今天是2022年06月29日 星期三,欢迎光临本站!
 中文版  |   English
当前位置:首页 > 企业动态公司新闻

抗拉强度、屈服强度及伸长率

日期:2022-06-07    浏览次数:    
     在一个拉伸试验试棒上进行拉伸试验测量,得到如图 1所示的材料拉伸应力-应变曲线。
     抗拉强度(  R   m  )是金属材料最通用的特性。是金属材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力。
     屈服强度指金属材料在出现屈服现象时所能承受的最大应力。当应力超过弹性极限后,变形增加较快,此时除了产生弹性变形外,还产生部分塑性变形。当应力达到一定值后,塑性应变急剧增加,曲线出现一个波动的小平台,这种现象称为屈服。这一阶段的最大、最小应力点分别称为上屈服点和下屈服点。由于下屈服点的数值较为稳定,因此以它作为材料抗力的指标,称为屈服点或屈服强度(  R   el  或  R p0.2  )。


图 1 材料拉伸应力-应变曲线
     球墨铸铁材料在拉伸应力应变时无明显的屈服变形,通常以发生微量的塑性变形(0.2%)时的应力作为该材料的屈服强度,称为条件屈服强度。
     伸长率(  δ  ):金属材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。伸长率是描述材料塑性大小的参数。材料伸长率数值越大,其塑性变形能力越强。而塑性一般又与强度、硬度有关,一般伸长率越大,塑性就越大,强度、硬度就越小。
     铁素体球铁的伸长率是相当高的,可以说铁素体类球铁与钢有相同水平的伸长率;珠光体球墨铸铁伸长率较低,从 1%~3%,但并不意味着它是易碎的。与片状石墨铸铁的 0.3%~0.7% 伸长率相比,还是较高的。珠光体的伸长率较低,是因为其内部自由碳的存在,尽管石墨相仍以球状存在。图 2显示了抗拉强度、屈服强度和硬度之间的关系。

图 2 抗拉强度、屈服强度及硬度之间的关系
      影响拉伸性能的主要因素是金相组织、球化率、石墨含量和碳化物、壁厚及合金元素等因素。
      铁素体组织具有最低的抗拉强度、屈服强度和最高的伸长率。没有回火的马氏体组织将具有最高的抗拉强度、屈服强度和最低的伸长率。性能介于铁素体与马氏体之间的是珠光体和贝氏体。

      球化率越高,球墨铸铁的强度就越高,如果球化率高于 80%,抗拉强度和伸长率的损失将很小。如果低于 80%,损失将迅速地增加。因此通常要求球化率控制在 80% 以上。屈服强度减少比抗拉强度慢,即  R   p  0.2 /  R   m  比例增加。球化率对珠光体球墨铸铁铁的影响见表 1 。

表 1 球化率对珠光体球墨铸铁的影响

      对碳化物而言情况有所不同,随着碳化物数量增加,抗拉强度和伸长率减少,而屈服强度增加。碳化物的分布越是不连续的(没有网状物),对球化率的负面影响越小,碳化物含量对球化率的影响见表 2。

表 2 碳化物含量对球化率的影响

球墨铸铁对壁厚敏感性没有灰铸铁强。特别是铁素体类型没有那么敏感。铸铁材料越厚,强度越低,铁素体组织的灵敏性也越低。见表 3 。
表 3 厚度对球墨铸铁的影响


注:300/50 是指 300mm 壁厚相对于 50mm 的壁厚的性能减少比例。
合金元素的影响如下:
     1)高碳含量可以引起石墨漂浮。截面较厚、浇注温度较高,向上漂浮的石墨将较多。这个区域将呈现较低的性能。
     2)锰含量的增加会增加抗拉强度和屈服强度,但降低伸长率,镍和铜含量的增加会增加抗拉强度,由于材料同时受到其他元素的影响,因此很难预测。通常根据铸造经验来进行合金化处理。残余锰(镁)越低、铅的质量分数越高,球化率就越低。铅含量的影响非常大。当铅存在时,对球化率的消极影响较大。
      在铸态下,硅的质量分数增加屈服强度同伸长率一样增加。这种影响一直到硅的质量分数 4%~5% 是有效的,超过这个的质量分数,材料很快变脆。由于球化率对球墨铸铁的力学性能影响很大,很难像灰铸铁那样找到合适的公式通过化学成分和壁厚计算球墨铸铁铸件的抗拉强度。
摘自现代铸铁技术

推荐资讯
更多>>
网站首页 / 公司简介 / 产品展示 / 研发中心 / 质量管理 / 人力资源 / 企业动态 / 员工文采 / 联系我们