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材料过程中屈服强度的工程意义

  • 发布日期:2014-05-05      浏览次数:2138
    •         屈服强度的工程意义,在传统的强度设计方法中,对塑性材料,以屈服强度为标准,规定许用应力[σ]=σys/n,安全系数n一般取2或更大,对脆性材料,以抗拉强度为标准,规定许用应力[σ]=σb/n,安全系数n一般取6。在此需要注意的是,按照传统的强度设计方法,必然会导致片面追求材料的高屈服强度,但是随着材料屈服强度的提高,材料的抗脆断强度在降低,材料的脆断危险性增加了。
             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*的重要指标。材料开始屈服以后,继续变形将产生加工硬化.加工硬化指数n的实际意义。加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后,继续变形时材料的应变硬化情况,它决定了材料开始发生颈缩时的zui大应力。n还决定了材料能够产生的zui大均匀应变量(见1.3.3内容),这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。
             对于工作中的零件,也要求材料有一定的加工硬化能力,否则,在偶然过载的情况下,会产生过量的塑性变形,甚至有局部的不均匀变形或断裂,因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。
      G形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数n=0.5,因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高,但如用冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过铅浴等温处理后拉拔,可以达到2000MPa以上。但是,传统的形变强化方法只能使强度提高,而塑性损失了很多。现在研制的一些新材料 中,注意到当改变了显微组织和组织的分布时,变形中既能提高强度又能提高塑性。
             抗拉强度在材料不产生颈缩时抗拉强度代表断裂抗力。脆性材料用于产 品设计时,其许用应力是以抗拉强度为依据的。抗拉强度对一般的塑性材料有什么意义呢?虽然抗拉强度只代表产生zui大均匀塑性变形抗力,但它表示了材料在静拉 伸条件下的极限承载能力。对应于抗拉强度σb的外载荷,是试样所能承受的zui大载荷,尽管此后颈缩在不断发展,实际应力在不断增加,但外载荷却是在很快下降的。
             材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。严格的说,它应该是真应力-应变曲线下所包围的面积也就是工程上为了简化方便,近似地采取:对塑性材料静力韧度是一个强度与塑性的综合指标。单纯的高强度材料象弹簧钢,其静力韧度不高,而只具有很好塑性的低碳钢也没有高的静力韧 度,只有经淬火高温回火的中碳(合金)结构钢才具有zui高的静力韧度硬度并不是金属独立的基本性能,它是指金属在表面上的不大体积内抵抗变形或者破裂的能 力。

       

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