锻件用碳素结构钢与合金结构钢力学性能
锻件用碳素结构钢与合金结构钢力学性能(摘自GB /T17107—1997)
(表一)
牌号 热处理状态
截面尺寸 (直径或厚度)
/mm
试样 方向 力学性能
硬度 (HBS )
抗拉强度 σb /MPa 屈服点 σs /MPa 伸长率 δ5(%) 收缩率 ψ(%)
冲击功 A ku /J
≥ Q235
—
≤100
纵向 330 210 23 100～300 纵向 320 195 22 43 300～500 纵向 310 185
21 38 500～700 纵向 300 175 20 38 15
正火+回火
≤100
纵向 320 195 27 55 47 97～143 100～300 纵向 310 165 25 50 47 97～143 300～500 纵向 300 145 24 45 43 97～143 20
正火或正火+回火
≤100
纵向 340 215 24 50 43 103～156 100～250 纵向 330 195 23 45 39 103～156 250～500 纵向 320 185 22 40 39 103～156 500～1000 纵向 300 175 20 35 35 103～156 25
正火或正火+回火
≤100
纵向 420 235 22 50 39 112～170 100～250 纵向 390 215 20 48 31 112～170 250～500 纵向 380 205 18 40 31 112～170 30
正火或正火+回火
≤100
纵向 470 245 19 48 31 126～179 100～300 纵向 460 235 19 46 27 126～179 300～500 纵向 450 225 18 40 27 126～179 500～800
纵向
440
215
17
35
28
126～179
牌号热处理状态
截面尺寸
(直径或厚度)
/mm
试样
方向
力学性能
硬度
(HBS)
抗拉强度
σb/MPa
屈服点
σs/MPa
伸长率
δ5(%)
收缩率
ψ(%)
冲击功
A ku/J
≥
50
正火+回火
≤100
纵向 610 310 13 35 23 100～300 纵向 590 295 12 33 19 300～500 纵向 570 285 12 30 19 500～750
纵向 550 265 12 28 15 调质
≤16 纵向 700 500 14 30 31 16～40 纵向 650 430 16 35 31 40～100 纵向 630 370 17 40 31 100～250 纵向 590 345 17 35 31 250～500 纵向 590 345 17 55
正火+回火
≤100
纵向 645 320 12 35 23 187～
229 100～300 纵向 625 310 11 28 19 187～229 300～500
纵向 610 305 10 22 19 187～229
30Mn2
调质 ≤100 纵向 685 440 15 50 100～300 纵向 635 410 16 45 35Mn2
正火+回火
≤100 纵向 620 315 18 45 207～241 100～300 纵向 580 295 18 43 23 207～241 调质
≤100 纵向 745 590 16 50 47 229～269 100～300
纵向
690
490
16
45
47
229～269
500～750 切向440 245 11 24 19 750～1000 切向410 225 10 22 19
35SiMn 调质
≤100 纵向785 510 15 45 47 229～286 100～300 纵向735 440 14 35 39 271～265 300～400 纵向685 390 13 30 35 215～255 400～500 纵向635 375 11 28 31 196～255
42SiMn 调质
≤100 纵向785 510 15 45 31 229～286 100～200 纵向735 460 14 35 23 217～269 200～300 纵向685 440 13 30 23 217～255 300～500 纵向635 375 10 28 20 196～255
50SiMn 调质
≤100 纵向835 540 15 40 39 229～286 100～200 纵向735 490 15 35 39 217～269 200～300 纵向685 440 14 30 31 207～255
300～500 纵向885 635 12 38 31 255～286 500～800 纵向835 610 12 35 23 241～286
37SiMn2MoV 调质100～200 纵向865 685 14 40 31 269～302 200～400 纵向815 635 14 40 31 241～286 400～600 纵向765 590 14 40 31 229～269
(表六)
牌号热处理状态
截面尺寸
(直径或厚度)
/mm
试样
方向
力学性能
硬度
(HBS)
抗拉强度
σb/MPa
屈服点
σs/MPa
伸长率
δ5(%)
收缩率
ψ(%)
冲击功
A ku/J
≥
15Cr 正火+回火
≤100 纵向390 195 26 50 39 111～156 100～300 纵向390 195 23 45 35 111～156
20Cr 正火+回火
≤100 纵向430 215 19 40 31 123～179
100～300 纵向430 215 18 35 31 123～167 调质
≤100 纵向470 275 20 40 35 137～179
100～300 纵向470 245 19 40 31 137～197
30Cr 调质≤100 纵向615 395 17 40 43 187～229 35Cr 调质100～300 纵向615 395 15 35 39 187～229
40Cr 调质
≤100 纵向735 540 15 45 39 241～286 100～300 纵向685 490 14 45 31 241～286 300～500 纵向685 440 10 35 23 229～269 500～800 纵向590 345 8 30 16 217～255
50Cr 调质
≤100 纵向835 540 10 40 241～286 100～300 纵向785 490 10 40 241～286
12CrMo 正火+回火
≤100 纵向440 275 20 50 55 ≤159 100～300 纵向440 275 20 45 55 ≤159
15CrMo 淬火+回火
≤100 切向440 275 20 55 116～179 100～300 切向440 275 20 55 116～179 300～500 切向430 255 19 47 116～179
25CrMo 调质17～40 纵向780 600 14 55 40～100 纵向690 450 15 60
100～300 纵向640 400 16 60
(直径或厚度)
/mm
方向
抗拉强度 σb /MPa 屈服点 σs /MPa 伸长率 δ5(%) 收缩率 ψ(%) 冲击功 A ku /J (HBS )
≥ 16CrMn 渗碳+淬火+回火 ≤30 纵向 780 590 10 40 30～63 纵向 640 440 11 40 20CrMn 渗碳+淬火+回火 ≤30 纵向 980 680 8 35 30～63 纵向 790 540 10 35
20CrMnTi 调质
≤100 纵向 615 395 17 45 47 20CrMnMo
渗碳+淬火+回火
≤30 纵向 1080 785 7 40 30～100 纵向 835 490 15 40 31 35CrMnMo
调质
＞100～300
纵向 785 590 14 45 43 207～269 300～500 纵向 735 540 13 40 39 207～269 500～800 纵向 685 490 12 35 31 207～269
40CrMnMo
调质
≤100
纵向 885 735 12 40 39 100～250 纵向 835 640 12 30 39 250～400 纵向 735 530 12 40 31 400～500 纵向 735 480 12 35 23 20CrMnMoB
调质
≤100 切向 900 785 13 40 39 277～331 100～300
切向 880 735 13 40 39 225～302 300～500 切向 835 685 13 40 39 241～286 500～800 切向 785 635 13 40 39 241～286 100～300 切向 845 785 12 35 39 269～302 300～600
切向
805
685
12
35
39
255～286
32Cr2MnMo
调质
100～300
纵向 830 685 14 45 59 255～302 300～500 纵向 785 635 12 40 49 255～302 500～750
纵向 735 590 12 35 30 241～286 30CrMnSi 调质 ≤100 纵向 735 590 12 35 35 235～293 100～300 纵向 685 460 13 35 35 228～269 35CrMnSi 调质 ≤100 纵向 785 640 12 35 31 241～
293 100～300 纵向 685 540 12 35 31 223～269 12CrMoV
正火+回火
≤100 纵向 470 245 22 48 39 143～179 100～300 纵向 430 215 20 40 39 123～167 12Cr1MoV
正火+回火
≤100
纵向 440 245 19 50 39 123～167 100～300 纵向 430 215 19 48 39 123～167 300～500 纵向 430 215 18 40 35 123～167 500～800
纵向 430 215 16 35 31 123～167
24CrMoV 调质 100～300 纵向 735 590 16 47 300～500 纵向 685 540 16 47 35CrMoV
调质
100～200 切向 880 745 12 40 47 200～240 切向 860 705 12 35 47 30Cr2MoV
调质
≤150
纵向 830 735 15 50 47 219～277 150～250 纵向 735 590 16 50 47 219～277 250～500 纵向 635 440 16 50 47 219～277 28Cr2Mo1V 调质
≤100
纵向 835 735 15 50 47 269～302 100～300 纵向 735 635 15 40 47 269～302 300～500
纵向
685
565
14 35
47
269～302
500～800 纵向615 395 11 30 31 187～229
40CrNiMo 淬火+回火
≤80 纵向980 835 12 55 78
80～100 纵向980 835 11 50 74
100～150 纵向980 835 10 45 70
150～250 纵向980 835 9 40 66
调质
100～300 纵向785 640 12 38 39 241～293
300～500 纵向685 540 12 33 35 207～262
34CrNi1Mo 调质
≤100 纵向850 735 15 45 55 277～321 100～300 纵向765 635 14 40 47 262～311 300～500 纵向685 540 14 35 39 235～277 500～800 纵向635 490 14 32 31 212～248
34CrNi3Mo 调质
≤100 纵向900 785 14 40 55 269～241 100～300 纵向850 735 14 38 47 262～321 300～500 纵向805 685 13 35 39 241～302 500～800 纵向755 590 12 32 32 241～302
15Cr2Ni2 渗碳+淬火+回火
≤30 纵向880 640 9 40 30～63 纵向780 540 10 40
20Cr2Ni 调质试样毛坯
尺寸 15
纵向1175 1080 10 45 62
17Cr2Ni2Mo 渗碳+淬火+回火
≤30 纵向1080 790 8 35 30～63 纵向980 690 8 35
30Cr2Ni2Mo 调质
≤100 纵向1100 900 10 45 100～160 纵向1000 800 11 50 160～250 纵向900 700 12 50 250～500 纵向830 635 12
500～1000 纵向780 590 12
(表十一)
牌号热处理状态
截面尺寸
(直径或厚度)
/mm
试样
方向
力学性能
硬度
(HBS)
抗拉强度
σb/MPa
屈服点
σs/MPa
伸长率
δ5(%)
收缩率
ψ(%)
冲击功
A ku/J
≥
4130合金钢成分及性能
合金结构钢介绍 这类钢,由于具有合适的淬透性，经适宜的金属热处理后，显微组织为均匀的索氏体、贝氏体或极细的珠光体，因而具有较高的抗拉强度和屈强比（一般在0.85左右），较高的韧性和疲劳强度，和较低的韧性－脆性转变温度，可用于制造截面尺寸较大的机器零件。 4130结构钢 4130结构钢具有高的强度和韧性，淬透性较高，在油中临界淬透直径15～70mm；钢的热强度性也较好，在500℃以下具有足够的高温强度，但550℃时其强度显著下降；当合金元素在下限时焊接相当好，但接近上限时焊接性中等，并在焊前需预热到175℃以上；钢的可切削性良好，冷变形时塑性中等；热处理时在300～350℃的范围有第一类回火脆性；有形成白点的倾向。 4130结构钢性能及应用 合金结构钢4130 标准：ASTM A29/A29M-04 这种钢通常是在调质状态下使用，当含碳量为下限的钢也可用作要求心部强度较高的渗碳钢。在中型机械制造业中主要用于制造截面较大、在高应力条件下工作的调质零件，如轴、主轴以及受高负荷的操纵轮、螺栓、双头螺栓、齿轮等；在化工工业中用来制造焊接零件、板材与管材构成的焊接结构和在含有氮氢介质中工作的温度不超过250℃的高压导管；在汽轮机、锅炉制造业中用于制造 450℃以下工作的紧固件、500℃以下受高压的法兰和 4130结构钢化学成分 碳 C ：0.28～0.33 硅 Si：0.15～0.35 锰 Mn：0.40～0.60 硫 S ：允许残余含量≤0.040 磷 P ：允许残余含量≤0.035 铬 Cr：0.80～1.10 镍 Ni：允许残余含量≤0.030 铜 Cu：允许残余含量≤0.030 钼 Mo：0.15～0.25[2] 4130结构钢力学性能 抗拉强度σb (MPa)：≥930(95)屈服强度σs (MPa)：≥785(80) 伸长率δ5 (％)：≥12 断面收缩率ψ (％)：≥50 冲击功 Akv (J)：≥63
低合金高强度结构钢GBT
低合金高强度结构钢GB/T 1591-2008 一，范围 本标准规定了低合金高强度结构钢的牌号、尺寸、外形、重量及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 二，规范引用文件 GB/T 222 钢的成品化学成分允许偏差 GB/T 223.5 钢铁酸溶硅和全硅含量的测定还原性硅酸盐分 分光光度法 GB/T 223.9 钢铁及合金铝含量的测定铬天青S分光光度法 GB/T 223.12钢铁及合金化学分析方法碳酸钠分离-二笨碳酰 二肼光度法测铬含量 GB/T 223.14钢铁及合金化学分析方法钽试剂萃取光度法测定钒含量 GB/T 223.16钢铁及合金化学分析方法变色酸光度法测钛含量GB/T 223.19钢铁及合金化学分析方法新亚铜灵三氯甲烷萃取光度法测定铜含量 GB/T 223.23钢铁及合金镍含量的测定丁二酮肟分光光度法 GB/T 223.26 钢铁及合金钼含量的测定硫氰酸盐分光光度法GB/T 223.37钢铁及合金化学分析方法蒸馏分离腚酚蓝光度法测定氮含量 GB/T 223.40 钢铁及合金铌含量的测定氯磺酚S分光光度法
GB/T 223.62钢铁及合金化学分析方法乙酸丁酯萃取光度法测定磷含量 GB/T 223.63钢铁及合金化学分析方法高锰酸钾光度法测锰量GB/T 223.67 钢铁及合金硫含量的测定次甲基蓝分光光度法GB/T 223.69 钢铁及合金碳含量的测定管式炉燃烧气体容量法GB/T 223.78钢铁及合金化学分析方法姜黄素直接光度法测定硼含量 GB/T 228 金属材料室温拉伸试验方法(ISO 6892) GB/T 229 金属材料夏比摆锤冲击试验方法验方法(ISO 148) GB/T 232 金属材料弯曲试验方法(ISO 7438) GB/T 247 钢板和钢带包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2101 型钢验收包装、标志、质量证明书的一般规定GB/T 2975 钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样的制备(ISO 377) GB/T 4336 碳素钢和中低合金钢火花源原子发射光谱分析法GB/T 5313 厚度方向性能钢板(ISO 7778) GB/T 17505 钢及钢产品交货一般技术要求(ISO 404) GB/T 20066 钢和铁化学成分测定用试样的取样和制样方法(ISO 14284) GB/T 20125低合金钢多元素的测定(ISO 7778)电感耦合等离子体原子发射光谱法 YB/T 冶金技术标准的数值修约与检测数据的判定原则
工程材料力学性能 东北大学
课后答案 第一章 一、解释下列名词 材料单向静拉伸载荷下的力学性能 滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。 弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学性能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。 三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。包辛格效应可以用位错理论解释。 第一，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停止开动。背应力是一种长程(晶粒或位错胞尺寸范围)内应力，是金属基体平均内应力的度量。因为预变形时位错运动的方向和背应力的方向相反，而当反向加载时位错运动的方向与原来的方向相反了，和背应力方向一致，背应力帮助位错运动，塑性变形容易了，于是，经过预变形再反向加载，其屈服强度就降低了。这一般被认为是产生包辛格效应的主要原因。 其次，在反向加载时，在滑移面上产生的位错与预变形的位错异号，要引起异号位错消毁，这也会引起材料的软化，屈服强度的降低。 实际意义：在工程应用上，首先是材料加工成型工艺需要考虑包辛格效应。其次，包辛格效应大的材料，内应力较大。另外包辛格效应和材料的疲劳强度也有密切关系，在高周疲劳中，包辛格效应小的疲劳寿命高，而包辛格效应大的，由于疲劳软化也较严重，对高周疲劳寿命不利。可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度位错增值和运动晶粒、晶界、第二相等外界影响位错运动的因素主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构）单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。派拉力：位错交互作用力（a 是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L 是位错间距。） 2．2．晶粒大小和亚结构晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏
低合金钢的拉伸力学性能实验讲义
低合金钢的拉伸力学性能实验 概述 常温、静载下的轴向拉伸试验是材料力学试验中最基本、应用最广泛的试验。通过拉伸试验，可以全面地测定材料的力学性能，如弹性、塑性、强度、断裂等力学性能指标。这些性能指标对材料力学的分析计算、工程设计、选择材料和新材料开发都有极其重要的作用。 一、实验目的 1.测定管线钢拉伸时的强度性能指标：比例极限、屈服极限和强度极限。 2.测定管线钢拉伸时的塑性性能指标：伸长率δ和断面收缩率ψ。 3.绘制管线钢的应力-应变曲线图。 二、实验设备和仪器 1.慢拉伸试验机 2.游标卡尺。 三、实验试样 实验材料选择X70管线钢，化学成分如表1： 元素 C Mn Si Ni Cr Cu Nb S P 含量0.065 1.57 0.23 0.2 0.18 0.22 0.056 0.002 0.0019 按照国家标准GB6397—86《金属拉伸试验试样》，金属拉伸试样的形状随着产品的品种、规格以及试验目的的不同而分为圆形截面试样、矩形截面试样、异形截面试样和不经机加工的全截面形状试样四种。其中最常用的是圆形截面试样和矩形截面试样，本实验中选择矩形截面试样。图1是本实验所用拉伸试样（管线钢X70）的尺寸。 图1 拉伸试样尺寸
四、实验原理与方法 1. 材料拉伸时，经历四个阶段，弹性、屈服、硬化、缩颈。 图2 典型拉伸应力应变图 （1）线性阶段 在拉伸的初始阶段，应力-应变曲线为一直线（图中之ob），说明在此阶段内，正应力与正应变成正比，即σ∝ε 线性阶段最高点b所对应的正应力，称为材料的比例极限。 （2）屈服阶段 超过比例极限之后，应力与应变之间不再保持正比关系。当应力增加至某一定值时应力-应变曲线出现水平线段（可能有微小波动）。在此阶段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料失去抵抗继续变形的能力。当应力达到一定值时，，应力虽不增加（或在微小范围内波动），而变形却急剧增长的现象，成为屈服。使材料发生屈服的正应力，称之为材料的屈服应力或屈服极限。 （3）硬化阶段 经过屈服阶段之后，材料又增强了抵抗变形的能力。这是，要使材料继续变形需要增大应力。经过屈服滑移之后，材料重新呈现抵抗继续变形的能力，称之为应变硬化。 （4）缩颈阶段 当应力增大至最大值之后，试样的某一局部显著收缩，产生所谓缩颈。缩颈出现之后，使试样继续变形所需要的拉力减小，应力-应变曲线相应呈现下降，最后导致试样在缩颈处断裂。 2.测定管线钢拉伸时的强度和塑性性能指标 缓慢加载直至试样拉断，以测出低碳钢在拉伸时的力学性能。 （1）强度性能指标 ——试样在拉伸过程中载荷不增加而试样仍能继续产生变形时屈服极限（屈服点） s
结构钢及精冲用优质钢 合金钢球化状态下的机械性能
Steel grade Steel grade-Nr.Standard Remarks (EN 10027-1)(EN 10027-2) DC01 (St2) 1.0330EN 10139 (DIN 1624)Skin passed acc. to DC03 (RRSt3) 1.0347EN 10139 (DIN 1624)EN 10139 (DIN 1624)r90>=1.6 / n90>=0.18 (DC04) DC04 (St4) 1.0338 EN 10139 (DIN 1624) ZA -- low earing DC05 1.0312EN 10139r90>=1.9 / n90>=0.20 DC06 (IF 18) 1.0873EN 10139 (SEW 095) r90>=1.8 / n90>=0.22 ULCN 140 - - r90>=2.2 / n90>=0.24 RFe80 1.1014DIN 17405Hc <= 80 A/m RFe60 1.1015DIN 17405Hc <= 60 A/m RFe40 1.1016 DIN 17405 Hc <= 40 A/m HC260LA 1.0480EN 10268HC300LA 1.0489EN 10268microalloyed with Nb and/or Ti HC340LA 1.0548EN 10268HC380LA 1.0550EN 10268HC420LA 1.0556 EN 10268 HC460LA ULCN: Ultra Low Carbon and Nitrogen r90: vertical anisotropy, 90° in direction of rolling n90: strain hardening exhibit, 90° in direction of rolling Hc-values (A/m) applies to reference-annealing DIN 17405 relating to the delivery condition of cold rolled steel strip Remarks: SEW: Stahl-Eisen-Werkstoffblatt (> data on physical properties for steel grades)>=42 >=40>=38>=34>=34>=38 <=430<=430 <=430270-350270-330 270 - 370270-330270 - 410270 - 370270 - 350 <= 180<= 140 <= 180<= 210 <=240Steel grades >=28 Unalloyed and microalloyed mild and higher-strength forming steels, mild-magnetic steels, unalloyed structural steels Yield Strength Tensile Strength (N/mm2) Elongation (N/mm2) Mechanical properties <= 280A80 (%)<= 240>=15 >=16 460 - 580 440 - 560 500 - 620 490 - 610 >=17>=18420 - 520400 - 500470 - 590460 - 580>=19>=20380 - 480360 - 460440 - 560430 - 550>=21>=22340 - 420320 - 410410 - 510400 - 500>=23>=24 300 - 380280 - 360380 - 480340 - 470>= 26>=27260 - 330240 - 310350 - 430340 - 420across along across along across along
合金结构钢的定义与分类
合金结构钢的定义与分类 一、调质钢 经受淬火和在AC1以下进行回火的热处理钢称为调质钢。传统的调质钢是指淬火和高温火钢 调质钢是机械制造行业中应用十分广泛的重要材料之一。 调质钢在化学成分上的特点是，碳含量为0.3—0.5%，并含有一种或几种合金元素。具有较低或中等的合金化程度。钢中合金元素的作用主要是提高钢的淬透性和保证零件在高温回火后获得预期的综合性能。 热处理工艺是在临界点以上一定温度加热后淬火成马氏体，并在500℃--650℃回火。热处理后的金相组织是回火索氏体。这种组织具有强度、塑性的韧性的良好配合。 调质钢的质量要求，除一般的冶金方面的代倍和高倍组织要求外，主要为钢的力学性能以及与工作可靠性和寿命密切相关的冷脆性转变温度、断裂韧性和疲劳抗力等。在特定条件下，还要求具有耐磨性、耐蚀性和一定的抗热性。由于调质钢最终采用高温回火，能使钢中应力完全消除，钢的氢脆破坏倾向性小，缺口敏感性较低。脆性破坏抗力较大。但也存在特有的高温回火脆性。 大多数调质钢为中碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）在490—1200MPao以焊接性能为突出要求的调质钢。，为低碳合金结构钢，屈服强度（σ0.2）一般为4901—800MPa，有很高的塑性和韧性。少数沉淀硬化型调质钢，屈服强度（σ0.2）可到1400MPa以上，属高强
度的超高强度调质钢。 常用的合金调质钢按淬透性的强度妥为四类：①低淬透性调质钢; ②中淬透性调质钢；③较高淬透性调质钢；④高淬透性调质钢。 二、渗碳钢 具有高碳的耐磨表层和低碳的高强韧性心部，能承受巨大的冲击载荷、接触应力和磨损。汽车、工程机械和机械制造等行业中，大量使用的齿轮，是渗碳钢应用中最具代表性实例。 渗碳钢常用的合金钢系列主要是Cr-Mn系、Cr-Mo系和Cr-Ni-Mo系等。 保证渗碳钢心部的组织和性能的核心是淬透性。一般用途的渗碳件的心部组织为50%左右的马氏体加其它非马氏体组织。重要用途（如航空渗碳齿轮），心部组织亦应为马氏体或马氏体/贝氏体组织。提高淬透性的常用合金元素有铬、锰、镍、钼和硼。从合金化的经济角度考虑，Cr-Mn系（特别是含硼钢）值得推荐，但就生产和使用的角度而言，Cr-Mo钢更为优越。重要用途的、高质量要求的渗碳钢一般均含有一定量的钼，尤其是对于重载的大型渗碳件更需要。 当心部性能确定后，渗层组织和性能对使用寿命具有决定性作用。渗层的组织要求为马氏体和细小、弥散、球状分布的合金碳化物。保证渗层组织的核心仍然是淬透性。渗层应具有高的硬度、良好的显微组织、合理的残余应力分布和一定的韧性储备。 三、氮化钢（渗氮钢） 适合天氮化（或渗氮）工艺的钢种，称氮化钢或渗氮钢。一般狭
(推荐)GBT1591-2018低合金高强度结构钢
目次 前言 (1) 1范围 (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (2) 4牌号表示方法 (3) 5订货内容 (3) 6尺寸、外形.重量 (3) 7技术要求 (4) 8实验方法 (16) 9检验规则 (16) 10包装、标识和质量证明书 (17) 附录A (资料性附录)国内外标准牌号对照表 (18)
前言 本标准按照GB/T 1.1- 2009 给出的规则起草。 本标准代替GB/T 1591- -2008( 低合金高强度结构钢》。与GB/T 1591- -2008相比除编辑性修改外主要技术变化如下: ——明确了本标准的化学成分也适用于钢坯(见第1章,2008版第1章); ——修改了“热机械轧制”及“正火轧制”术语的定义,增加了“热轧”、“正火”术语与定义(见第3章，2008版第3章); ——修改了牌号表示方法(见第4 章,2008版第4章); ——增加了订货内容(见第5章); ——明确了尺寸外形、重量及允许偏差要求(见第6章,2008版第5章); ——以Q355钢级替代Q345钢级及相关要求(见第7章.9.2,2008版第6章.8.2); ——按不同交货状态规定各牌号的化学成分,并修改了细化晶粒元素的含量(见7.1 ,2008版6.1) ——按不同交货状态规定各牌号的力学性能,并将下屈服强度修改为上屈服强度,其指标相应提高了10 MPa~15 MPa(见7.4.1.7.4.2,2008版6.4.1.6.4.2); —一细化了钢材表面质量要求(见7.5,2008版6.5); ——修改了试验方法和检验规则,明确了冲击试验的取样部位(见第8章、第9章,2008版第7章、第8章); ——增加了本标准牌号与国外标准牌号对照表(见附录A)。本标准由中国钢铁工业协会提出。 本标准H全国钢标准化技术委员会归口(SAC/TC 183)。 本标准起草单位:鞍钢股份有限公司、冶金工业信息标准研究院、首钢总公司河钢股份有限公司唐山分公司、西王特钢有限公司、山东钢铁股份有限公司莱芜分公司、营口中车型钢新材料有限公司、中信金属有限公司。 本标准主要起草人:刘徐源、朴志民、栾燕、载强、师莉、沈钦义、邓翠青、张灵通、赵新华、李文武、王厚昕张成连、高燕。 本标准所代替标准的历次版本发布情况为: 一GB 1591- 1979、GB 1591- 1988、GB/T 1591- 1994 GB/T 1591- -2008。
材料力学性能复习重点汇总
第一章 包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限（σP）或屈服强度（σS）增加；反向加载时弹性极限（σP）或屈服强度（σS）降低的现象。 解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。 解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。 韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。 静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。 可以从河流花样的反“河流”方向去寻找裂纹源。 解理断裂是典型的脆性断裂的代表，微孔聚集断裂是典型的塑性断裂。 5.影响屈服强度的因素 与以下三个方面相联系的因素都会影响到屈服强度 位错增值和运动 晶粒、晶界、第二相等 外界影响位错运动的因素 主要从内因和外因两个方面考虑 （一）影响屈服强度的内因素 1．金属本性和晶格类型（结合键、晶体结构）
单晶的屈服强度从理论上说是使位错开始运动的临界切应力，其值与位错运动所受到的阻力（晶格阻力－－派拉力、位错运动交互作用产生的阻力）决定。 派拉力： 位错交互作用力 （a是与晶体本性、位错结构分布相关的比例系数，L是位错间距。）2．晶粒大小和亚结构 晶粒小→晶界多（阻碍位错运动）→位错塞积→提供应力→位错开动→产生宏观塑性变形。 晶粒减小将增加位错运动阻碍的数目，减小晶粒内位错塞积群的长度，使屈服强度降低（细晶强化）。 屈服强度与晶粒大小的关系： 霍尔－派奇（Hall-Petch) σs= σi+kyd-1/2 3．溶质元素 加入溶质原子→（间隙或置换型）固溶体→（溶质原子与溶剂原子半径不一样）产生晶格畸变→产生畸变应力场→与位错应力场交互运动→使位错受阻→提高屈服强度（固溶强化）。 4．第二相（弥散强化，沉淀强化） 不可变形第二相 提高位错线张力→绕过第二相→留下位错环→两质点间距变小→流变应力增大。 不可变形第二相 位错切过（产生界面能），使之与机体一起产生变形，提高了屈服强度。 弥散强化：
材料的常用力学性能有哪些
材料的常用力学性能有哪些 材料的常用力学性能指标有哪些 材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能.锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括:强度、硬度、塑性和韧性等. (1)强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力.强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb,高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD. (2)塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力.塑性指标包括:伸长率δ,即试样拉断后的相对伸长量;断面收缩率ψ,即试样拉断后,拉断处横截面积的相对缩小量;冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度. (3)韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力.韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值αk表示.Αk值或αk值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化.而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性. 表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力. (4)硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标.硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样.最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力.而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小.因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标. 力学性能主要包括哪些指标 材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下,承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征. 性能指标 包括:弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度. 钢材的力学性能是指标准条件下钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能和冲击韧性等,也称机械性能. 金属材料的力学性能指标有哪些 一:弹性指标
结构钢分类及性能介绍
10S20 材料号：1.0721 牌号：10S20 标准：EN 10277 - 3 : 2008 ●特性及应用： 10S20材料,德国牌号特种钢。 ●化学成分： 碳C：0.07-0.13 硅Si：≤0.4 锰Mn：0.7 - 1.1 磷P：≤0.06 硫S：0.15 - 0.25 钢板的分类： 1,按厚度分类：（1）薄板（2）中板（3）厚板（4）特厚板 2,按生产方法分类：（1）热轧钢板（2）冷轧钢板 3,按表面特征分类：（1）镀锌板（热镀锌板,电镀锌板）（2）镀锡板（3）复合钢板（4）彩色涂层钢板 4,按用途分类：（1）桥梁钢板（2）锅炉钢板（3）造船钢板（4）装甲钢板（5）汽车钢板（6）屋面钢板（7）结构钢板（8）电工钢板（硅钢片）（9）弹簧钢板（10）其他普通及机械结构用钢板中常见的日本牌号 1,日本钢材（JIS系列）的牌号中普通结构钢主要由三部分组成：第一部分表示材质,如：S（Steel）表示钢,F（Ferrum）表示铁；第二部分表示不同的形状,种类,用途,如P(Plate)表示板,T（Tube）表示管,K(Kogu)表示工具；第三部分表示特征数字,一般为最低抗拉强度。如：SS400——第一个S表示钢(Steel),第二个S表示“结构”（Structure）,400为下限抗拉强度400MPa,整体表示抗拉强度为400 MPa的普通结构钢。 2,SPHC－首位S为钢Steel的缩写,P为板Plate的缩写,H为热Heat的缩写,C商业Commercial 的缩写,整体表示一般用热轧钢板及钢带。 3,SPHD－表示冲压用热轧钢板及钢带。 4,SPHE－表示深冲用热轧钢板及钢带。 5,SPCC－表示一般用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国Q195-215A牌号。其中第三个字母C 为冷Cold的缩写。需保证抗拉试验时,在牌号末尾加T为SPCCT。 6,SPCD－表示冲压用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL（13237）优质碳素结构钢。7,SPCE－表示深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带,相当于中国08AL（5213）深冲钢。需保证非时效性时,在牌号末尾加N为SPCEN。 冷轧碳素钢薄板及钢带调质代号：退火状态为A,标准调质为S,1/8硬为8,1/4硬为4,1/2硬为2,硬为1。 表面加工代号：无光泽精轧为D,光亮精轧为B。如SPCC-SD表示标准调质,无光泽精轧的一般用冷轧碳素薄板。再如SPCCT-SB表示标准调质,光亮加工,要求保证机械性能的冷轧碳素薄板。 8,JIS机械结构用钢牌号表示方法为：S 含碳量字母代号（C,CK）,其中含碳量用中间值×100表示,字母C：表示碳K：表示渗碳用钢。如碳结卷板S20C其含碳量为0.18-0.23%。 专用结构钢板 1,压力容器用钢板：用大写R在牌号尾表示,其牌号可用屈服点也可用含碳量或含合金元素表
(整理)低合金钢
低合金钢的焊接工艺分析 参考文献： 焊接冶金学-材料焊接性机械工业出版社李亚江 金属焊接性基础化学工业出版社孟庆森 金属学与惹出了机械工业出版社崔忠圻覃耀春 金属工艺学哈尔滨工业大学出版社邢忠文张学仁 金属材料焊接工艺机械工业出版社李荣雪 金属材料焊接工艺化学工业出版社雷玉成 结构钢的焊接冶金工业出版社荆洪阳（译）1．低合金钢的发展和应用 随着科学的发展和技术的进步，焊接结构设计日趋向高参数、轻量化及大型化发展，对钢材的性能提出可越来越高的要求。低合金钢由于性能优异和经济效益显著，在焊接结构中得到了越来越广泛的应用。 低合金钢的发展大体经历了三个阶段。20世纪20年代以前，工程上钢结构的制造主要采用铆接，设计参数主要是抗拉强度。钢的强化主要是靠碳以及单一合金元素，如Mn、Si、Cr等，总质量分数达到2%~3%,甚至更高一些。20世纪20~60年代，钢结构制造中逐步采取了焊接技术，设计参数要考虑材料的屈服强度、韧性、和焊接性要求。为了防止焊接裂纹，刚的化学成分低碳多合金化发展方向，碳的质量分数一般在0.2%一下，含2~4个有利于焊接性的合金元素并铺以热处理强化等工艺措施。20世纪70年代以后，低合金高强度钢得到快速发展，钢中碳的质量分数降低到0.1%一下，有的钢向超低碳含量方向发展。Ti、V、Nb等合金微量元素逐步引起关注，而且像多元复合合金化方向发展。 现代低合金钢的重大进展，自20世纪70年代以来，世界范围内低合金高强度钢的发展进入了一个全新时期，以控制轧制技术和微合金化的冶金学为基础，形成了现代低合金高强度钢即微合金化钢的新概念。进入80年代，一个涉及广泛工业领域和专用材料门类的品种开发，借助于冶金工艺技术方面的成就达到了顶峰。在钢的化学成分—工艺—组织—性能的四位一体的关系中，第一次突出了钢的组织和微观精细结构的主导地位，也表明低合金钢的基础研究已趋于成熟，以前所未有的新的概念进行合金设计。 低合金钢的应用，低合金钢在建筑、桥梁。工程机械等产业不能得到广泛的应用。当合金钢用于桥梁、海上建筑和起重机械等重要焊接结构时，应根据结构的最低温度提出冲击韧度的要求。对于在大气环境下工作的低合金结构钢，冲击吸收功（0℃、V形缺口冲击试样）至少应达到27J的最对要求。 对于车辆、船舶、工程机械的运动结构，减轻自重可以节约能源，提出运载能力和工业效率。因此采用焊接性好的低碳调质钢可以促进工程结构向大量化、轻量化和高效能方向发展。由于壁厚减薄，重量减轻，从而减少了焊接工作量，为野外施工，吊装创造了条件。这类钢强韧性和综合性能好，可以大大提高设备的耐用性，延长期使用寿命。WCF-80钢是我国继WCF-62之后开发的焊接裂纹敏感性小的高强度焊接结构钢，这种钢具有很高的抗冷裂纹和低温韧性，主要用于大型水电站、石化和露天煤矿等。 抗拉强度700MPa的低碳调质钢又较好的缺口冲击韧度，可用于低温下服役
锻件用碳素结构钢与合金结构钢力学性能
锻件用碳素结构钢与合金结构钢力学性能(摘自GB /T17107—1997) (表一) 牌号 热处理状态 截面尺寸 (直径或厚度) /mm 试样 方向 力学性能 硬度 (HBS ) 抗拉强度 σb /MPa 屈服点 σs /MPa 伸长率 δ5(%) 收缩率 ψ(%) 冲击功 A ku /J ≥ Q235 — ≤100 纵向 330 210 23 100～300 纵向 320 195 22 43 300～500 纵向 310 185 21 38 500～700 纵向 300 175 20 38 15 正火+回火 ≤100 纵向 320 195 27 55 47 97～143 100～300 纵向 310 165 25 50 47 97～143 300～500 纵向 300 145 24 45 43 97～143 20 正火或正火+回火 ≤100 纵向 340 215 24 50 43 103～156 100～250 纵向 330 195 23 45 39 103～156 250～500 纵向 320 185 22 40 39 103～156 500～1000 纵向 300 175 20 35 35 103～156 25 正火或正火+回火 ≤100 纵向 420 235 22 50 39 112～170 100～250 纵向 390 215 20 48 31 112～170 250～500 纵向 380 205 18 40 31 112～170 30 正火或正火+回火 ≤100 纵向 470 245 19 48 31 126～179 100～300 纵向 460 235 19 46 27 126～179 300～500 纵向 450 225 18 40 27 126～179 500～800 纵向 440 215 17 35 28 126～179
复合材料力学性能表征(教学资料)
复合材料力学性能表征(characterization of mechanical properties of composites) 力学性能包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击、硬度、疲劳等，这些数据的取得必须严格遵照标准。试验的标准环境条件为：温度23℃±2℃，相对湿度45％～55％，试样数量每项试验不少于5个。 此检测方法适用于树脂基复合材料，金属基复合材料力学性能可参考此方法进行。 拉伸拉伸试验是对尺寸符合标准的试样，在规定的试验速度下沿纵轴方向施加拉伸载荷，直至其破坏。通过拉伸试验可获得如下材料的性能指标： 式中P为最大载荷，N；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 式中△L为试样破坏时标距L0内的伸长量，mm；L0为拉伸试样的测量标距，mm。 拉伸弹性模量Et 式中△P为载荷一形变曲线上初始直线段的载荷增量，N；△L为与△P相对应的标距L0内的变形增量，mm。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测以下项目： σL：∥纤维方向的拉伸强度； σT：⊥纤维方向的拉伸强度； EL：∥纤维方向的拉伸模量； ET：⊥纤维方向的拉伸模量。 应力-应变曲线记录拉伸过程中应力-应变变化规律的曲线，用于求取材料的力学参数和分析材料拉伸破坏的机制。 压缩对标准试样的两端施加均匀的、连续的轴向静压加载荷，直至试样破坏，以获得有关压缩性能的参数，若压缩试验中试样破坏或达最大载荷时的压缩应力为P(N)，试样横截面积为F(mm2)，则压缩强度σc为：
由压缩试验中应力-应变曲线上初始直线段的斜率，即应力与应变之比，可求出压缩弹性模量(MPa)。 由于复合材料的各向异性，特别是用单向预浸带做的复合材料通常同时测 σL：∥纤维方向的压缩强度； σT：⊥纤维方向的压缩强度； EL：∥纤维方向的压缩模量； ET：上纤维方向的压缩模量。 弯曲复合材料在弯曲试验中受力状态比较复杂，拉、压、剪、挤压等力同时对试样作用，因而对成型工艺配方，试验条件等因素的敏感性较大。用弯曲试验作为筛选试验是简单易行的方法。 复合材料的弯曲试验一般采用三点加载简支梁法，即将标准试样放在两支点上，在中间施加载荷，使试样变形直至破坏。材料的弯曲强度σ f为： 式中P为破坏载荷，N(或挠度为1.5倍试样厚度时的载荷)；l为跨度，mm；b，h分别为试样的宽度和厚度，mm。 弯曲弹性模量Ef是指比例极限内应力与应变的比值，可按下式计算： 式中△P为载荷，N(或挠度曲线上使直线段产生弯曲的载荷增量)；△f为与△P对应的试样跨距中点处的挠度增量。 剪切复合材料的特点之一是层间剪切强度低，并且层问剪切形式复杂，因此剪切试验对于复合材料的质量控制特别重要。层问剪切强度测试方法有直接剪切法和短梁弯曲法等。 (1)直接剪切法。试样的形式和尺寸如图，对试样的A、C面以一定的加载速度施加剪切，直至试样破坏。试样破坏时单位面积上所承受的载荷值为层间剪切强度τs。 式中Pb为破坏载荷，N；b，h分别为受剪面的宽度和高度，mm。
合金的机械及物理性能
合金的机械及物理性能 6XXX 6061－T651合金的化学成份（以最高百分比表示，除非列出的是一个范围值） 6061－T651合金机械及物理性能 抗拉强度MPa 290 0.2%屈服强度MPa 240 伸长率％10 疲劳强度MPa 95 硬度HB 95 热传导性能W/m°C 167 电导率％IACS 43％ 强性模量GPa 69 密度KG.m-3 2700 5XXX 5083是铝－镁系防锈铝中的典型合金。其性能是：优良的焊接和良好的抗蚀、加工、低温合理地相结合。加工特点是：不可热处理强化;其抗拉伸强度在铝镁系合金中仅次于5056，其焊接接头强度可与退火状态的基体强度相等，且耐蚀可靠，随着温度的降低，基体金属和焊接接头的抗拉强度、屈服强度、伸长率均随之升高，低温韧性也十分良好，因此使5083成为铝合金中最基本的焊接结构材料。用于需要有高的抗蚀性、良好的可焊性和中等强度场合，诸如舰艇、汽车和飞机板焊接件、需严格防火的压力容器、制冷装置、电视塔、钻探设备、交通运输设备等。 5083合金的化学成份（以最高百分比表示，除非列出的是一个范围值） 抗拉强度MPa 290 20°C电阻率N.M 49 0.2%屈服强度MPa 145强性模具E/GPa 70 伸长率％ 18 密度KG.m-3 2680 20°C体积电导率％IACS35 硬度HB 80 7×××系合金 锌是该系中主要合金元素，向含3％－7.5％锌的合金中添加镁，可形成强化效果显著的MgZn2,使该合金的热处理效果远远胜过铝－锌二元合金。提高合金中的锌、镁含量，抗拉强度会得到进一步的提高，但其抗应力腐蚀和抗剥落腐蚀的能力会随之下降。经热处理，能达到非常高的强度特性。该系材料一般都会加入少量铜、铬等合金，该系当中以7075－T651铝合金尤为上品，被誉为铝合金中最优良的产品，强度高，远胜于软钢。此合金并具有良好机械性能及阳极反应。代表用途有航空航天、模具加工、机械设备、工装夹具，特别用于制造飞机结构及其它要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构体。
玻璃钢复合材料的性能对比
复合材料聚合物的性能对比 聚合物复合材料的性能解释 1． 1 拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。 对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的，用国标 GB/T1447 进行测试；对于缠绕成型的，用国标 GB/T1458 进行测试；对于定向纤维增强的，用国标 GB/T33541 进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1 进行测试。使用最多的是 GB/T1447 。 国标 GB/T1447 ，对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样，有带 R 型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力--------------------------- 应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变 与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。 单位面积上的力，称为应力，通常用 MPa （兆帕）表示， 1MPa 相当于 1N/mm2 的应力。应变是单位长度的伸长量，是没有量刚（单位）的。 不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样，以玻璃纤维增强的玻璃钢为例：1：1 玻璃钢，拉伸强度为（200-250 ）MPa ，弹性模量为（10-16 ）GPa；4：1 玻璃钢，拉伸强度为（250-350 ）MPa ，弹性模量为（15-22 ）GPa ；单向纤维的玻璃钢（如缠绕），拉伸强度大于800MPa ，弹性模量大于 24GPa ； SMC 材料，拉伸强度为（ 40-80 ） MPa ，弹性模量为（ 5-8 ）GPa ；DMC 材料，拉伸强度为（ 20-60 ） MPa ，弹性模量为（ 4-6 ）GPa。 1.2 弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的，同时，往往用弯曲性能来进行原材料，成型工艺参数，产品使用条件因素等的选择。 弯曲性能，一般采用国标 GB/T1449 进行测试；对于拉挤材料，用国标 GB/T13096.2 进行测试；对于单向纤维增强的，用国标 GB/T3356 进行测试。测试弯曲性能的试样一般是矩形截面积的长条，简称为矩形梁。采用当中加载的三点弯曲法。梁的横截面的上表面承压缩应力，梁下表面承受拉伸应力，横截面积上还要承受剪切应力，中性层剪应力最大，因此梁所承受弯曲时，其应力状态是很复杂的，破坏形式也是多种的。原材料品种、性能及成型工艺参数对弯曲性能很敏感，试验方法和试样尺寸同样也很敏感，为了达到材料弯曲破坏，国标对试样的跨（跨度或支距）高（试样厚度）比（ l/h ）有一定要求，一般要求 l/h >16，对于单向纤维增强的材料，要求l/h >32。 由于弯曲性能的复杂性及对各因素的敏感性，对于上述不同材料的弯曲性能，或大于 1.1 节中拉伸性能，或小于 1.1 节中的拉伸性能。在正常成型工艺情况下，一般弯曲强度略大于拉伸强度，弯曲弹性模量略小于拉伸弹性模量。 1． 3 压缩性能
低合金高强度结构钢的牌号和化学成分.
(1牌号和化学成分 表1 低合金高强度结构钢的牌号和化学成分牌号 等 级 化学成分(质量分数(％ C≤Mn Si ≤ P ≤ S ≤ V Nb Ti Al≥Cr≤Ni≤ Q295A O.160.80 ～ 1.50 0.550.0450.045 0.02 ～ O.15 0.015 ～ O.060 O.02 ～ 0.20 B0.040O.040 Q345A O.201.00 ～ 1.60 0.550.045O.045 0.02 ～ O.15 0.015 ～ O.060 0.02 ～ O.20 B O.040O.040 C0.0350.035O.015 D O.180.030O.030O.015 E0.025O.025O.015 Q390A0.201.00 ～ 1.60 O.550.0450.045 O.02 ～ O.20 O.015 ～ 0.060 O.02 ～ O.20 O.300.70 B O.040O.040O.30O.70 C O.035O.035O.0150.30O.70 D O.0300.0300.015O.300.70
E0.025O.025O.015O.300.70 Q420A O.201.00 ～ 1.70 O.55O.045O.045 O.02 ～ 0.20 O.015 ～ 0.060 0.02 ～ O.20 O.40O.70 B0.040O.040O.40O.70 C O.035O.0350.0150.40O.70 D O.0300.0300.015O.40O.70 E0.0250.0250.015O.40O.70 Q460C O.201.00 ～ 1.70 O.55 0.0350.035 0.02 ～ 0.20 0.015 ～ O.060 0.02 ～ O.20 O.015O.700.70 D O.0300.0300.0150.700.70 E0.025O.025O.0150.700.70 (2力学性能 表2 低合金高强度结构钢的力学性能 牌号 等 级屈服点ós／ Mpa ≥ 抗拉 强度 ób／ MPa 伸长率 δ5 (％ ≥ 冲击吸收功Akv(纵 向 ／J ≥ 厚度(直径、边长／ mm ≤16>16～ 35 >35～50 >50～ 100 +20℃O℃-20℃-40℃ Q295A295275255235390～23
材料力学性能概念
本文详细介绍金属材料试验时几个常用的概念，以供参考学习。 一、抗拉强度 抗拉强度，表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有（或很小）均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为Rm，单位为MPa。 抗拉强度（tensile strength） 试样拉断前承受的最大标称拉应力。 抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为Rm，单位为MPa。 试样在拉伸过程中，材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（ζ），称为抗拉强度或者强度极限（ζb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为： ζ=Fb/So 式中：Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。 抗拉强度（ Rm）指材料在拉断前承受最大应力值。 万能材料试验机 当钢材屈服到一定程度后，由于内部晶粒重新排列，其抵抗变形能力又重新提高，此时变形虽然发展很快，但却只能随着应力的提高而提高，直至应力达最大值。此后，钢材抵抗变形的能力明显降低，并在最薄弱处发生较大的塑性变形，此处试件截面迅速缩小，出现颈缩现象，直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。 单位:N/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度：Tensile strength. 抗拉强度=Eh，其中E为杨氏模量，h为材料厚度