
在金属的拉伸强度测试中,强度极限是指材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力。以σb表示,通常指拉力作用下的抗拉强度极限,单位为兆帕(MPa)。强度极限可通过拉伸试验曲线图中的最高点b来确定,计算公式为σb=Pb/Fo,其中Pb为至材料断裂时的最大应力,Fo为拉伸试样原来的横截面积。
屈服强度极限是指金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时,虽然应力不再增加,但试样仍发生明显的塑性变形的现象。这种现象称为屈服,屈服时的应力称为屈服强度极限,用σs表示,通常对应于拉伸试验曲线图中的S点。对于塑性高的材料,在拉伸曲线上会出现明显的屈服点,而对于低塑性材料则没有明显的屈服点,从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此,试验中通常规定试样上标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限,用σ0.2表示,可用于设计依据。
弹性极限是指金属材料能保持弹性变形的最大应力,通常对应于拉伸试验曲线图中的e点,以σe表示,单位为兆帕(MPa)。计算公式为σe=Pe/Fo,其中Pe为保持弹性时的最大外力。
弹性模数是指材料在弹性极限范围内的应力σ与应变δ(与应力相对应的单位变形量)之比,用E表示,单位为兆帕(MPa)。计算公式为E=σ/δ=tgα,其中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角。弹性模数反映金属材料的刚性,即金属材料受力时抵抗弹性变形的能力。
在进行金属拉伸强度测试时,需要注意试验条件的控制,如温度、湿度、试验速度等,以确保测试结果的准确性和可靠性。同时,还需要注意试样的制备和夹持方式,以避免因试样变形或夹持不当导致的测试误差。
此外,试验过程中应密切关注试样的变形情况,以便及时发现异常现象。如果试样在试验过程中出现断裂、滑移或其他异常情况,应及时停止试验并记录相关数据,以便进一步分析。
在试验结束后,应对测试结果进行分析,根据强度极限、屈服强度极限、弹性极限和弹性模数等指标,评估金属材料的力学性能。对于重要零件,还需要考虑屈强比(即σs/σb)的要求,以提高其安全可靠性。在实际应用中,应根据零件的具体要求选择合适的材料和力学性能指标。