大,结构零件的可靠性越高。不同类型钢材的屈强比有所不同。
三、金属硬度概述
6. 硬度的定义及重要性
硬度是金属材料抵抗压入其表面的能力,是衡量金属材料性能的重要指标。硬度越高,材料的耐磨性通常越好。
(1) 布氏硬度(HB)
布氏硬度是以特定载荷将一定大小的淬硬钢球压入材料表面,然后根据负荷与其压痕面积之比值来测定。
(2) 洛氏硬度(HR)
洛氏硬度适用于较高或无法使用布氏硬度测量的材料。它通过使用金刚石圆锥体或钢球在一定载荷下压入材料表面来测量。根据材料硬度的不同,分为HRA、HRB和HRC三种标度。
(3) 维氏硬度(HV)
维氏硬度采用特定载荷和金刚石方形锥压入器压入材料表面,通过材料压痕凹坑的表面积除以载荷值来计算。
金属的力学性能包括多个方面,从屈服强度、抗拉强度到硬度等都是评估金属材料性能的重要指标。了解这些性能指标有助于更好地选择和应用金属材料。