不锈钢的机械性能

机 械 ? 适用范围
性
厚度0.1－3mm的金属薄板和薄带。
能
适用于均匀塑性变形范围内应力-应变曲线呈单调连续的部分。
试 验
? 定义
方 法
在单轴拉伸力作用下，真实应力与真实应变数学方程式中的真实 应变指数。此方程可以用式表示：
简
σ＝ k · εn
介
此方程可以转变如下的对数方程：
lnσ= lnk + nlnε
在双对数坐标平面上的直线低利率即为应变硬化指数：
n = tan α
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STS的机械性质
拉伸应变硬化指数 (n值)的测定
机 械 ? 测定原理
性
试样在均匀塑性变形范围内以规定的恒定速率轴向拉伸变形。用
能
整个均匀塑性变形范围的应力－应变曲线，或用均匀塑性变形范 围的应力－应变曲线的一部分计算拉伸应变硬化指数（n值）。
性损失了很多。现在研制的一些新材料中，注意到当改变了显微组织
和组织的分布时，变形中既能提高强度又能提高塑性。
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塑性应变比(r 值)的测定
机 械 ? 适用范围
性
厚度0.1－3mm的金属薄板和薄带。
能 ? 定义
试
验
将金属薄板试样沿轴向拉伸到产生均匀塑性变形时，试样标距内 宽度方向的真实应变与方向的真实应变之比。（厚向异性系数）
方
法
r = εb/εa
简
εb =ln(b/b0) εa =ln(a/a0)
介
由于测量长度的变化比测量厚度的变化容易和精确，所以根据塑
性应变前后体积不变原理导出下面的关系式来计算塑性应变比r。
r = ln(b0/b)/ ln(Lb/L0b0)
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STS的机械性质
塑性应变比(r 值)的测定
机 械 ? 测定原理
试
的择优取向有关，本质上是属于板料各向异性的一个量度。
验
r值与冲压成形性能有密切的关系，尤其是与拉深成形性能直接相
方
关。板料的r值大，拉深成形时，有利于凸缘的切向收缩变形和提
法
高拉深件底部的承载能力。
简 介
用圆形坯料拉深筒形件，当△r＞0时，凸耳出现在0°和90°方向；当 △r＜0时，凸耳出现在±45°方向；△r=0时，不产生凸耳。由于凸耳 的位置与大小和△r有关，所以△r也叫凸耳参数。
介
延伸率 A
断面收缩率 Z
典型低碳钢拉伸图
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拉伸性能试验方法
机 械
?几种典型的拉伸曲线
性
能
试
验
方
法
简
中碳钢调质后的拉伸图 中、高强度钢的拉伸图 淬火钢的拉伸图
介
铸铁的拉伸图
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拉伸性能试验方法
机 械
?拉伸试验方法标准
性
? ISO 6892：1998《金属材料室温拉伸试验》
试
材料质量的重要依据。
验
为金属材料质量检验、研制和开发新材料、改进材
方
料质量、进行金属制件的失效分析、选材和质量控
法
制等提供重要手段。
简 ?试验原理
介
用拉力拉伸试样，一般拉至断裂，测定一项或几项
力学性能。
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拉伸性能试验方法
机 械
?拉伸试验力学参量
性
能
工程应力：用试样的原始横截面尺寸计算的应力。
方 或断裂，因此材料的加工硬化能力是零件安全使用的可靠保证。
法 形变硬化是提高材料强度的重要手段。不锈钢有很大的加工硬化指数
简 n=0.5，因而也有很高的均匀变形量。不锈钢的屈服强度不高，但如用 介 冷变形可以成倍地提高。高碳钢丝经过铅浴等温处理后拉拔，可以达
到2000MPa以上。但是，传统的形变强化方法只能使强度提高，而塑
试
验
σ＝F / S0
方
工程应变：瞬间长度与原始长度之差与原始长度
法
之比，简称应变。
简
介
ε ＝ΔL / L0
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拉伸性能试验方法
机 械
?拉伸试验曲线和常用参数
性 ?强度指标
能 试 验 方
上屈服强度 ReH 下屈服强度 ReL 非比例伸长应力 Rp0.2 抗拉强度 Rm
法 简
?塑性指标
性 能
加工硬化指数n反应了材料开始屈服以后，继续变形时材料的应变硬化 情况，它决定了材料开始发生颈缩时的最大应力。n还决定了材料能够 产生的最大均匀应变量，这一数值在冷加工成型工艺中是很重要的。
试 验
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对于工作中的零件，也要求材料有一定的加工硬化能力，否则，在偶 然过载的情况下，会产生过量的塑性变形，甚至有局部的不均匀变形
性
在单轴拉伸力作用下，将试样拉伸到均匀塑性变形阶段，当达到
能 试
规定的工程应变水平时，测量试样标距长度和宽度的变化，并利 用塑性变形前后体积不变原理导出的公式计算塑性应变化(r值)。
验 ? 计算方法
方
取样方向一般为0°、45°、90°，每个方向至少取3片试样。在其
法
他方向显示r特征值的材料，经双方协商，也可在那些方向上取样。
试
验
方
法
简
介
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STS的机械性质
拉伸应变硬化指数 (n值)的测定
机 械 ? 应变硬化指数n值的测定
性
根据体积不变原理真应力与真应变为：
能
试
验
ST＝σ（1＋ε）
方
e = ln ( 1+ ε)
法
简
利用最小乘法求算n值。
介
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STS的机械性质
拉伸应变硬化指数 (n值)的测定
机 械 ? 应变硬化指数n值的意义
能 试 验
? EN 10002-1－2001《金属材料拉伸试验第1部分： 室温拉伸试验方法》
方
? ASTM E8M－2000b《金属材料拉伸试验方法》
法
简
? JIS Z 2241－1998《金属材料拉伸试验方法》
介
? GB/T 228－2002《金属材料 室温拉伸试验方法》
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拉伸应变硬化指数 (n值)的测定
不锈钢的机械性能
技术部实验分析科 陈昌茂
STS的机械性质
目录
机械性能试验方法简介 奥氏体STS的机械性能 铁素体STS的机械性能 马氏体STS的机械性能 双相STS的机械性能 沉淀硬化STS的机械性能
STS的机械性质
拉伸性能试验方法
机 械
?金属材料室温拉伸试验方法
性 ?试验目的和意义
能
拉伸力学性能是材料的基本力学性能，是评定金属
简
用于下式分别计算不同取向试样的r、r、△r值。
介
r = （r0+r90+2r45 ） /4
△r = (r0+r90 )/2 － r45
r －－加权平均塑性应变比 △r－－塑性应变比平面各向异性度
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塑性应变比(r 值)的测定
机 械 ? 塑性应变比（r 值）的意义
性 能
板料r值的大小，反映板平面方向与厚度方向应变能力的差异。r=1 时，为各向同性；r≠1时，为各向异性。当r＞1，说明板平面方向 较厚度方向更容易变形，或者说板料不易变薄。r值与板料中晶粒