什么是屈服極限

1.屈服點（σs）

鋼材或試樣在拉伸時，當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限，即使應(yīng)力不再增加，而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形，稱此現(xiàn)象為屈服，而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的小應(yīng)力值即為屈服點。

設(shè)Ps為屈服點s處的外力，Fo為試樣斷面積，則屈服點σs =Ps/Fo(MPa)，MPa稱為兆帕等于N（牛頓）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）

2.屈服強(qiáng)度（σ0.2）

有的金屬材料的屈服點極不明顯，在測量上有困難，因此為了衡量材料的屈服特性，規(guī)定產(chǎn)生殘余塑性變形等于一定值（一般為原長度的0.2%）時的應(yīng)力，稱為條件屈服強(qiáng)度或簡稱屈服強(qiáng)度σ0.2 。

3.抗拉強(qiáng)度（σb）

材料在拉伸過程中，從開始到發(fā)生斷裂時所達(dá)到的大應(yīng)力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強(qiáng)度相應(yīng)的還有抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等。

設(shè)Pb為材料被拉斷前達(dá)到的大拉力，Fo為試樣截面面積，則抗拉強(qiáng)度σb= Pb/Fo （MPa）。

4.伸長率（δs）

材料在拉斷后，其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。

5.屈強(qiáng)比（σs/σb）

鋼材的屈服點（屈服強(qiáng)度）與抗拉強(qiáng)度的比值，稱為屈強(qiáng)比。屈強(qiáng)比越大，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高，一般碳素鋼屈強(qiáng)比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。

6.彎曲強(qiáng)度：材料在彎曲負(fù)荷作用下破裂或達(dá)到規(guī)定撓度時能承受的大應(yīng)力，用N/M^2[帕]表示。

屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)

建設(shè)工程上常用的屈服標(biāo)準(zhǔn)有三種：

1、比例極限應(yīng)力-應(yīng)變曲線上符合線性關(guān)系的應(yīng)力，國際上常采用σp表示，超過σp時即認(rèn)為材料開始屈服。

2、彈性極限 試樣加載后再卸載，以不出現(xiàn)殘留的變形為標(biāo)準(zhǔn)，材料能夠完全彈性恢復(fù)的應(yīng)力。國際上通常以Rel表示。應(yīng)力超過Rel時即認(rèn)為材料開始屈服。

3、屈服強(qiáng)度 以規(guī)定發(fā)生一定的殘留變形為標(biāo)準(zhǔn)，如通常以0.2%殘留變形的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，符號為Rp0.2。

影響屈服強(qiáng)度的因素

影響屈服強(qiáng)度的內(nèi)在因素有：結(jié)合鍵、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性。

如將金屬的屈服強(qiáng)度與陶瓷、高分子材料比較可看出結(jié)合鍵的影響是根本性的。從組織結(jié)構(gòu)的影響來看，可以有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度，這就是：(1)固溶強(qiáng)化；(2)形變強(qiáng)化；(3)沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化；(4)晶界和亞晶強(qiáng)化。沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化是工業(yè)合金中提高材料屈服強(qiáng)度的常用的手段。在這幾種強(qiáng)化機(jī)制中，前三種機(jī)制在提高材料強(qiáng)度的同時，也降低了塑性，只有細(xì)化晶粒和亞晶，既能提高強(qiáng)度又能增加塑性。

影響屈服強(qiáng)度的外在因素有：溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。

隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高,材料的屈服強(qiáng)度升高，尤其是體心立方金屬對溫度和應(yīng)變速率特別敏感，這導(dǎo)致了鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。雖然屈服強(qiáng)度是反映材料的內(nèi)在性能的一個本質(zhì)指標(biāo)，但應(yīng)力狀態(tài)不同，屈服強(qiáng)度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強(qiáng)度一般是指在單向拉伸時的屈服強(qiáng)度。

屈服強(qiáng)度的工程意義

傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計方法，對塑性材料，以屈服強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定許用應(yīng)力[σ]=σys/n，安全系數(shù)n一般取2或更大，對脆性材料，以抗拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定許用應(yīng)力[σ]=σb/n，安全系數(shù)n一般取6。

需要注意的是，按照傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計方法，必然會導(dǎo)致片面追求材料的高屈服強(qiáng)度，但是隨著材料屈服強(qiáng)度的提高，材料的抗脆斷強(qiáng)度在降低，材料的脆斷危險性增加了。

屈服強(qiáng)度不僅有直接的使用意義，在工程上也是材料的某些力學(xué)行為和工藝性能的大致度量。例如材料屈服強(qiáng)度增高，對應(yīng)力腐蝕和氫脆就敏感；材料屈服強(qiáng)度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服強(qiáng)度是材料性能中不可缺少的重要指標(biāo)

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