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材料強(qiáng)度試驗(yàn)機(jī)之屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度
屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度這兩個(gè)強(qiáng)度,僅僅是針對(duì)拉力而言。這兩個(gè)強(qiáng)度是通過拉伸試驗(yàn)得出的,是通過拉力試驗(yàn)機(jī)(一般是萬能試驗(yàn)機(jī),可以進(jìn)行各種拉和壓以及彎曲的試驗(yàn)),用規(guī)定的恒定的加荷速率(就是單位時(shí)間內(nèi)拉力的增加量),對(duì)材料進(jìn)行持續(xù)拉伸,直到斷裂或達(dá)到規(guī)定的破壞程度(比如有些對(duì)接焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)可以不拉斷),這個(gè)造成材料zui終破壞的力,就是該材料的抗拉強(qiáng)度??估瓘?qiáng)度是一個(gè)力的表述,單位為牛頓(N),因?yàn)榕nD是一個(gè)很小的單位,所以,大部分情況下用千牛(KN)的比較多。因?yàn)楦鞣N材料大小不一,所以抗拉極限載荷很難評(píng)判材料的強(qiáng)度。所以,用抗拉強(qiáng)度除以實(shí)驗(yàn)材料的截面積,就得到單位面積的抗拉強(qiáng)度。單位面積上受的力,這是一個(gè)強(qiáng)度的表述,單位是帕斯卡(Pa),同樣,帕斯卡是一個(gè)極小的單位,一般都用兆帕(MPa)來表述。
那什么是屈服強(qiáng)度呢?屈服強(qiáng)度僅針對(duì)具有彈性材料而言,無彈性的材料沒有屈服強(qiáng)度。比如各類金屬材料、塑料、橡膠等等,都有彈性,都有屈服強(qiáng)度。而玻璃、陶瓷、磚石等等,一般沒有彈性,這類材料就算有彈性,也微乎其微,所以,沒有屈服強(qiáng)度一說。無明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料需測(cè)量其規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度或規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力,而有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料,則可以測(cè)量其屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。一般而言,只測(cè)定下屈服強(qiáng)度。通常測(cè)定上屈服強(qiáng)度及下屈服強(qiáng)度的方法有兩種:圖示法和指針法。
隨著溫度的降低與應(yīng)變速率的增高,材料的屈服強(qiáng)度升高,尤其是體心立方金屬對(duì)溫度和應(yīng)變速率特別敏感,這導(dǎo)致了鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。雖然屈服強(qiáng)度是反映材料的內(nèi)在性能的一個(gè)本質(zhì)指標(biāo),但應(yīng)力狀態(tài)不同,屈服強(qiáng)度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強(qiáng)度一般是指在單向拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度。