A. 衡量鋼材力學性能的四大指標是什麼
衡量
鋼材
力學性能
的四大指標:
1.
強度:鋼材在外力作用下,抵抗過大(
塑性
)變形和斷裂的能力。
應力
所能達到的某些
最大值
,也是材料
本構關系
曲線
上的某些應力
特徵點
。
指標:屈服點fy(σs)
極限強度fu(σb)
彈性:鋼材在外力作用下產生變形,在
外力
取消後恢復原狀的性能。
指標:比例極限fp,
彈性極限
fe,
彈性模量
E
σ<fy理想的彈性體:變形小且可恢復,且有強度儲備
σ≥
fy理想的塑性體:變形大且不可恢復,也沒有強度儲備
所以一般可將鋼材視為理想的
彈塑性
材料。通常取屈服點作為
強度標准值
,而且取受拉和受壓的屈服點相同。一則極限強度與屈服點之間的強度差作為儲備,留有強度餘地;二則屈服點對應的應變(
宏觀
為變形)很小,可以滿足正常使用的要求,而極限強度對應的應變(變形)很要大近20倍左右,無法滿足正常使用的要求。
2.
塑性:鋼材受力斷裂過程中發生不能恢復的殘余變形的能力。
指標:伸長率
說明:因標距不同,有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d),但後一種已
基本上
不再採用,一則兩者共存容易產生混淆,二則可節省試件鋼材。
斷面收縮率
後者與標距無關,
表徵
塑性較前者更好,但
測量誤差
較大。塑性越好,越不容易發生
脆性斷裂
,受力過程中,應力和
內力
重分布就越充分,設計就越安全,破壞前的預兆越明顯。Z向(
厚度
方向性能)
鋼板
就是採用厚度方向拉伸的斷面收縮率作為性能
級別
的劃分
依據
。
3.
冷彎性能:常溫下鋼材承受彎曲加工變形的能力。
將試件冷彎180o而不出現
裂紋
或分層。
定性指標:合格或不合格。
冷彎性能合格的鋼材才具有良好的常溫加工
工藝性能
。
4.
韌性:鋼材在沖擊
荷載
作用下,變形和斷裂過程中吸收
機械能
的能力。
綜合反映鋼材的內在質量及力學性能,是強度和塑性的綜合指標(σ~ε曲線和
坐標軸
圍成的
面積
)。是衡量鋼材抵抗因
低溫
、應力集中、沖擊荷載等作用而脆性斷裂的能力。
指標:沖擊功Akv
原為梅氏(Mesnager)U形
缺口
試件,現採用
夏比
(Charpy)
V形缺口試件。
B. 衡量鋼材力學性能的常用指標有哪
衡量鋼材力學性能的四大指標:
1.
強度:鋼材在外力作用下,抵抗過大(塑性)變形和斷裂的能力。應力所能達到的某些最大值,也是材料本構關系曲線上的某些應力特徵點。
指標:屈服點fy(σs)
極限強度fu(σb)
彈性:鋼材在外力作用下產生變形,在外力取消後恢復原狀的性能。
指標:比例極限fp,彈性極限fe,彈性模量e
σ<fy
理想的彈性體:變形小且可恢復,且有強度儲備
σ≥
fy
理想的塑性體:變形大且不可恢復,也沒有強度儲備
所以一般可將鋼材視為理想的彈塑性材料。通常取屈服點作為強度標准值,而且取受拉和受壓的屈服點相同。一則極限強度與屈服點之間的強度差作為儲備,留有強度餘地;二則屈服點對應的應變(宏觀為變形)很小,可以滿足正常使用的要求,而極限強度對應的應變(變形)很要大近20倍左右,無法滿足正常使用的要求。
2.
塑性:鋼材受力斷裂過程中發生不能恢復的殘余變形的能力。
指標:伸長率
說明:因標距不同,有δ5(l0=5d)和δ10(l0=10d),但後一種已基本上不再採用,一則兩者共存容易產生混淆,二則可節省試件鋼材。
斷面收縮率
後者與標距無關,表徵塑性較前者更好,但測量誤差較大。塑性越好,越不容易發生脆性斷裂,受力過程中,應力和內力重分布就越充分,設計就越安全,破壞前的預兆越明顯。z向(厚度方向性能)鋼板就是採用厚度方向拉伸的斷面收縮率作為性能級別的劃分依據。
3.
冷彎性能:常溫下鋼材承受彎曲加工變形的能力。
將試件冷彎180o而不出現裂紋或分層。
定性指標:合格或不合格。
冷彎性能合格的鋼材才具有良好的常溫加工工藝性能。
4.
韌性:鋼材在沖擊荷載作用下,變形和斷裂過程中吸收機械能的能力。
綜合反映鋼材的內在質量及力學性能,是強度和塑性的綜合指標(σ~ε曲線和坐標軸圍成的面積)。是衡量鋼材抵抗因低溫、應力集中、沖擊荷載等作用而脆性斷裂的能力。
指標:沖擊功akv
原為梅氏(mesnager)u形缺口試件,現採用夏比(charpy)
v形缺口試件。