从拉伸应力_应变曲线分析06Ni9钢强韧性配合
钢材应力应变曲线
钢材应力应变曲线
钢材应力应变曲线是用来表达钢材应力和应变之间关系的图形表示法，其可以反映材
料特性。
应力应变曲线是在某特定应力状态下，分析物体应力和应变之间变化关系而构成
的曲线，常用于描述材料受力阶段的性能。
由钢材应力应变曲线可得出以下几个原则：
一、钢材对拉力的变形能力较强，对轴压力的变形能力较弱。
从应力应变曲线上可以
看出，钢材在处理拉力作用时，经历的应变值要远大于在轴压力作用时获得的应变值。
如
果等应力比较大时，只有在拉力作用时才会出现破坏。
二、钢材的抗弯能力通过应力应变曲线可以表示出来。
从曲线图上可以看出，钢材的
抗弯性能比抗拉强，所以在抗弯分析中可以用低应力相对应的应变值表示钢材的抗弯性能。
三、钢材的塑性变形曲线是起到显示钢材的塑性特性的一种简单的方法，可以从该曲
线上得出钢材的塑性变形趋势及其特征值。
四、通过应力应变曲线可以表示出材料在某大应力条件下抗破坏能力，确定抗拉强度
和断裂应力。
从曲线上可以看出，断裂应力就是抗拉强度，它是指材料的抗拉强度达到最
大时的值，它决定了材料的抗拉强度及破坏能力。
钢材应力应变曲线通过分析钢材的特性，能够更好地确定材料的力学行为，并确定材
料在各种工况下的最佳受力状态，对于确定材料的力学性能非常有用。
从拉伸应力_应变曲线分析06Ni9钢强韧性配合
06Ni9 钢力学性能不同，拉伸应力-应变曲线存 在明显差异。屈服强度和冲击韧度不合格的试样，其 拉伸应力-应变曲线有屈服现象， 但没有屈服平台 (plateau)； 屈 服 强 度 不 合 格 试 样 的 拉 伸 应 力 - 应 变 曲 线变化趋势与屈服强度和冲击韧度不合格试样的曲 线基本相同，只是试样发生屈服后，应变硬化速率较 低； 抗拉强度和冲击韧度均不合格试样在拉伸过程
Mn
P
S Mo V
Ni
≤0.06 ≤0.35 0.30 ~0.80 ≤0.008 ≤0.005 ≤0.10 ≤0.01 8.50 ~10.00
尺寸执行 GB/T 229-2002。 低 温冲击试样 为 夏 氏 V 型缺口试样。
2 实验结果及讨论
根据生产中板材力学性能测试数据， 选取了 4
组试样，其力学性能数据列于表 2，分别是屈服强度
材料热处理技术 Material & Heat Treatment
2010 年 11 月
从拉伸应力-应变曲线分析 06Ni9 钢强韧性配合
刘东风 1,2, 陆淑娟 2, 卫英慧 1, 侯利锋 1
(1. 太原理工大学 材料科学与工程学院, 山西 太原 030024; 2. 太原钢铁(集团)有限公司 技术中心, 山西 太原 030005)
量和浓度。
关键词：06Ni9 钢； 应力-应变曲线； 回转奥氏体； 屈服现象
中 图 分 类 号 ：TG441.8
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-3814(2010)22-0030-03
Analysis on Combination of Strength and Impact Toughness from Stress-strain Curves of 06Ni9 Steel
金属材料力学性能的应力—应变曲线测定与分析
0 引言应力应变曲线是描述金属材料在受力过程中应力与应变之间的关系的曲线。
它是对金属材料力学行为的定量描述，对评估金属材料的力学性能具有重要的意义。
李凯[1]提出了一种基于数字图像相关技术（Digital Image Correlation，以下简称DIC）来获取材料全过程真实应力－应变关系的方法，测试并对比X65和X80管道钢的真实应力－应变曲线.对比分析焊接接头各局部区域的力学性能，研究发现本次实验试件的焊缝区虽然具有较高的屈服强度，但其应变硬化性能及抗拉强度却低于母材区，最终导致断裂发生在焊缝区。
该方法对于获取焊缝区、热影响区的局部真实本构关系，实现焊接接头分区测试具有较强的实际意义。
王璐[2]采用分子动力学模型，研究体积分数为15％，SiC 颗粒尺寸和SiC、TiN 和TiC 颗粒单一增强和混合类型对其增强的铁基复合材料力学性能的影响规律，计算复合材料的应力－应变曲线，探索在原子尺度的强化机理和载荷传递的微观机制。
1 真应力－真应变曲线的测试基本原理应力-真应变曲线实际上指的是，首先，由符合计量要求的拉伸试验机或万能试验机配备纵向引伸计测试获得的工程应力－应变曲线，然后，再利用公式（1）（2）或（3），分别对真应力和真实塑性应变进行计算，最终将其绘制成真应力-真应变曲线。
真实应力计算公式：+∆ 1 1真实应变计算公式：2近似真实应变计算公式：（1）真实应变计算公式： 1真实应变计算公式：e =×2近似真实应变计算公式：e =ln 1+ 3在这个公式中，E 是以表示的材料的弹性模数；ε是以毫米/毫米计算的试验得到的应变值（请注意，不是百分比，若为百分比，则必须首先除以100）；S 是以MPa 表示的真应力；F 是力的数值，单位为N；S 是初始横截面面积（mm 2）。
上述公式的基础，运用体不变性原则，求出了在拉伸过程中的截面面积。
所以，这一方法并不适合于非均匀变形的材料。
2真应力－真应变曲线的测试条件及测试方法2.1测试准备2.1.1试样的选择和制备根据GB/T2975-2018《钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备》，对试样样品进行了采样，并根据GB/T2281-2018《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》中R4样品的加工，对样品进行了低应力研磨，并对样品进行了抛光处理，以避免样品中存在的缺陷对测试结果产生较大的影响[3]。
· 06Ni9DR钢板检验的重点及难点分析
第H期
解朝晖(等-)*!+,-. 钢板检验的重点及难点分析
QI
次!轧制下压量"为了提高钢板的冲击韧性"有的 钢厂采用横开坯纵轧#
钢板轧制环节主要控制钢板厚度! 宽度和表 面质量"因此"钢板轧制后均需通过人工在线检查 厚度!宽度和表面质量$钢板刚轧制完毕温度仍然 很高"需要考虑钢板在冷%热状态下的尺寸差异" 检查必须由专业人员操作$ !"# 超声检测
. All9RJi86g<h0t36s>DJQIP UVDFPN HFHILNDN VC >0?D96M NPBBI UIHPB NQUBGWDNDVF DN GBUVGPBT" HJJVGTDFX PV
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
钢筋的应力—应变曲线分析
自开始加载至应力达到A点以前，应力应变成线性关系，A点称比例极限，OA段属于弹性工作阶段。
应力达到Bˊ点后，钢筋进入屈服阶段，产生很大的塑性形变，Bˊ点应力称为屈服强度（流限），在应力-应变曲线中呈现一水平段B〞B，称为流幅。
超过B点后，应力-应变关系重新表现为上升的曲线，B-C段为强化阶段。
曲线最高点C点的应力称为抗拉强度。
此后钢筋试件产生颈缩现象，应力应变关系成为下降曲线，应变继续增大，到D点钢筋被拉断。
D点所对应的横坐标称为伸长率，它标志钢筋的塑性。
伸长率越大，塑性越好。
钢筋塑性除用伸长率标志外，还用冷弯试验来检验。
冷弯就是把直径为D的钢辊转弯转α角而不发生裂纹。
钢筋塑性越好，钢辊直径D可越小，冷弯角α就越大。
屈服强度（流限）是软钢的主要强度指标。
在混凝土中的钢筋，当应力达到屈服强度后，荷载不增加，而应变会继续增大，使得混凝土开展过宽，构件变形过大，结构不能正常使用。
所以软钢钢筋的受拉强度限值以屈服强度为准，钢筋的强化阶段只作为一种安全储备考虑。
钢材中含碳量越高，屈服强度和抗拉强度就越高，伸长率就越小，流幅也相应缩短。
解读金属材料拉伸试验应力应变图
解读金属材料拉伸试验应力应变图摘要:金属材料拉伸试验是测量金属强度值的常用方法,文章通过分析金属材料拉伸试验的应力-应变曲线图,阐述了试样在不同的阶段的所体现的特征,解释了曲线图的深层次含义。
关键词:金属材料拉伸试验应力-应变图金属材料的拉伸试验是人们最早用来测定材料力学性能的一种方法,是应用最广泛的力学性能试验方法。
金属材料在外力作用下所表现出的各种特征,如弹性、塑性、韧性、强度等统称为力学性能指标。
获得力学性能指标的唯一可靠的方法是进行测试。
然而,由于理论知识的缺乏,在测试过程中,实验室人员对金属材料拉伸试验的应力-应变图所显示出的信息认识不够,只是简单的记录测试值,不能全面了解金属力学性能的指标,从而使检测工作失去了真正的意义。
基于此,结合自己的实际工作经验,对金属材料的拉伸试验的应力-应变图进行一下探讨。
1 应力-应变图实验时将作用于试样的载荷F和试样原始标距部分的伸长逐点测出后画在记录纸上,连接这些点,得到的曲线叫做拉伸曲线。
如果把载荷除以试样原始面积S0,得到Rm=Fm/S0;把伸长△L除以原始标距L0,得到A=△L/L0。
则载荷、变形分别转换为应力、应变,拉伸图则转换为平时做实验时由带计算机辅助测试功能的试验机画的应力-应变图。
上图是低碳钢拉伸应力—应变图。
2 低碳钢拉伸曲线的分析沿轴向方向进行拉伸时的应力-应变曲线。
横坐标为应变,纵坐标为应力。
曲线上每一点反映试样所承受的强度和在该强度下的变形规律。
下面对该曲线进行分析。
OA′段:弹性变形阶段。
试样在拉伸的初始阶段,应力-应变曲线表现出很好的线性特征,即应力与应变的关系为直线OA′,应力与应变成正比。
当外力去除后,试样又恢复原来尺寸,称为弹性变形。
在这一变形阶段,载荷和伸长量的关系符合胡克定律。
A′点对应的应力称为材料的比例极限,以Rp表示。
A′A段:滞弹性变形阶段。
此阶段仍为弹性变形,变形仍然是可逆的,只要加载不超过某一特定点A点卸载后再次加载,曲线仍与原来相同。
弹性极限、屈服极限、抗拉极限应力-应变曲线ppt课件
17
曲线没有明显的直线部分，应力较 小时，近似认为符合虎克定律。曲线没 有屈服阶段，变形很小时沿与轴线大约 成45°的斜截面发生破裂破坏。曲线最
高点的应力值 by 称为抗压强度。
铸铁材料抗压性能远好于抗拉性能， 这也是脆性材料共有的属性。因此，工 程中常用铸铁等脆性材料作受压构件， 而不用作受拉构件。
d g
o
f h
1、弹性范围内卸载、再加载 2、过弹性范围卸载、再加载
12
5、灰铸铁
对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力 应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现 象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。 为典型的脆性材料。
bt
o
σbt—拉伸强度极限（约为140MPa）。它是 衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。 13
10
4.塑性指标 试件拉断后，弹性变形消失，但塑性变形仍保 留下来。工程上用试件拉断后遗留下来的变形 表示材料的塑性指标。常用的塑性指标有两个:
伸长率: L1 L 100 % 断面收缩率 : LA A1 100 %
A L1 —试件拉断后的标距
L —是原标距 A1 —试件断口处的最小横截面面积 A —原横截面面积。
、 值越大，其塑性越好。一般把 ≥5％的材
料称为塑性材料，如钢材、铜、铝等；把 <5％的
材料称为脆性材料，如铸铁、混凝土、石料等。 11
工程应用：冷作硬化
e
d
b
b
e P
a c s
即材料在卸载过程中 应力和应变是线形关系，
f 这就是卸载定律。
材料的比例极限增高， 延伸率降低，称之为冷作硬 化或加工硬化。
圆截面试件标距：L0=10d0或5d0
不同材料拉伸应力应变曲线
不同材料拉伸应力应变曲线1.引言拉伸应力应变曲线是材料力学中的重要概念，揭示了材料在受力下的变形特性。
不同材料具有不同的性能，因而其拉伸应力应变曲线也会有所差异。
本文将介绍几种常见材料的拉伸应力应变曲线特征及其对应的材料性能。
2.金属材料金属材料是最常见的工程材料之一，在工业生产中得到广泛应用。
金属材料的拉伸应力应变曲线一般可分为两个阶段：弹性阶段和塑性阶段。
2.1弹性阶段在拉伸应力作用下，金属材料在一定范围内具有线性的应变响应，即满足胡克定律。
弹性阶段的拉伸应力应变曲线呈线性斜率，称为弹性模量。
超出线性范围后，材料将进入塑性阶段。
2.2塑性阶段金属材料进入塑性阶段后，拉伸应变曲线将发生明显变化。
应变曲线逐渐变得非线性，呈现明显的应变硬化效应。
在这个阶段，材料的应力随着应变的增加而逐渐增加，直至达到最大应力点。
之后，材料开始产生颈缩现象，最终发生断裂。
该曲线特征也被称为拉伸韧性和断裂强度，对于材料的使用安全性评估非常重要。
3.聚合物材料聚合物材料是一类由大量单体通过聚合反应形成的高分子化合物。
聚合物材料的拉伸应力应变曲线与金属材料有所不同，由于其分子结构的特殊性质。
3.1引伸阶段在拉伸开始时，聚合物材料会呈现出一个小的应变区域，称为引伸阶段。
这是由于聚合物链的拉伸，而不是整个材料的变形。
因此，应力应变曲线的斜率较小，表现为一个平缓的曲线。
3.2本构区域在引伸阶段之后，聚合物材料将进入本构区域。
在本构区域，材料的拉伸应力应变曲线将表现出非线性的特征，其中一些聚合物链开始断裂。
这将导致应力进一步增加，直至达到最大应力点。
3.3断裂阶段当聚合物材料超过其最大应力点后，将发生断裂现象。
这时的应力应变曲线将急剧下降，直至材料完全断裂。
聚合物材料的断裂强度较低，但其具有较高的韧性。
4.陶瓷材料陶瓷材料是一类非金属、无机的脆性材料，其拉伸应力应变曲线与金属和聚合物材料有着显著的不同。
4.1碎裂阶段陶瓷材料的拉伸应力应变曲线中，没有明显的弹性阶段，直接进入碎裂阶段。
应力-应变曲线解析
e
L1 L0 L0
L2 L1 L1
L dL L L0
ln
L L0
ln
试件最终长度 试件初始长度
12
因此，若试件分几次拉伸（如分2次拉伸），则 各次拉伸工程应变量之和不等于一次拉伸的工程应变量。
L1 L0 L2 L1 L2 L0
L0
L1
L0
但是，各次拉伸真应变量e之和等于一次拉伸的真应变量。
能指标： 如：屈服强度、抗拉强度、伸长率、
断面收缩率等。
2
1、拉伸力－伸长曲线
1、拉伸曲线
拉伸力F－绝对伸长△L的关系曲线。
在拉伸力的作用下，退火低碳钢 的变形过程四个阶段： 1）弹性变形：O～e 2）不均匀屈服塑性变形：A～C 3）均匀塑性变形：C～B 4）不均匀集中塑性变形：B～k 5）最后发生断裂。k～
出现的情况： （1）面心立方金属在低温和高应
变率下，其塑变通过孪生进行。 标距的长度随孪生带的成核和生
长间歇地突然伸长，当试样中瞬 时应变率超过试验机夹头运动速 率，则载荷就下降。
20
（2）含碳的体心立方铁基固溶体及铝的低溶质固溶体。 由于溶质原子或空位与晶格位错相互作用的结果所致。
若应力足够大，位错可从溶质 原子簇中挣脱，载荷就下降。
22
5）第Ⅴ种类型：弹性－不均匀塑性－均匀塑性变形 它有一个上屈服点A，接着载荷下降。 其中：OA－弹性；AB－不均匀塑变；BC－均匀塑变。
以B点为界，整个塑变出现两种不同趋势。 AB－应力随应变增大而下降，BC－则随应变增大而上升。
C
到达B点后，试件出现“缩颈”，
但并很快失效。
A
典型的结晶高聚合物材料具有此特
L L0 L
L0
拉伸应力应变曲线阶段
拉伸应力应变曲线阶段
拉伸测试典型应力应变曲线一般分为四个阶段：
- 弹性阶段：又分为线弹性阶段和非线性弹性阶段。
卸载后，变形可全部恢复。
- 屈服（塑性流动）阶段：B点为上屈服点，C点为下屈服点。
在
该阶段，应力基本保持不变，应变大幅增长。
- 应变强化阶段：经过屈服阶段后，曲线从C点又开始逐渐上升，说明要使应变增加，必须增加应力，材料又恢复了抵抗变形的能力，
这种现象称作强化，CD段称为强化阶段（加工硬化）。
- 颈缩与断裂阶段：曲线到达D点，在试件比较薄弱的某一局部（材质不均匀或有缺陷处），变形显著增加，有效横截面急剧减小，
出现了缩颈现象。
此后，试件的轴向变形主要集中在颈缩处，试件最
后在颈缩处被拉断。
硬钢拉伸的典型应力应变曲线
硬钢拉伸的典型应力应变曲线硬钢拉伸的典型应力应变曲线一、简介1. 引言：在材料力学中，硬钢是一种典型的金属材料，具有优异的机械性能。
2. 硬钢拉伸的意义和应用：硬钢作为一种重要的结构材料，在工程领域应用广泛，而硬钢的力学性能对于工程设计和材料选用起着至关重要的作用。
3. 文章整体结构提要：本文将从硬钢的拉伸性能开始，分析其典型的应力应变曲线，深入探讨这一曲线背后的物理原理和工程意义，最终提出个人观点和理解。
二、硬钢的拉伸性能1. 硬钢的基本性能介绍：硬钢的材料性能、组织结构、力学性能等。
2. 拉伸试验的基本原理：介绍拉伸试验的原理和方法，以及通过试验得到的应力应变曲线。
三、典型的应力应变曲线1. 应力应变曲线的基本特征：拉伸试验中典型的应力应变曲线的形状，包括屈服阶段、线性弹性阶段、屈服点、屈服后的应变硬化阶段等。
2. 在应力应变曲线中多次提及 "硬钢拉伸"。
四、物理原理和工程意义1. 应力应变曲线背后的物理原理：介绍应力应变曲线各阶段的物理意义，探讨硬钢材料在拉伸过程中的变化。
2. 工程意义和应用：分析硬钢拉伸性能对工程设计、材料选用等方面的重要意义。
五、总结与展望1. 总结：总结硬钢拉伸的典型应力应变曲线的基本特征和物理意义，并强调其在工程领域的重要作用。
2. 个人观点和理解：分享对硬钢拉伸性能的个人理解和看法，展望未来可能的研究方向、应用前景等。
文章内容应贴合知识的文章格式，文字流畅、连接性强，符合专业知识的表达同时尽量简洁易懂。
文章内容字数大于3000字。
六、物理原理和工程意义1. 应力应变曲线背后的物理原理在硬钢拉伸试验中，应力应变曲线的形状反映了材料在拉伸过程中的力学性能和变形行为。
首先是曲线的线性弹性区，在这个区域内，应变与应力成正比，表现出材料的弹性特性，这意味着当拉伸力去除时，材料会完全恢复到最初的形态。
接下来是曲线的屈服阶段，该阶段内，材料开始产生塑性变形，表现出应力逐渐增加而应变增长不明显的特性。
低碳钢受拉的应力-应变图建筑钢材的抗拉性能
L0=5d0或10d0 F1
ΔL1
F1 F2
ΔL2
F2
F3
钢材的拉伸演示过程以低碳钢为例
F3
返回
低碳钢的受拉过程分为四个阶段
F A
弹性阶段OA 屈服阶段AB
A B
C D
强化阶段BC
颈缩阶段CD
O
低碳钢受拉的应力－应变图 建筑钢材的抗拉性能
L L0
一、弹性阶段OA
F A
钢材的拉伸性能，四阶段，三个重要指标；
t℃
小结
F1 F2 F3
F A
C
F1 F2 F3
A
D
B
1.弹性模量 2.弹性极限 3.屈服强度 4.抗拉强度 5.伸长率
O
L L0 低碳钢受拉的应力－应变图
建筑钢材的抗拉性能
三、冲击韧性
知识拓展
钢材在常温下放置，随时间的延长， 其强度、硬度提高，而塑性、冲击韧性 降低的现象称为时效。
三个重要的指标
1.屈服强度σs
结构设计中钢材强度取值的依据
F A
C B上 A B下 B
s b
D
2.抗拉强度σb
钢材所能承受的最大应力 s 屈强比 b
b
s p
α
↑ ↑ 屈强比，利用率 ，安全可靠程度
3.伸长率δ
L1 L0 100% L0
↓
b
O
L L0
衡量钢材塑性的指标，越大说明 钢材的塑性越好
材料的硬度往往与材料的其它性能有 一定的相关系，如：钢材的HB值与 抗拉强度 之间有较好的相关关系。
当HB175 ， b 3.6HB 当HB175 ， b 3.5HB
材料拉伸试验应力-应变曲线
材料拉伸试验应力-应变曲线材料力学是物理学的分支，主要研究物质的形变与内部应力之间的关系以及材料在外部受到力的作用下的性能变化。
在工程学领域中，材料力学是一个非常重要的领域，因为它对于各种结构的设计、材料的选择和生产过程中质量的控制都有很大的影响。
拉伸试验是材料力学中最常用的测试方法之一，它能够测定材料的力学性质，如杨氏模量、屈服强度、抗拉强度、断裂强度等。
在拉伸试验中，材料在单向应力下被拉伸，在一定的控制条件下测定它的应变和应力，并通过绘制应力-应变曲线来描述它的力学行为。
接下来，我们将详细介绍拉伸试验的应力-应变曲线。
拉伸试验的应力-应变曲线是指材料在拉伸过程中应力和应变随时间的变化图像。
试验时，先将样品固定在拉伸机上，拉伸机施加一个力使其拉伸，然后测量材料的长度和外力大小。
在拉伸过程中，材料受到的拉伸力会逐渐增加，而它的截面积也会随之减小，因为拉伸后材料受到的长度变化不同导致其截面积发生变化。
应力计算公式如下：$$\sigma = \frac{F}{A_0}$$其中，$\sigma$ 表示应力，$F$ 表示拉伸过程中施加的外力，$A_0$ 表示试件的原始横截面积。
应力-应变曲线通常分为三个阶段：线弹性阶段、屈服阶段和断裂阶段。
1.线弹性阶段：在由于外力作用下，材料开始变形的时候，如果这个过程的变形程度比较小，材料会发生线弹性变形。
在这个阶段，材料的应力-应变曲线是一条直线，称为弹性阶段线。
2.屈服阶段：当变形程度比较大时，材料就会进入到屈服阶段。
在这个阶段中，材料的应变开始急剧增加，这是因为材料的内部结构开始发生变化，这是因为材料中的晶粒会逐渐发生滑移，从而使得材料的形状发生变化。
这种变化会导致材料内部的应力分布发生变化，所以材料的应力-应变曲线开始出现断崖式的变化。
在这个阶段中，材料的应力达到最大值，然后开始发生下降，这个时候可以测定材料的屈服强度。
3.断裂阶段：在超过屈服强度的作用下，材料会进入断裂阶段。
钢的拉应力应变图
初始阶段, 应力与应变之间存在着直线关系, 解除荷载变形完全消失, 此阶段称为弹性阶段; 荷载继续增加, 试件发生显著的、不可恢复的塑性变形, 此阶段称为屈服阶段, 在此阶段内的最低应力值称为屈服点(σs) ; 当荷载继续提高, 变形进一步增加, 表现为拉伸图上的曲线又显著上升, 此阶段称为强化阶段, 至试件最后破坏;在整个试验过程中的最大应力值称为抗拉强度(σb)。
钢材如无明显的屈服现象, 则以产生塑性变形(永久变形)为0.2%时之应力值作为材料的屈服强度(σ0.2)
钢材发生屈服后, 材料虽未最后破坏, 由于产生了比较显著的、不可恢复的塑性变形,为一般建筑构件的正常使用所不允许, 所以钢材的屈服点是评定钢材强度性能的重要指标。
钢材经冷拉、冷拔、冷轧一定的时间后, 性能会发生显著改变, 表现为强度提高, 塑性减小, 变硬, 变脆, 这种现象称为“ 冷加工硬化”，冷作硬化
.。
聚合物的拉伸应力应变曲线 PPT
17
• 3 准备好楔形拉伸夹具。若夹具已安装到 试验机上，则对夹具进行检查,并根据试样 的长度及夹具的间距设置好限位装置。 • 4 点击新试验，选择相应的塑料拉伸试验 方案(试验方案的设置参照软件说明书)， 输入试样的原始用户参数如尺寸等，如下 所示。多根试样直接按回车键生成新记录。
18
• 5 分别将上、下夹具装到试验机的上、下接头上，插上插 销，旋紧锁紧螺母。先搬动上夹具的上搬把，使钳口张开 适当的宽度，大于所装试样的厚度即可；将试样一端放入 上夹具钳口之间，并使试样位于钳口的中央，松开上搬把， 将试样上端夹紧。在夹好试样一端后，力值清零（点击力 窗口的 按钮）再夹另一端。
4
应力与应变之间服从虎克定律，即： 式中 σ——应力，MPa； ε——应变，％； E——弹性模量，MPa； A为屈服点，A点所对应力叫屈服 应力或屈服强度。
屈
5
2、玻璃态高聚物拉伸时曲线发展的几个阶 段 (1)屈服区(2)延伸区(3) 增强区 3、影响高聚物机械强度的因素 (1)大分子链的主价链，分子间力以及高 分 子链的柔性等，是决定高聚物机械强度的主要 内在因素。 (2)混料及塑化不均, 会产生细纹、凹陷、 真空泡等形式留在制品表面或内层。 (3)环境温度、湿度及拉伸速度等对机械强 度有着非常重要的影响 。
八_聚合物的拉伸应力 应变曲线
2
目的和要求
1、熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件、 测试原理及其操作。 2、了解测试条件对测定结果的影响。 3、测定聚丙烯等材料的屈服强度，断裂强度 和断裂伸长率，并理解应力—应变曲线的 意义； 4、掌握高聚物的静载拉伸实验方法。
3
实验原理
1、应力—应变曲线
拉伸实验是最常用的一种力学实验，由实验测定 的应力应变曲线，可以得出评价材料性能的屈服 强度，断裂强度和断裂伸长率等表征参数，不同 的高聚物、不同的测定条件，测得的应力—应变 曲线是不同的。
弹性极限屈服极限抗拉极限应力应变曲线ppt正式完整版
就是材料的弹性模量，直线部分最高点所对应的
b
e P
a
o
e
b
f
2、屈服阶段bc（失去抵 抗变形的能力）
c
s — 屈服极限 （s 力达到此线以上3就、叫强“化屈阶服段”c）e（恢复抵抗
变形的能力）（均匀塑性变形）
b — 强度极限（对最大均匀塑 ） 性变形的抗力
4、局部径缩阶段ef
明显的四个阶段 1、弹性阶段ob P — 比例极限 e — 弹性极限
曲线超过b点后，出现了一段锯齿形曲线，这—阶段应力没有增加，而应变依然在增加，材料好像失去了抵抗变形的能力，把这种应力
不增加而应变显作著增严加的格现象区称作分屈服，，b而c段称近为屈似服阶地段。用比例极限代替弹性极限。
(2)屈服阶段 屈服点 s
曲线超过b点后，出现了一段锯齿形曲线， 这—阶段应力没有增加，而应变依然在增加，材 料好像失去了抵抗变形的能力，把这种应力不增 加而应变显著增加的现象称作屈服，bc段称为屈
料的弹性模量，直线部分最高点所对应的应力值 生断裂，所以低碳钢压缩时无强度极限。
金属材料的压缩试样，一般制成短圆柱形，柱的高度约为直径的1. 抗压能力与抗拉能力相近
记作 ，称为材料的比例极限。曲线超过a点，图 曲、线值没越有大屈，服其阶塑段性，越变好形。σ很小p时沿与轴线大约成45°的斜截面发生破裂破坏。 上ab段已不再是直线，说明材料已不符合虎克定 但在ab段内卸载，变形也随之消失，说明ab段也发生弹性变形，所以ab段称为弹性阶段。
弹性极限屈服极限抗拉极限应力应变曲线
力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所 表现出的力学性能
一、拉伸时的应力——应变曲线
试
件
和
实
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5# 520 750 23.0 144 150 154 0.69
Ⅲ 6# 640 885 19.5 58 72 50 0.72 抗拉、冲击 7# 770 955 18.5 56 56 66 0.81 不合格
8# 625 690 24.5 107 140 134 0.91
Ⅳ
合格
9# 665 700 23.0 164 145 115 0.95
LIU Dongfeng1,2, LU Shujuan2, WEI Yinghui1, HOU Lifeng1
(1. College of Materials and Engineering, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China; 2. Technical Center, Taiyuan Iron and Steel (Group) Company Ltd., Taiyuan 030005, China)
和冲击韧度不合格、屈服强度不合格、抗拉强度和冲
击韧度不合格以及性能合格之情况。 不同试样的化
学成分列于表 3。
表 2 实验所选择的四组试样的力学性能 Tab.2 Mechanical properties of 06Ni9 steel specimens
组别
编号
ReL / MPa
Rm / MPa
A(%)
验，要求 Rel≥585 MPa，Rm=680～820 MPa，断后伸长 率 A≥18%，横向低温冲击功 AKV(-196 ℃)≥80 J[3]。 一 般情况下，断后伸长率完全能够达到指标要求，但偶 尔会出现强度或者低温冲击韧度不能满足标准要 求，从而必须进行二次热处理来进行调整，这在一定 程度上增加了生产的难度和成本。 在长期的研究开 发和生产实践中发现，拉伸应力-应变的形状反映了 这种钢的强度和韧度配合程度， 甚至能从拉伸曲线 判断某一批次钢是否满足强度和韧度要求。 本文分 析了几种 06Ni9 钢拉伸应力-应变曲线与其强韧性 配合之间的关系，目的是揭示其中的必然联系，并为 生产实践提供理论指导和技术支持。
Key words：06Ni9 steel; stress-strain curve; retained austenite; yield phenomenon
06Ni9 钢是一种用于制作液化天然气 (LNG)储 罐的低温钢， 国外经过多年的研究和开发已经实现 了产业化[1]。 我国虽然在 20 世纪 70 年代也曾立项研 究过，但没有形成产量。 随着世界范围内能源危机的日 趋加剧，液化天然 气 的 开 采 、 运 输 和 储 存 成 为 一 项 事 关国家安全的紧迫任务， 由此超低温用钢的国产化 提 上 了 议 事 日 程 。近 年 来 ，太 钢 在 国 家 “863”和 “973” 计划支持下， 在国内率先批量生产出了性能合格的 各种规格的 06Ni9 钢板材，并开始实际应用[2]。
Abstract：Four group stress-strain curves with various characteristics were selected to analyze relationship between the curve characteristic and the combination of strength and impact toughness. The results show that, for a given 06Ni9 steel, an excellent combination of strength and impact toughness will obtain if there is an obvious yield phenomenon, i.e., yield point and yield elongation in the stress-strain curve, which means that the specimen can meet the need of mechanical properties. At the same time, it points out that the yield strength of 06Ni9 steel is determined from carbon atom concentration segregated in the vicinity of edge dislocations in the ferrite after tempering, while the impact toughness depends on the quantities of retained austenite and the concentration of alloying elements dissolved in the retained austenite.
AKV / J 123
屈强比
说明
Ⅰ
1# 2#
565 770 18.0 56 560 775 19.5 76
62 74
68 60
0.73 屈服、冲击 0.72 不合格
3# 575 710 22.5 168 154 115 0.81
Ⅱ 4# 550 750 25.0 66 114 182 0.73 屈服不合格
量和浓度。
关键词：06Ni9 钢； 应力-应变曲线； 回转奥氏体； 屈服现象
中 图 分 类 号 ：TG441.8
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1001-3814(2010)22-0030-03
Analysis on Combination of Strength and Impact Toughness from Stress-strain Curves of 06Ni9 Steel
屈 服 现 象 (yield-point phenomenon) 包 括 屈 服 点 (yield point)和屈服平台(yield elongation)在多种金属 中都观察到了这一现象。 人们用位错理论对钢的屈 服 现 象 进 行 了 很 好 地 解 释[5]，主 要 涉 及 低 碳 钢 在 退 火后位错与间隙溶质原子之间的相互作用。 铁素体 中间隙原子碳和氮非常容易扩散到能量较低的正刃 型位错插入原子面的下方位置， 沿着位错核心形成 间隙原子列， 这列间隙原子会与相邻的位错产生强 烈的弹性交互作用，钉扎位错，阻碍位错运动，这就 是所谓的柯氏气团(cottrell atmosphere)。 上屈服点就 是使位错摆脱柯氏气团运动所需要施加的应力。 位 错摆脱柯氏气团后，其滑移所需要的应力会降低，然 后稳定在一定的水平(下屈服点)。 伴随着变形的进 行， 原来的位错在晶粒边界塞积， 同时有新位错产 生。 位错塞积会在位错列尖端形成应力集中，加上 外加应力， 会启动相邻晶粒中的位错滑移的启动和 新位错的产生，由此形成了屈服平台。 屈服现象主 要取决于位错与溶质原子的交互作用能和溶质原子 的浓度。 溶质原子和刃型位错的交互作用能可以用 下 式 近 似 表 示[6]：
注:4#、5#、6#、7# 虽 成 分 相 同 ，热 处 理 工 艺 相 同 ，但 在 实 际 生 产 中 ，由 于 炉温控制等问题，导致性能存在不同程度的差异。
表 3 所选择试样的化学成分(质量分数,%) Tab.3 Chemical composition of 06Ni9 steel specimens(wt,%)
1 实验材料与方法
实验用 06Ni9 钢均取自某厂大生产板材， 化学 成分满足表 1 所示范围。 拉伸试验和低温冲击试验 均在该厂技术中心经校正的万能拉伸试验机及冲击 试验机上进行。 拉伸试样为板状试样，板厚 9 mm，
30
Hot Working Technology 2010, Vol.39, No.22
材料热处理技术 Material & Heat Treatment
2010 年 11 月
从拉伸应力-应变曲线分析 06Ni9 钢强韧性配合
刘东风 1,2, 陆淑娟 2, 卫英慧 1, 侯利锋 1
(1. 太原理工大学 材料科学与工程学院, 山西 太原 030024; 2. 太原钢铁(集团)有限公司 技术中心, 山西 太原 030005)
06Ni9 钢经过热处理后， 经拉伸和低温冲击试
收 稿 日 期 :2009-10-09 基金项目:国家 863 计划(2007AA03Z555);山 西 省 教 育 厅 人 事 厅 科 技
开 发 项 目(2009 );山 西 省 科 技 攻 关 项 目(20090321072)及 省 归国留学人员项目资助 作者简介:刘东风(1957- ),男,山西五台人,高级工程师,硕士,主要从事 军 工 材 料 研 究 ; 电 话 :0351-3013795; E-mail:liudf@ 通讯作者:卫英慧(1966- ),男,山西万荣人, 教授,博士生导师; 电 话 :0351-6018683;E-mail:yhwei@
中没有屈服现象出现；而完全满足性能要求的 8# 和 9# 试样， 其拉伸曲线上， 有明显的屈服点和屈服平 台，屈服后的应变硬化速率较小，屈强比较高。
由此可知， 具有最佳强度和韧度配合的 06Ni9 钢的拉伸曲线， 其主要特点是有明显的屈服点和屈 服平台。 生产实践的统计数据也证实了这一点。 2.1 06Ni9 钢屈服现象及其强韧性
06Ni9 钢力学性能不同，拉伸应力-应变曲线存 在明显差异。屈服强度和冲击韧度不合格的试样，其 拉伸应力-应变曲线有屈服现象， 但没有屈服平台 (plateau)； 屈 服 强 度 不 合 格 试 样 的 拉 伸 应 力 - 应 变 曲 线变化趋势与屈服强度和冲击韧度不合格试样的曲 线基本相同，只是试样发生屈服后，应变硬化速率较 低； 抗拉强度和冲击韧度均不合格试样在拉伸过程
4#、5#、 6#、7# 0.0395 0.2637 0.5602 0.002 0.002 0.006 9.337 0.004 0.003 0.027