
抗拉性能是鋼材的主要性能,通過拉伸試驗可以測得屈服強度、抗拉強度、伸長率等技術指標。鋼材(低碳鋼(gang))的抗拉(la)過程(cheng)主要(yao)包(bao)括彈性階段(duan)(duan)、屈服階段(duan)(duan)、強化階段(duan)(duan)、頸縮階段(duan)(duan)四個階段(duan)(duan)。
(1)彈性階段(OA段)
應力與應變(bian)成(cheng)正比(bi)例關系。彈(dan)性階段的最高(gao)點(dian)(A點(dian))所對(dui)應的應力稱為比(bi)例極限或彈(dan)性極限,用σp表示(shi)。應力與應變(bian)的比(bi)值(zhi)為常數(shu),稱為彈(dan)性模量(liang),反映鋼材的剛度(du)。
(2)屈服階段(AB段)
應力(li)(li)與應變(bian)不再成正(zheng)比例關系,應力(li)(li)的(de)(de)增(zeng)(zeng)長滯后(hou)于(yu)應變(bian)的(de)(de)增(zeng)(zeng)長,甚至(zhi)會出現應力(li)(li)減小的(de)(de)情(qing)況,這一現象稱為(wei)(wei)(wei)屈服(fu)。B上(shang)為(wei)(wei)(wei)屈服(fu)上(shang)限,B下(xia)(xia)為(wei)(wei)(wei)屈服(fu)下(xia)(xia)限。因B下(xia)(xia)點(dian)較穩定且容易測定,故常以屈服(fu)下(xia)(xia)限作為(wei)(wei)(wei)鋼材(cai)的(de)(de)屈服(fu)強度,稱為(wei)(wei)(wei)屈服(fu)點(dian)。用σs表示,是結構設計時鋼材(cai)強度的(de)(de)依據。
(3)強化階段(BC段)
當鋼材(cai)屈(qu)服(fu)到一定(ding)程(cheng)度(du)(du)后,由(you)于(yu)內部(bu)晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻(zu)止了塑性變形的進一步(bu)發展,鋼材(cai)抵抗(kang)外力(li)的能力(li)重新提(ti)高(gao),應(ying)力(li)-應(ying)變圖由(you)B上升至最(zui)高(gao)點(dian)C, C點(dian)為極(ji)限抗(kang)拉強(qiang)度(du)(du),用(yong)σb表示。σs/σb為屈(qu)強(qiang)比(bi)(bi),是評價(jia)鋼材(cai)受力(li)特(te)征的一個參數,反映(ying)鋼材(cai)超過屈(qu)服(fu)點(dian)工作的可靠度(du)(du)、安全度(du)(du)。常用(yong)碳素鋼的屈(qu)強(qiang)比(bi)(bi)為0.58~0.63,合金鋼為0.65~0.75。
(4)頸(jing)縮階段(CD段)
過C點后,材料變形(xing)迅速增大,而應力(li)反(fan)而下降。試件在(zai)拉斷(duan)前,于薄(bo)弱處(chu)截面顯著縮(suo)小,產生“頸縮(suo)現象”,直至(zhi)斷(duan)裂。反(fan)映了鋼材的塑性,用伸長率(lv)或(huo)斷(duan)面收縮(suo)率(lv)表示。
伸(shen)(shen)長(chang)率:量出拉(la)斷(duan)后標距(ju)部分(fen)的(de)(de)長(chang)度L1,標距(ju)的(de)(de)伸(shen)(shen)長(chang)值與(yu)原始標距(ju)L0的(de)(de)百分(fen)率稱(cheng)為(wei)伸(shen)(shen)長(chang)率。通常以δ5和δ10分(fen)別表示L0=5d0和L0=10d0(d0為(wei)試件直徑)時的(de)(de)伸(shen)(shen)長(chang)率。對(dui)同一種鋼材,δ5應(ying)大于δ10。
鋼材拉斷前后的試件斷面收縮率:測定試件拉斷處的截面積(A1),試件拉斷前后截面積的改變量與原始截面積(A0)的百分比:中碳鋼與高碳鋼(硬鋼)拉伸時的應力-應變曲線與低碳鋼不同,無明顯屈服現象,伸長率小,斷裂時呈脆性破壞。這類鋼材由于不能測定屈(qu)服點,規(gui)范規(gui)定以產生0.2%殘(can)余變形時的(de)應力值作為名(ming)義屈(qu)服點,也稱條(tiao)件屈(qu)服點,用σ0.2表示。