金屬材料的力學(xué)性能之強(qiáng)度和塑性
人孔用金屬材料受外力時(shí)抵抗破壞的能力稱為強(qiáng)度。根據(jù)外力性質(zhì)的不同,金屬可具有抗拉、抗壓、抗彎、抗扭等強(qiáng)度。衡量強(qiáng)度的常見指標(biāo)有屈服強(qiáng)度δs抗拉強(qiáng)度δ等。
人孔用金屬材料受外力時(shí),當(dāng)外力超過屈服點(diǎn)后,材料產(chǎn)生 變形而不發(fā)生斷裂破壞的能力稱為塑性。一般常用伸長率A和斷面收縮率Z作塑性指標(biāo)。
人孔用金屬材料的強(qiáng)度和塑性指標(biāo)一般是通過拉伸試驗(yàn)測得的。拉伸試驗(yàn)是把一定形狀和尺寸的金屬試樣夾持在拉伸試驗(yàn)機(jī)上,然后記錄開始加載后每一時(shí)刻的試樣變形和外載荷的大小,直至試樣拉斷。這樣得到一條載荷一變形曲線。低碳鋼的典型曲線如圖2-1所示。這張圖給出了試樣受外力作用時(shí)發(fā)生變化的過程D從原點(diǎn)0開始,外力P增加,變形△L直線上升,外力去掉之后,試樣回到原長,所以O(shè)A線是彈性變形線。外力只要不大于A點(diǎn)處的外力,試樣 只發(fā)生彈性變形。外力的大小達(dá)到A點(diǎn)以后,試樣出現(xiàn)了屈服現(xiàn)象,簡單地說試樣發(fā)生了不可回彈的 的塑性變形。發(fā)生屈服以后,外力再增加,則試樣繼續(xù)發(fā)生塑性變形,直到C點(diǎn)發(fā)生 終斷裂。把A、B兩點(diǎn)處的 殊外力值找到之后,人孔將它們除以原來試樣的橫截面積, 分別得到屈服強(qiáng)度δs和抗拉強(qiáng)度δb;即:
δs=PA/Fo,δb=PB/Fo
式中:
PA——A處的外力;
PH——B點(diǎn)處的外力;
Fo——試樣的原始橫截面面積。
塑性指標(biāo)的測量方法是:試樣拉斷后,試樣伸長量與原始標(biāo)距長度的比值的百分率,人孔即為伸長率:
A=(L1-L0)/L0*
式中:
A——伸長率;
L1——試樣拉斷后的標(biāo)距長度(m);
L0——試樣原來的標(biāo)距長度(mm)。
拉伸試驗(yàn)時(shí),不同長度的標(biāo)距試樣所測得的伸長率數(shù)值不同,所以在伸長率符號(hào)A的下角注明試樣的尺寸。例如,用長試樣(Lv=1Oa。,a。代表試樣直徑)測得的伸長率,用符號(hào)Am代表;用短試樣(Lo=5ao)測得伸長率,用As代表。對(duì)于同一材料,A5> A10。
人孔材料斷面收縮率是試樣拉斷后,斷面面積的縮小量與原截面面積比值的百分率,用下式計(jì)算:
Z=(F0-F1)/F0*
式中:
Fo——試樣拉伸前橫截面積(mm2);
F,——試樣拉斷后的斷口面積(mm2);
A和z的數(shù)值越大,表示人孔用金屬材料的塑性好。一般把A>5%的材料稱為塑性材料。