1、定义
屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,也就是抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服现象出现的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。
大于屈服强度的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。
2、屈服强度中的 MPa 指的是压强单位,表示兆帕(megapascal)。MPa 是国际单位制中压强的单位 帕斯卡(Pa) 的倍数。
- 1帕(Pa) 是 1牛顿的力作用在 1平方米面积上所产生的压力。
- 1兆帕(MPa) = 1,000,000帕(Pa)。
屈服强度(Yield Strength)表示材料在受到外力时,开始发生永久性变形的应力。对于钢材等材料,屈服强度用 MPa 来表示,即单位面积上材料能够承受的最大应力值。例如,屈服强度为 250 MPa 意味着在 1平方米的面积上,材料可以承受 250 兆帕的力,而不会发生永久性变形。
因此,MPa 作为压强单位,可以描述材料在受力情况下的抗压、抗拉能力。
3、产生0.2%残余变形的应力值的解释
1. 残余变形:
残余变形指的是材料在受力后,去掉外力后仍然不能恢复到原始形状的部分变形。材料在达到屈服点后,虽然可以承受更大的力,但去掉力后会有不可逆的形变。
2. 0.2%的概念:
当我们提到“0.2%的残余变形”,意思是在材料受到外力作用时,材料长度增加了其原始长度的0.2%。这个变形量非常小,但它是屈服点的一个关键指标,用来判断材料何时开始发生永久变形。
例如:
- 如果一根钢棒原始长度为1000毫米,当受到一定应力时,它产生了2毫米的不可恢复的变形(即1000毫米的0.2%),此时施加的应力就是屈服强度。
3. 实际意义:
屈服强度可以通过实验测定。在拉伸测试中,钢材会受到拉力并逐渐变长。在应力较小时,材料表现为弹性变形,即当力去除后,材料可以恢复原状。但当应力达到一定值后,材料的变形不再完全恢复,开始发生永久性(塑性)变形。这时的应力就是屈服强度。
通常在工程实践中,0.2% 作为残余变形的标准值,表明材料进入了塑性变形阶段,不再是线性恢复。这种定义是为了方便在实际应用中确定材料的屈服点。
总结:
“产生0.2%残余变形的应力值”表示在材料拉伸过程中,施加的应力使得材料发生了不可恢复的0.2%长度变化,这时的应力值就是材料的屈服强度。这个定义为判断材料何时进入不可逆的变形状态提供了标准。