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钢铁材料的力学性能

发布时间 :2015-04-23 15 浏览次数:

序号	名　称	量的符号	单位符号	含　　　　义
一	强度			强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力
1	抗拉强度	σ_b	MPa	金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度　　　　　　　　 P_b 　　　　　　σ_b＝—— 　　　　　　　　 Fo 式中 P_b——试样拉断前的最大负荷（N）　　 Fo——试样原横截面积（mm ²）
2	抗弯强度	σ_bb	MPa	试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力　　　　　　　　8PL 对圆试样：σ_bb＝—— 　　　　　　　　πd³ 　　　　　　　　8PL 对矩形试样：σ_bb＝—— 　　　　　　　　 2bh² 式中 P——试样所承受最大集中载荷（N）　　 L——两支承点间的跨距(mm) 　　d——圆试样截面之外径(mm) 　　b——矩形截面试样之宽度(mm) 　　h——矩形截面试样之宽度(mm)
3	抗压强度	σ_b_c	MPa	材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度　　　　　　　　　P_bc 　　　　　　σ_b_c＝—— 　　　　　　　　　Fo 式中 P_bc——试样所受最大集中载荷（N）　　 Fo——试样原横截面积（mm ²）
4	抗剪强度	r、σ_r	MPa	试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力　　　　　P 双剪:σ_r＝—— ；　　　　　2Fo 　　　　 P 单剪:σ_r＝—— ；　　　　　Fo 式中 P——剪切时的最大负荷（N）　　 Fo——受剪部位的横截面积（mm ²）
5	抗扭强度	τ_b	MPa	指外力是扭转力的强度极限　　　3M_b 　τ_b≈—— （适用于钢材）　　　 4W_p　　　　M_b 　τ_b≈—— （适用于铸铁）　　　 W_p 式中M_b——扭转力矩（N·mm）　　W_p——扭转时试样截面的极断面系数（mm²）
6	屈服点	σ_s	MPa	金属度样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限　　　 P_s 　σ_s=—— 　　　Fo　　　式中P_s——屈服载荷（N）　　Fo——试样原横截面积（mm²）
7	屈服强度	σ_0.2	MPa	对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限　　　　P_0.2 　σ_0.2=—— 　　　　Fo　　　式中P_0.2——试样产生永久变形为0.2%时的载荷（N）　　Fo——试样原横截面积（mm²）
8	持久强度	σ0.2/时间(h)	MPa	金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经10^{5h后的断裂强度}
9	蠕变强度	温度 σ —— 　应变量/时间	MPa	金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样生产一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如 ^{500 σ—— = 100MPa，　1/100000 表示材料在500℃温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标}
二	弹性			弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。
1	弹性模量	E	GPa	在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数
2	切变模量	G	GPa	金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模量。
3	弹性极限	σ_e	MPa	金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限。
4	比例极限	σ_p	MPa	在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限　　　 P_p 　σ_0.2=—— 　　　　Fo　　　式中P_p——规定比例极限负荷(N) 　　Fo——试样原横截面积（mm²）
三	塑性			所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力
1	伸长率	δ	%	金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距分部所增加的长度与原标距长度的百分比。δs是标距为5倍直径时的伸长率，δ10是标距为10倍直径时的伸长率
2	断面收缩率	ψ	%	金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比
3	泊松比	μ	/	对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比　　 E 　μ=— - 1 　　 2G　　　式中E——弹性模量（GPa）　　G——切变模量（GPa）
四	韧性			所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力
1	冲击韧度	α_KU或α_KV	J/cm²	冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（α_KU或α_KV）作为标准的，它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功（A_KU或A_KV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量
2	冲击吸收功	A_KU或A_KV	J	由于α_K值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而α_K值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲击韧度的指标　　　　 A_KU 　α_KU = ——；　　　　F 　　　　A_KU 　α_KV= ——；　　　　F 式中α_KU ——夏比U形缺口试样冲击值（J/cm²）　　α_KV ——夏比V形缺口试样冲击值（J/cm²）　　A_KU ——夏比U形缺口试样冲断时所消耗的功（J）　　A_KV ——夏比V形缺口试样冲断时所消耗的功（J）　　F——试样缺口处的横截面积（cm²）
五	疲劳			金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳
1	疲劳极限	σ_-1	MPa	金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限
2	疲劳强度	σ_N	MPa	金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示
六	硬度			硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标
1	布氏硬度	HBS	/	用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW
2	洛氏硬度	HRA HRB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK	/	用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，测残余压痕深度增量计算的硬度值洛氏硬度试验分A、B、C、D、E、F、G、H、K标尺
3	维氏硬度	HV	/	用金刚石正四棱体压头以49.03-980.7N的试验力压力试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测压痕对角线长度的计算的硬度值
4	肖氏硬度	HSC HSD	/	用金刚石或钢球冲头一定高度落到试样表面，测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为HSC，指示型硬度计的硬度符号为HSD
七	减摩、耐磨性
1	摩擦因数	μ	/	相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力（F）与施加在摩擦部位的垂直载荷（N）的比值，称为摩擦因数　　 F 　μ=— 　　 N　式中：F——摩擦力（N）　　　N—施加在摩擦部件上的垂直载荷（N)
2	磨耗量	W V	g cm ³	试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量（g）或体积（cm ³）之量，称为磨耗量（或磨损量），以磨去体积表示者称为体积磨耗V
3	相对耐磨系数	ε	/	在模拟耐磨试验机上，采用65Mn（52-53HRC）作为标准试样，在相同条件下，标准试样磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比，称为被测材料的相对耐磨系数

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