
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(tan)鋼)的(de)抗拉過程主要包括彈性階(jie)(jie)段(duan)(duan)、屈服階(jie)(jie)段(duan)(duan)、強化階(jie)(jie)段(duan)(duan)、頸縮階(jie)(jie)段(duan)(duan)四個階(jie)(jie)段(duan)(duan)。
(1)彈性階段(OA段)
應(ying)力(li)與應(ying)變(bian)成(cheng)正比(bi)例關系。彈性階(jie)段的最(zui)高點(A點)所對應(ying)的應(ying)力(li)稱為(wei)比(bi)例極限或彈性極限,用σp表示。應(ying)力(li)與應(ying)變(bian)的比(bi)值為(wei)常數(shu),稱為(wei)彈性模(mo)量,反映鋼材的剛度。
(2)屈服階段(AB段)
應(ying)力與應(ying)變不(bu)再(zai)成(cheng)正比例關系,應(ying)力的(de)(de)(de)增(zeng)長滯后于應(ying)變的(de)(de)(de)增(zeng)長,甚至會出(chu)現應(ying)力減(jian)小的(de)(de)(de)情(qing)況,這一現象稱(cheng)為(wei)屈(qu)服。B上為(wei)屈(qu)服上限(xian)(xian),B下為(wei)屈(qu)服下限(xian)(xian)。因B下點(dian)較(jiao)穩定且容易(yi)測定,故常以屈(qu)服下限(xian)(xian)作為(wei)鋼材的(de)(de)(de)屈(qu)服強(qiang)度(du),稱(cheng)為(wei)屈(qu)服點(dian)。用σs表示,是(shi)結(jie)構(gou)設計時(shi)鋼材強(qiang)度(du)的(de)(de)(de)依據。
(3)強化階段(duan)(BC段(duan))
當鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)屈(qu)服到一定程度后(hou),由(you)于(yu)內部(bu)晶格扭曲、晶粒破碎等原因,阻止(zhi)了(le)塑性變形的(de)進(jin)一步發展,鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)抵抗外力的(de)能力重新(xin)提高,應力-應變圖由(you)B上升至最(zui)高點(dian)C, C點(dian)為(wei)(wei)極(ji)限(xian)抗拉強度,用σb表示。σs/σb為(wei)(wei)屈(qu)強比,是評價鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)受力特征的(de)一個參數,反(fan)映鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)超過屈(qu)服點(dian)工作的(de)可(ke)靠度、安(an)全度。常(chang)用碳素鋼(gang)(gang)(gang)的(de)屈(qu)強比為(wei)(wei)0.58~0.63,合金鋼(gang)(gang)(gang)為(wei)(wei)0.65~0.75。
(4)頸縮階段(duan)(CD段(duan))
過C點后,材料變(bian)形迅速增(zeng)大,而應力反而下降。試件在拉斷前,于薄(bo)弱(ruo)處截面(mian)顯著縮(suo)小,產生(sheng)“頸縮(suo)現象”,直至(zhi)斷裂。反映(ying)了鋼材的塑性(xing),用(yong)伸長率或斷面(mian)收縮(suo)率表示。
伸長率:量出拉斷后(hou)標(biao)距部(bu)分(fen)的(de)(de)長度L1,標(biao)距的(de)(de)伸長值與原始標(biao)距L0的(de)(de)百分(fen)率稱(cheng)為(wei)(wei)伸長率。通常以(yi)δ5和(he)δ10分(fen)別表示L0=5d0和(he)L0=10d0(d0為(wei)(wei)試件直徑)時的(de)(de)伸長率。對同(tong)一種鋼材(cai),δ5應大(da)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(yu)不(bu)能(neng)測定屈服點,規(gui)范規(gui)定以產(chan)生0.2%殘余(yu)變形時的(de)應力(li)值(zhi)作為名義屈服點,也(ye)稱條件屈服點,用σ0.2表示(shi)。