钢铁材料的力学性能

5
抗扭强度
τb
MPa
指外力是扭转力的强度极限
3Mb
τb≈—— （适用于钢材）
4Wp
Mb
τb≈—— （适用于铸铁）
Wp
式中Mb——扭转力矩（N·mm）
Wp——扭转时试样截面的极断面系数（mm2）
6
屈服点
σs
MPa
金属度样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限：
六
硬度
硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标。
1
布氏硬度
HBS
/
用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW
αKV ——夏比V形缺口试样冲击值（J/cm2）
AKU ——夏比U形缺口试样冲断时所消耗的功（J）
AKV ——夏比V形缺口试样冲断时所消耗的功（J）
F——试样缺口处的横截面积（cm2）
五
疲劳
金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷（即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生显着塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳。
σ时间(h)
MPa
金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经105h后的断裂强度。
9
蠕变强度
温度
σ ——
应变量/时间
MPa
金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样生产一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如：
序号
名称
量的符号
单位符号
含义
一
强度
强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。
1
抗拉强度
σb
MPa
金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度：
Pb
σb＝——
Fo
式中 Pb——试样拉断前的最大负荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm2）
2
抗弯强度
σbb
MPa
试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力
500
σ—— = 100MPa，
1/100000
表示材料在500℃温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标。
二
弹性
弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性。
1
弹性模量
E
GPa
在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数。
2
洛氏硬度
HRA
HRB
HRC
2
切变模量
G
GPa
金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比关系Baidu Nhomakorabea，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模量。
3
弹性极限
σe
MPa
金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限。
4
比例极限
σp
MPa
在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限：
1
疲劳极限
σ-1
MPa
金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限。
2
疲劳强度
σN
MPa
金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示。
1
冲击韧度
αKU或αKV
J/cm2
冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值（αKU或αKV）作为标准的，它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功（AKU或AKV）与断面处横截面积（F）之比值大小来衡量。
2
冲击吸收功
AKU或AKV
J
由于αK值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而αK值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功AK作为冲击韧度的指标。
AKU
αKU = ——；
F
AKU
αKV= ——；
F
式中αKU ——夏比U形缺口试样冲击值（J/cm2）
Pbc
σbc＝——
Fo
式中 Pbc——试样所受最大集中载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm2）
4
抗剪强度
r、σr
MPa
试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均应力：
P
双剪:σr＝—— ；
2Fo
P
单剪:σr＝—— ；
Fo
式中 P——剪切时的最大负荷（N）
Fo——受剪部位的横截面积（mm2）
Pp
σ=——
Fo
式中Pp——规定比例极限负荷(N)
Fo——试样原横截面积（mm2）
三
塑性
所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力。
1
伸长率
δ
%
金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距分部所增加的长度与原标距长度的百分比。δs是标距为5倍直径时的伸长率，δ10是标距为10倍直径时的伸长率。
Ps
σs=——
Fo
式中Ps——屈服载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm2）
7
屈服强度
σ
MPa
对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限：
σ=——
Fo
式中——试样产生永久变形为%时的载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm2）
8
持久强度
8PL
对圆试样：σbb＝——
πd3
8PL
对矩形试样：σbb＝——
2bh2
式中 P——试样所承受最大集中载荷（N）
L——两支承点间的跨距(mm)
d——圆试样截面之外径(mm)
b——矩形截面试样之宽度(mm)
h——矩形截面试样之宽度(mm)
3
抗压强度
σbc
MPa
材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度
2
断面收缩率
ψ
%
金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比。
3
泊松比
μ
/
对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比：
E
μ=— - 1
2G
式中E——弹性模量（GPa）
G——切变模量（GPa）
四
韧性
所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载荷）的作用下而不破坏的能力。