钢材的力学性能rm和rel是什么值

家和万事兴 2024-11-30 08:52:55

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屈服强度和抗拉强度。钢材的技术性质——力能1．抗拉性能抗拉性能是钢材最主要的技术性能，通过拉伸试验可以测得屈服强度、抗拉强度和伸长率，这些是钢材的重要技术性能指标。低碳钢的抗拉性能可用受拉时的应力一应变图来阐明。低碳钢从受拉到拉断，经历了如下四个阶段：(1)弹性阶段oa为弹性阶段。在oa范围内，随着荷载的增加，应力和应变成比例增加。如卸去荷载，则恢复原状，这种性质称为弹性。oa是一直线，在此范围内的变形，称为弹性变形。a点所对应的应力称为弹性极限，用σp表示。在这一范围内，应力与应变的比值为一常量，称为弹性模量，用e表示，即。弹性模量反映了钢材的刚度。是钢材在受力条件下计算结构变形的重要指标。碳素结构钢q235的弹性模量e=(2.0～2.1)×105mpa，弹性极限σp=(180～200)mpa。(2)屈服阶段ab为屈服阶段。在ab曲线范围内，应力与应变不能成比例变化。应力超过σp后，即开始产生塑性变形。应力到达reh之后，变形急剧增加，应力则在不大的范围内波动，直到b点止。reh点是上屈服强度，rel点是下屈服强度，rel也可称为屈服极限，当应力到达rel时，钢材抵抗外力能力下降，发生“屈服”现象。rel是屈服阶段应力波动的次低值，它表示钢材在工作状态允许达到的应力值，即在rel之前，钢材不会发生较大的塑性变形。故在设计中一般以下屈服强度作为强度取值的依据。碳素结构钢q235的rel应不小于235mpa。(3)强化阶段bc为强化阶段。过b点后，抵抗塑性变形的能力又重新提高，变形发展速度比较快，随着应力的提高而增加。对应于最高点c的应力，称为抗拉强度，用rm表示， (fm为c点时荷载，s0为试件受力截面面积)。抗拉强度不能直接利用，但下屈服强度和抗拉强度的比值(即屈强比rel／rm)却能反映钢材的安全可靠程度和利用率。屈强比越小，表明材料的安全性和可靠性越高，材料不易发生危险的脆性断裂。如果屈强比太小，则利用率低，造成钢材浪费。碳素结构钢q235的rm应不小于375mpa，屈强比在0.58～0.63之间。对于在外力作用下屈服现象不明显的硬钢类，规定产生残余变形为0.2%l0时的应力作为屈服强度，用表示。(4)颈缩阶段cd为颈缩阶段。过c点，材料抵抗变形的能力明显降低。在cd范围内，应变迅速增加，而应力则反而下降，变形不能再是均匀的。钢材被拉长，并在变形最大处发生“颈缩”，直至断裂。将拉断的钢材拼合后，测出标距部分的长度，便可按下式求得其断后伸长率a：式中 l0——试件原始标距长度，mm；lu——试件拉断后标距部分的长度，mm。以a和分别表示l0=5d0和l0=10d0时的断后伸长率，d0为试件的原直径或厚度。对于同一钢材，a大于。伸长率反映了钢材的塑性大小，在工程中具有重要意义。塑性大，钢质软，结构塑性变形大，影响使用。塑性小，钢质硬脆，超载后易断裂破坏。塑性良好的钢材，偶尔超载、产生塑性变形，会使内部应力重新分布，不致由于应力集中而发生脆断。2．冲击韧性冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。钢材的冲击韧性是用标准试件(中部加工有v型或u型缺口)，在摆锤式冲击试验机上进行冲击弯曲试验后确定，试件缺口处受冲击破坏后，以缺口底部处单位面积上所消耗的功，即为冲击韧性指标，用冲击韧性值ak(j／cm2)表示。ak越大，表示冲断试件时消耗的功越多，钢材的冲击韧性越好。钢材进行冲击试验，能较全面地反映出材料的品质。钢材的冲击韧性对钢的化学成分、组织状态、冶炼和轧制质量，以及温度和时效等都较敏感。3．耐疲劳性钢材在交变荷载反复作用下，在远小于抗拉强度时发生突然破坏，这种破坏叫疲劳破坏。疲劳破坏的危险应力用疲劳极限或疲劳强度表示。它是指钢材在交变荷载作用下，于规定的周期基数内不发生断裂所能承受的最大应力。钢材耐疲劳强度的大小与内部组织、成分偏析及各种缺陷有关。同时钢材表面质量、截面变化和受腐蚀程度等都影响其耐疲劳性能。4．硬度表示钢材表面局部体积内，抵抗外物压入产生塑性变形的能力，是衡量钢材软硬程度的一个指标。测定钢材硬度的方法有布氏法、洛氏法和维氏法。常用的是布氏法和洛氏法。 20210311

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