金屬材料力學(xué)性能必要的指標(biāo)
來(lái)源：天氏庫(kù)力 發(fā)布日期
2022-08-16 瀏覽：
拉伸是一種簡(jiǎn)單的力學(xué)性能試驗(yàn)，在測(cè)試標(biāo)距內(nèi)處理，受力均勻攜手共進，應(yīng)力應(yīng)變及其性能指標(biāo)測(cè)量穩(wěn)定、可靠自然條件、理論計(jì)算方便擴大公共數據。通過(guò)拉伸試驗(yàn)，可以測(cè)定材料彈性變形體系流動性、塑性變形設計標準、和斷裂過(guò)程中最基本的力學(xué)性能指標(biāo)，如正彈性模量E助力各行、屈服強(qiáng)度σ0.2經過、屈服點(diǎn)σs、抗拉強(qiáng)度σb互動互補、斷后延長(zhǎng)率δ及斷面收縮率ψ等核心技術體系。拉伸試驗(yàn)中獲得的力學(xué)性能指標(biāo)，如E力度、σ0.2新產品、σs、σb、δ更加廣闊、ψ等系統性，是材料固有的基本屬性和工程設(shè)計(jì)中的主要依據(jù)。
拉伸試驗(yàn)是金屬力學(xué)性能試驗(yàn)中最常見(jiàn)的試驗(yàn)，相同的材料通過(guò)不同的拉伸試驗(yàn)過(guò)程測(cè)量結(jié)果不一定相同覆蓋範圍。都有哪些因素在影響拉伸試驗(yàn)?zāi)?
1：取樣部位和方法
材料中因成分、組織有效性、機(jī)構(gòu)高質量發展、缺陷加工變形等分布不均，使得同一批甚至同一產(chǎn)品不同部位出現(xiàn)差異形勢，因此在切取樣品時(shí)攻堅克難，應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T-228附錄中的規(guī)定執(zhí)行。
2：試驗(yàn)設(shè)備
試驗(yàn)設(shè)備直接影響結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性高效節能，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要保證試驗(yàn)機(jī)在檢定的有效期內(nèi)相關。如圖，TSKL雙柱萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)基地，設(shè)備定期進(jìn)行校驗(yàn)和送檢影響力範圍。
微機(jī)控制雙柱拉力機(jī)示意圖
試驗(yàn)環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、夾持器具選擇的影響等約定管轄。
試驗(yàn)方法主要包括夾持方法雙向互動、拉伸速率，拉伸橫截面積以及式樣尺寸的測(cè)量方法新創新即將到來，在選擇測(cè)量式樣的尺寸時(shí)生產效率，宜選用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺或矩形樣用游標(biāo)卡尺設計能力。
此外更合理，由于主觀因素和操作技巧的不同，也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差適應性。因此顯著，檢驗(yàn)人員應(yīng)通過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)并按照GB/T 228 標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行試驗(yàn)。
5：一些基礎(chǔ)性問(wèn)題
對(duì)于大多數(shù)金屬材料更優美，在彈性變形區(qū)域需求，應(yīng)力與應(yīng)變成比例，當(dāng)繼續(xù)增加應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)更為一致，在某一點(diǎn)上有所應，應(yīng)變將不再與施加的應(yīng)力成比例。
在這一點(diǎn)上面向，與鄰接的初始原子間的鍵合開(kāi)始破裂并用一組新的原子進(jìn)行改造。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)力被卸除后材料將不再恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)集中展示，即變形是永久的和不可恢復(fù)的可靠保障。這時(shí)材料進(jìn)入塑性變形區(qū)（圖1）。
圖1 塑性變形示意圖
實(shí)際上建設，很難確定材料從彈性區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄詤^(qū)的確切點(diǎn)共同。如圖2，繪制了應(yīng)變?yōu)?.002的平行線。用該線截?cái)鄳?yīng)力-應(yīng)變曲線在此基礎上，將屈服的應(yīng)力確定為屈服強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度等于發(fā)生明顯塑性變形的應(yīng)力探索創新。大多數(shù)材料并不均勻開展，也不是完美的理想材料，材料的屈服是一個(gè)過(guò)程前來體驗，通常伴隨著加工硬化簡單化，所以不是一個(gè)具體的點(diǎn)。
對(duì)于多數(shù)金屬材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線看起來(lái)類似于圖3所示曲線發揮重要帶動作用。當(dāng)加載開(kāi)始以后開拓創新，應(yīng)力從零開(kāi)始增加，應(yīng)變線性增加明確了方向，直到材料發(fā)生屈服以后去完善，曲線開(kāi)始偏離線性。
繼續(xù)增加應(yīng)力必然趨勢，曲線達(dá)到最大值設備。最大值對(duì)應(yīng)抗拉強(qiáng)度，這是曲線的最大應(yīng)力值重要方式，由圖中的M表示綜合運用。斷裂點(diǎn)是材料最終斷裂的點(diǎn)，由圖中的F表示增產。
圖3 工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線示意圖
典型的應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試裝置脫穎而出、測(cè)試樣品幾何形狀如圖4所示。在拉伸試驗(yàn)期間的方法，樣品被緩慢拉動(dòng)積極影響，同時(shí)記錄長(zhǎng)度和施加力的變化，記錄力-位移曲線生產創效，利用樣品原始長(zhǎng)度進一步提升、標(biāo)距長(zhǎng)度和截面積等信息可以繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
圖4 應(yīng)力-應(yīng)變測(cè)試
對(duì)于可以發(fā)生拉伸塑性變形的材料顯示，最常用的有兩類曲線：工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線和真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線善於監督。它們的區(qū)別在于計(jì)算應(yīng)力時(shí)采用的面積不同大局，前者用樣品的初始面積，后者用拉伸過(guò)程中的實(shí)時(shí)橫截面積數據。因此效率和安，在應(yīng)力-應(yīng)變曲線上，真應(yīng)力一般比工程應(yīng)力高邁出了重要的一步。
圖5 典型的拉伸曲線示意圖
圖6 多種真實(shí)金屬材料的真應(yīng)力真應(yīng)變曲線
最常見(jiàn)的拉伸曲線有兩種：其一產能提升，有明顯屈服點(diǎn)的拉伸曲線；其二品牌，無(wú)明顯屈服點(diǎn)的拉伸曲線適應能力。屈服點(diǎn)代表金屬對(duì)起始塑性變形的抗力。這是工程技術(shù)上最為重要的力學(xué)性能指標(biāo)之一節點。
如何界定工程實(shí)際金屬發(fā)生了塑性變形？
殘余塑性變形量是重要依據(jù)，通常人為地把一定殘留塑性變形量時(shí)工程金屬對(duì)應(yīng)的抗力作為屈服強(qiáng)度總之，也稱為條件屈服強(qiáng)度。即沒(méi)有明顯的塑性屈服點(diǎn)紮實做，就沒(méi)有明顯的屈服強(qiáng)度足了準備，要想知道實(shí)際金屬的屈服強(qiáng)度就需要一個(gè)判定條件，因此就有了條件屈服強(qiáng)度支撐作用。
對(duì)于不同的金屬構(gòu)件穩步前行，其條件屈服強(qiáng)度對(duì)應(yīng)的殘余變形量不同。對(duì)于一些苛刻的金屬構(gòu)件著力提升，其殘余變形量規(guī)定應(yīng)較小指導，而普通金屬構(gòu)件條件屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的殘余變形量則較大。常用的殘余變形量為0.01%動手能力，0.05%服務品質， 0.1%，0.2%充分，0.5%和1.0%等過程。
金屬的屈服是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，因而金屬的屈服由位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力來(lái)決定融合。對(duì)于純金屬互動互補，包括點(diǎn)陣阻力、位錯(cuò)交互作用阻力自主研發、位錯(cuò)與其它缺陷或結(jié)構(gòu)交互作用阻力力度。
圖9 實(shí)際金屬鋁中的位錯(cuò)
在拉伸曲線上的直線段，也即彈性部分對(duì)應(yīng)的面積為彈性能意向。從彈性變形開(kāi)始至斷裂過(guò)程中持續發展，樣品吸收總能量稱為斷裂功更加廣闊，金屬在斷裂前吸收的能量稱為斷裂韌性。
實(shí)際金屬在拉伸過(guò)程中通常伴隨著力學(xué)性能的改變設計，最突出的現(xiàn)象就是加工硬化。金屬的加工硬化有利于避免實(shí)際工程構(gòu)件在過(guò)載時(shí)突然斷裂，造成災(zāi)難性后果善謀新篇。金屬塑性變形和形變硬化是保證金屬發(fā)生均勻塑性變形的先決條件，這就是說(shuō)在多晶體金屬中開展面對面，哪里發(fā)生了塑性變形供給，哪里就得到了強(qiáng)化，然后塑性變形得到抑制便利性，使變形轉(zhuǎn)移到其它更容易的地方拓展應用。在實(shí)際的拉伸曲線上看，大多數(shù)金屬在室溫條件下發(fā)生屈服后實事求是，在屈服應(yīng)力作用下自動化方案，變形不會(huì)繼續(xù)，繼續(xù)變形必須增加阻力結構。在真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線上表現(xiàn)為流變應(yīng)力不斷上升空間廣闊，出現(xiàn)加工硬化現(xiàn)象。這樣的曲線稱為加工硬化曲線效果。
加工硬化指數(shù)n是一個(gè)重要的塑性指標(biāo)，它代表材料抵抗繼續(xù)變形的能力。
圖10 金屬塑性變形中的加工硬化
最后服務水平，談一下應(yīng)變速率線上線下。通常測(cè)試的金屬材料的拉伸曲線都是在較低的應(yīng)變速率下測(cè)試獲得的。只有一些特殊金屬構(gòu)件才需要在較高應(yīng)變速率下測(cè)試其力學(xué)性能能力建設，即發(fā)生高速形變的構(gòu)件知識和技能。正常室溫條件下應(yīng)變速率拉伸，材料的變形主要以位錯(cuò)的滑移或?qū)\生為主醒悟。
圖11 鋁合金高速形變曲線
在拉伸曲線上深入開展，即工程應(yīng)變-工程應(yīng)變曲線上最大工程應(yīng)力稱為極限拉應(yīng)力，也就是抗拉強(qiáng)度發展的關鍵。
推薦閱讀
【本文標(biāo)簽】：金屬材料,力學(xué)性能,必,要的,指標(biāo),拉伸,是,一種
【責(zé)任編輯】：天氏庫(kù)力 版權(quán)所有：http://www.yks315.cn/轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處
