钢铁材料的力学性能

1、.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bMPa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：PbbFo 式中 Pb试样拉断前的最大负荷（N）Fo试样原横截面积（mm）2抗弯强度bbMPa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：bbd3 8PL 对矩形试样：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bcMPa材料在压力作用下

2、不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度Pbc bc Fo 式中 Pbc试样所受最大集中载荷（N） Fo试样原横截面积（mm）4抗剪强度r、rMPa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:r ；2Fo P 单剪: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）5抗扭强度bMPa指外力是扭转力的强度极限 3Mb b （适用于钢材） 4Wp Mb b （适用于铸铁） Wp 式中Mb扭转力矩（Nmm） Wp扭转时试样截面的极断面系数（mm）6屈服点sMPa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

3、的应力，称为屈服点或屈服极限： Ps s= Fo式中Ps屈服载荷（N） Fo试样原横截面积（mm）7屈服强度0.2MPa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： P0.2 0.2= Fo式中P0.2试样产生永久变形为0.2%时的载荷（N） Fo试样原横截面积（mm）8持久强度0.2/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105h后的断裂强度。9蠕变强度 温度 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

4、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 = 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EGPa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GGPa金属在弹性范围内，当进行扭

5、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eMPa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pMPa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： Pp 0.2= Fo式中Pp规定比例极限负荷(N) Fo试样原横截面积（mm）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%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。s是标距为5倍直径时的伸长率，10是标距为10倍直径时的伸长率。2断面收缩率%金属试样拉断后，其缩颈处横截面

6、积的最大缩减量与原横截面积的百分比。3泊松比/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 = - 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KU或KVJ/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（KU或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（AKU或AKV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量。2冲击吸收功AKU或AKVJ由

7、于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。 AKU KU = ； F AKU KV= ； F式中KU 夏比U形缺口试样冲击值（J/cm2）KV 夏比V形缺口试样冲击值（J/cm2）AKU 夏比U形缺口试样冲断时所消耗的功（J）AKV 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（cm）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-1MPa金属材

8、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NMPa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450HB

9、S；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW2洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK/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HSCHSD/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/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 = 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WVgcm 3试样在规定试验条件下经过一定