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    鋼的屈服點和屈服強度的確定

    2019-01-02   來源:   點擊數:15次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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       中國鋼管信息港內部人士獲悉:退火是將金屬緩慢加熱到一定溫度,保持足夠時間,然后以適宜速度冷卻的一種金屬熱處理工藝。
      
      退火熱處理分為完全退火,不完全退火和去應力退火。退火材料的力學性能可以用拉伸試驗來檢測,也可以用硬度試驗來檢測。許多鋼材都是以退火熱處理狀態供貨的,鋼材硬度檢測可以采用洛氏硬度計,測試HRB硬度,對于較薄的鋼板、鋼帶以及薄壁鋼管,可以采用表面洛氏硬度計,檢測HRT硬度.
      
      退火的目的在于:
      
      ①改善或消除鋼鐵在鑄造、鍛壓、軋制和焊接過程中所造成的各種組織缺陷以及殘余應力,防止工件變形、開裂。
      
      ②軟化工件以便進行切削加工。
      
      ③細化晶粒,改善組織以提高工件的機械性能。
      
      ④為最終熱處理(淬火、回火)作好組織準備。
      
      常用的退火工藝有:
      
      ①完全退火。用以細化中、低碳鋼經鑄造、鍛壓和焊接后出現的力學性能不佳的粗大過熱組織。將工件加熱到鐵素體全部轉變為奧氏體的溫度以上30~50℃,保溫一段時間,然后隨爐緩慢冷卻,在冷卻過程中奧氏體再次發生轉變,即可使鋼的組織變細。
      
      ②球化退火。用以降低工具鋼和軸承鋼鍛壓后的偏高硬度。將工件加熱到鋼開始形成奧氏體的溫度以上20~40℃,保溫后緩慢冷卻,在冷卻過程中珠光體中的片層狀滲碳體變為球狀,從而降低了硬度。
      
      ③等溫退火。用以降低某些鎳、鉻含量較高的合金結構鋼的高硬度,以進行切削加工。一般先以較快速度冷卻到奧氏體最不穩定的溫度,保溫適當時間,奧氏體轉變為托氏體或索氏體,硬度即可降低。
      
      ④再結晶退火。用以消除金屬線材、薄板在冷拔、冷軋過程中的硬化現象(硬度升高、塑性下降)。加熱溫度一般為鋼開始形成奧氏體的溫度以下50~150℃ ,只有這樣才能消除加工硬化效應使金屬軟化。
      
      ⑤石墨化退火。用以使含有大量滲碳體的鑄鐵變成塑性良好的可鍛鑄鐵。工藝操作是將鑄件加熱到950℃左右,保溫一定時間后適當冷卻,使滲碳體分解形成團絮狀石墨。
      
      ⑥擴散退火。用以使合金鑄件化學成分均勻化,提高其使用性能。方法是在不發生熔化的前提下,將鑄件加熱到盡可能高的溫度,并長時間保溫,待合金中各種元素擴散趨于均勻分布后緩冷。
      
      ⑦去應力退火。用以消除鋼鐵鑄件和焊接件的內應力。對于鋼鐵制品加熱后開始形成奧氏體的溫度以下100~200℃,保溫后在空氣中冷卻,即可消除內應力。
      
      中國鋼管信息港內部人士獲悉:鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。
      
      設Ps為屈服點s處的外力,Fo為試樣斷面積,則屈服點σs=Ps/Fo(MPa),MPa稱為兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)2.屈服強度(σ0.2)有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材料的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2。
      
      金屬材料在外力作用下剛剛產生塑性變形時的應力,又稱屈服強度。對退火低碳鋼材料,在正常試驗條件下,上屈服點(見屈服臺階)波動性較大,而下屈服點能表現出良好的再現性,因此工程上采用下屈服點表示金屬材料力學性能指標,標為σs。
      
      低屈服點鋼 的英文名稱或翻譯是: low yield point steel
      
      CAS號: 分 子 式: 概述說明、性質、作用及用途: 屈服點相對較低的鋼。這種鋼具有優良的深沖性能和深拉延性能,容易變形加工制造形狀復雜的鋼制品。典型的低屈服點鋼如08F鋼,它的屈服點只有176MPa左右,在各類鋼中其屈服點顯著偏低。用這種鋼的薄板可制造深沖壓和深拉延的制品,如各種貯器,搪瓷制品、儀表板以及管件等。
      
      鋼的屈服點和屈服強度的確定
      
      鋼材在拉伸試驗過程中,隨著拉伸載荷的不斷增加,試樣的彈性變形量也不斷加大。當拉仲載荷不再增加或有所降低,而試樣變形量突然增加時,好象屈服于載荷而自行伸長一樣,這種現象稱為屈服現象。引起屈服現象的應力稱為屈服點,可按下列公式計算:
      
      σs=Ps/S0
      
      式中    σs——屈服點,MPa;
      
      Ps——屈服載荷,N;
      
      S0——試樣原橫截面積,mm2。
      
      屈服點的出現,象征著試樣由彈性變形轉變為塑性變形。因為當施加的外力達到或超過金屬材料的屈服點時,如果將外力消除,試樣的長度雖有部分恢復,但再也不能回復到原來的長度了,亦即有一部分變形(伸長)被永久地保留下來。
      
      含碳量較高、合金含量較多和淬火回火鋼的屈服現象不明顯,其屈服載荷難以在試驗機上讀出。這時就把引起試樣標距部分發生一定殘余伸長量的載荷,規定為試樣的屈服載荷,試樣此時所承受的應力稱為規定殘余伸長應力。一般把標距內的殘余伸長量定為拉伸試樣原標距長度的0.2%,故規定殘余伸長應力常用σr0.2表示。其計算公式為:
      
      σr0.2=P0.2/S0
      
      式中     σr0.2——規定殘余伸長應力,MPa;
      
      P0.2——殘余伸長量為0.2%時的載荷,N;
      
      S0——試樣原橫截面積,mm2。
      
      對要求較嚴格的產品,也有的把殘余變形量為0.05%和0.1%的應力規定為規定殘余伸長應力,以σr0.05、σr0.1表示。
      
      在GB228—87標準中,把原來使用的“屈服強度”改稱為“規定殘余伸長應力”,用σr表示。如σr0.2表示規定殘余伸長率為0.2%時的應力,用此代替原σr0.2 。
      
      拉力試驗機中抗拉強度和屈服強度的區別
      
      拉力試驗機廣泛應用于各類五金、金屬、橡塑膠、鞋類、皮革、服裝、紡織、絕緣體、電線、電纜、端子等各類材料,測試其拉伸,撕裂,剝離,抗壓,彎曲等材料研發,檢驗測試,功能其全,用途廣泛。但是大家經常會把拉力試驗機的抗拉強度和屈服強度的意思弄混淆。下面我們介紹下拉力試驗機中抗拉強度和屈服強度的區別:
      
      1、抗拉強度
      
      當鋼材屈服到一定程度后,由于內部晶粒重新排列,其抵抗變形能力又重新提高,此時變形雖然發展很快,但卻只能隨著應力的提高而提高,直至應力達最大值。此后,鋼材抵抗變形的能力明顯降低,并在最薄弱處發生較大的塑性變形,此處試件截面迅速縮小,出現頸縮現象,直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應力值稱為強度極限或抗拉強度。
      
      2、屈服強度
      
      中國鋼管信息港內部人士獲悉:當應力超過彈性極限后,變形增加較快,此時除了產生彈性變形外,還產生部分塑性變形。當應力達到B點后,塑性應急劇增加,曲線出現一個波動的小平臺,這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數值較為穩定,因此以它作為材料抗力的指標,稱為屈服點或屈服強度。
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