Ⅰ 钢的强度是由什么因素决定的
含碳量来决定的
Ⅱ 影响钢材疲劳强度的主要因素有哪些
1、尺寸效应
材料的尺寸愈大,由于各种冷加工和热加工工艺所造成的缺陷可能性愈高,产生表面缺陷的可能性也越大,这些原因都会导致疲劳性能下降。因此在计算弹簧的疲劳强度时要考虑尺寸效应的影响。
2、冶金缺陷
冶金缺陷是指材料中的非金属夹杂物、气泡、元素的偏析,等等。存在于表面的夹杂物是应力集中源,会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。采用真空冶炼、真空浇注等措施,可以大大提高钢材的质量。
3、腐蚀介质
弹簧在腐蚀介质中工作时,由于表面产生点蚀或表面晶界被腐蚀而成为疲劳源,在变应力作用下就会逐步扩展而导致断裂。例如在淡水中工作的弹簧钢,疲劳极限仅为空气中的10%~25%。
在腐蚀条件下工作的弹簧,为了保证其疲劳强度,可采用抗腐蚀性能高的材料,如不锈钢、非铁金属,或者表面加保护层,如镀层、氧化、喷塑、涂漆等。
(2)钢材强度跟什么有关扩展阅读
构件截面改变越激烈,应力集中系数就越大。因此工程上常采用改变构件外形尺寸的方法来减小应力集中。如采用较大的过渡圆角半径,使截面的改变尽量缓慢,如果圆角半径太大而影响装配时,可采用间隔环。
既降低了应力集中又不影响轴与轴承的装配。此外还可采用凹圆角或卸载槽以达到应力平缓过渡。
设计构件外形时,应尽量避免带有尖角的孔和槽。在截面尺寸突然变化处(阶梯轴),当结构需要直角时,可在直径较大的轴段上开卸载槽或退刀槽减小应力集中;当轴与轮毂采用静配合时,可在轮毂上开减荷槽或增大配合部分轴的直径,并采用圆角过渡,从而可缩小轮毂与轴的刚度差距,减缓配合面边缘处的应力集中。
一般说,构件表层的应力都很大,例如在承受弯曲和扭转的构件中,其最大应力均发生在构件的表层。同时由于加工的原因,构件表层的刀痕或损伤处,又将引起应力集中。
因此,对疲劳强度要求高的构件,应采用精加工方法,以获得较高的表面质量。特别是对高强度钢这类对应力集中比较敏感的材料,其加工更需要精细。
Ⅲ 影响钢材强度的因素
宏观与矿石质量、炼钢工艺、加工工艺有关。
微观与元素含量有关,如P、S、Mo、Cr、Mn等元素有关。
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Ⅳ 钢的硬度,强度,塑性,韧性与含碳量有什么关系
答:随着钢中含碳量的增加,塑性、韧性下降,硬度增加。当含碳量小于0.9%时,含碳量增加,钢的强度增加。而当含碳量大于0.9%时,渗碳体以网状分布于晶界或以粗大片状存在,使得强度随之下降。
Ⅳ 钢材设计强度是根据什么确定
钢材设计强度是根据钢材答袭拆的屈服强度、抗拉强度、抗压强度等物理性能参数清枣确定的。专业人士会根据不同工况,使用符合国家相关标准的钢材,从而确保禅亮钢材的使用强度。
Ⅵ 决定钢材硬度、强度、韧性、弹性的物质是什么
对钢材性能产生影响的元素
钢材的质量及性能是根据需要而确定的,不同的需要,要有不同的元素含量.
(
1
)碳;含碳量越高,刚的硬度就越高,但是它的可塑性和韧性就越差.
(
2
)硫;是钢中的有害杂物,含硫较高的钢在高温进行压力加工时,容易脆裂,通常叫作热脆性.
(
3
)磷;能使钢的可塑性及韧性明显下降,特别的在低温下更为严重,这种现象叫作冷脆性.在优质钢中,硫和磷要严格控制.但从另方面看,在低碳钢中含有较高的硫和磷,能使其切削易断,对改善钢的可切削性是有利的.
(
4
)锰;能提高钢的强度,能消弱和消除硫的不良影响,并能提高钢的淬透性,含锰量很高的高合金钢(高锰钢)具有良好的耐磨性和其它的物理性能.
(
5
)硅;它可以提高钢的硬度,但是可塑性和韧性下降,电工用的钢中含有一定量的硅,能改善软磁性能.
(
6
)钨;能提高钢的红硬性和热强性,并能提高钢的耐磨性.
(
7
)铬;能提高钢的淬透性和耐磨性,能改善钢的抗腐蚀能力和抗氧化作用.
(
8
)钒;能细化钢的晶粒组织,提高钢的强度,韧性和耐磨性.当它在高温熔入奥氏体时,可增加钢的淬透性;反之,当它在碳化物形态存在时,就会降低它的淬透性.
(
9
)钼;可明显的提高钢的淬透性和热强性,防止回火脆性,提高剩磁和娇顽力.
(
10
)钛;能细化钢的晶粒组织,从而提高钢的强度和韧性.在不锈钢中,钛能消除或减轻钢的晶间腐蚀现象.
(
11
)镍;能提高钢的强度和韧性,提高淬透性.含量高时,可显著改变钢和合金的一些物理性能,提高钢的抗腐蚀能力.
(
12
)硼;当钢中含有微量的(
0.001
-
0.005
%)硼时,钢的淬透性可以成倍的提高.
(
13
)铝;能细化钢的晶粒组织,阻抑低碳钢的时效.提高钢在低温下的韧性,还能提高钢的抗氧化性,提高钢的耐磨性和疲劳强度等.
(
14
)铜;它的突出作用是改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能,特别是和磷配合使用时更为明显.
Ⅶ 影响钢材疲劳强度的因素是什么采取什么措施防止钢材的疲劳破坏
外部因素:1.工作条件包括载荷条件(应力状态,应力比,过,次载情况回,平均应力)载荷频率,环境答温度,环境介质
内部因素:1.力学上的:尺寸效应,表面粗糙度,缺口效应,残余应力(残余压应力提高疲劳强度,残余压应力降低疲劳强度)等
2.材料内部组织,合金成分:如结构钢,其中的碳能够强化基体,同时又可形成弥散碳化物进行弥散强化,提高材料的变形抗力,阻止疲劳裂纹的产生,从而提高疲劳强度,其他的合金元素可提高钢材的淬透性和改善钢材的强韧性来影响疲劳强度的。
从材料的热处理和组织来看,正火组织的疲劳强度最低,淬火回火的组织疲劳强度较高,回火马氏体的疲劳强度最高,回火托氏体次之,回火索氏体最低;淬火钢中若存在未溶铁素体和未转变的残余奥氏体,或是非马氏体组织,因他们都是比马氏体软的组织容易过早形成疲劳裂纹,会降低疲劳强度。
另外钢材中的非金属类夹杂物和冶金缺陷都会降低疲劳强度,因为这些都是萌生疲劳裂纹的发源地。
提高钢材疲劳强度的措施:降低应力集中,降低表面粗糙度,采用表面强化(表面喷丸,滚压,表面热处理,表面化学热处理如渗碳,渗氮等工艺),使用材料时注意材料纤维组织的方向,沿着纤维的方向疲劳强度高。
Ⅷ 钢材的设计强度是根据什么确定的
钢材的设计强度是根据屈服强度确定的。
屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服现象出现的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。
大于屈服强度的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。
标准
建设工程上常用的屈服标准有三种:
1、比例极限应力-应变曲线上符合线性关系的最高应力,国际上常采用σp表示,超过σp时即认为材料开始屈服。
2、弹性极限试样加载后再卸载,以不出现残留的永久变形为标准,材料能够完全弹性恢复的最高应力。国际上通常以ReL表示。应力超过ReL时即认为材料开始屈服。
3、屈服强度 以规定发生一定的残留变形为标准,如通常以0.2%残留变形的应力作为屈服强度,符号为Rp0.2。
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1、能力不同
抗拉强度是抵抗最大变形的能力,屈服强度是抵抗起始变形的能力。
2、获取形式不同
抗拉强度是通过单向拉伸试验获得的金属材料力学性能指标。
屈服强度是通过对金属材料施压来获得金属材料力学性能指标。
3、意义不同
抗拉强度的意义:
σb标志韧性金属材料的实际承载能力,但这种承载能力仅限于光滑试样单向拉伸的受载条件,而且韧性材料的σb不能作为设计参数,因为σb对应的应变远非实际使用中所要达到的。
如果材料承受复杂的应力状态,则σb就不代表材料的实际有用强度。由于σb代表实际机件在静拉伸条件下的最大承载能力,且σb易于测定,重现性好,所以是工程上金属材料的重要力学性能标志之一,广泛用作产品规格说明或质量控制指标。
屈服强度的意义:
屈服强度不仅有直接的使用意义,在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高,对应力腐蚀和氢脆就敏感;材料屈服强度低,冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此,屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。
参考资料来源:网络-屈服强度
参考资料来源:网络-抗拉强度
Ⅸ 钢材强度和硬度的关系
钢材的强度与硬度成正比,钢材的抗拉强度是布氏硬度的约0.33-0.36倍的关系。
金属的各种硬度值与其强度值之间在理论上并无严格的相互关系,但根据大量的试验可粗略地得到换算值或换算关系。
根据试验研究总结出的经验公式,金属的抗拉强度σb与布氏硬度HB之间有近似关系为:
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钢材的不同分类如下:
1、按碳含量高低分类:
低碳钢:碳含量一般低于0.25%(质量分数);
中碳钢:碳含量一般为0.25%~0.60%(质量分数);
高碳钢:碳含量一般高于于0.60%(质量分数)。
2、按品质分类:
优质钢(P、S均≤0.035%) 、高级优质钢(P≤0.035%,S≤0.030%)
3、按成形方法:
锻钢;铸钢;热轧钢;冷拉钢。