屈服应力 你知道屈服强度到底是怎么一回事吗？

一个

屈服强度

屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，即抵抗微塑性变形的应力。对于没有明显屈服现象的金属材料，规定产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限，称为条件屈服极限或屈服强度。

大于屈服强度的外力将使零件永久失效和不可恢复。如果低碳钢的屈服极限为207MPa，零件在大于这个极限的外力作用下会永久变形，如果小于这个极限，零件会恢复到原来的样子。

对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力；对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生颈缩，应变增大，使材料破坏，不能正常使用。

当应力超过弹性极限并进入屈服阶段时，变形迅速增加。此时除了弹性变形外，还会产生部分塑性变形。当应力达到B点时，塑性应变急剧增加，应力和应变略有波动。这种现象叫做屈服。

这个阶段的最大和最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。由于较低屈服点的值相对稳定，故称为屈服点或屈服强度作为材料电阻的指标。

有些钢没有明显的屈服现象，发生少量塑性变形时的应力通常作为钢的屈服强度，称为条件屈服强度。

首先，解释材料的变形。材料的变形可分为弹性变形和塑性变形。

屈服强度是建筑钢材设计应力的基础。屈服极限，俗称σs，是材料屈服的临界应力值。

对于屈服现象明显的材料，屈服强度就是屈服点的应力；对于屈服现象不明显的材料，与应力-应变的直线关系的极限偏差达到规定值时的应力。通常用作固体材料力学机械性质的评价指标，是材料的实际使用极限。因为在应力超过材料屈服极限后产生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。

2

类型

银文屈服： 银纹现象与应力发白。

剪切屈服。

屈服强度测量:

对于无明显屈服现象的金属材料，应测量规定的非比例拉伸强度或残余伸长应力，而对于有明显屈服现象的金属材料，可测量屈服强度、上屈服强度和下屈服强度。一般来说，只测量较低的屈服强度。

确定屈服强度上限和下限一般有两种方法:图解法和指针法。

图解法

试验过程中，用自动记录装置绘制了力-卡盘位移图。要求每毫米力轴比代表的应力一般小于10 N/mm，曲线至少应画到屈服阶段的终点。在曲线上，确定屈服平台的恒力F e，屈服阶段力第一次减小前的最大力Feh或小于初始瞬时效应的最小力FeL。

屈服强度、上屈服强度和下屈服强度可按下式计算:

屈服强度计算公式:Re = Fe/So；；在公式中，铁是屈服时的恒力。

上屈服强度的计算公式为R eh = Feh/So；；其中Feh是屈服阶段第一次减小力之前的最大力。

较低屈服强度的计算公式为R eL = F eL/So；；其中FeL是小于初始瞬时效应的最小力FeL。

指针法

测试中，表盘指针第一次停止转动时的恒力、指针第一次转动前的最大力或小于初始瞬时效应的最小力分别对应屈服强度、上屈服强度和下屈服强度。

三

标准

比例极限应力-应变曲线上的最高应力，符合线性关系，国际上常用σp表示，当超过σp时，认为材料开始屈服。

弹性极限试样先加载后卸载，材料能完全弹性恢复的最大应力基于无残余永久变形的标准。在国际上，通常用ReL表示。当应力超过ReL时，认为材料开始屈服。

屈服强度以规定的残余变形为基础，例如，通常使用0.2%残余变形的应力作为屈服强度，符号为Rp0.2。

四

影响因素

影响屈服强度的内在因素有:键结、组织、结构和原子性质。

如果将金属的屈服强度与陶瓷和聚合物材料进行比较，可以看出粘结键的影响是根本的。从组织结构的影响来看，影响金属材料屈服强度的强化机制有四种，即:

固溶强化；形变强化；沉淀强化和弥散强化；晶界和亚晶强化。

沉淀强化和细晶强化是提高工业合金屈服强度最常用的方法。在这些强化机制中，前三种机制不仅提高了材料的强度，还降低了塑性。只有细化晶粒和亚晶粒才能提高强度和塑性。

影响屈服强度的外部因素包括温度、应变率和应力状态。

随着温度的降低和应变率的增加，材料的屈服强度增加，尤其是体心立方金属对温度和应变率特别敏感，导致钢的低温脆化。应力状态的影响也很重要。

虽然屈服强度是反映材料内在性能的一个重要指标，但不同应力状态下的屈服强度值是不同的。我们通常所说的材料的屈服强度，一般是指单轴拉伸下的屈服强度。

五

工程意义

按照传统的强度设计方法，塑性材料的许用应力= σys/ n是基于屈服强度规定的，安全系数n可根据不同场合在1.1 ~ 2或更大范围内变化。对于脆性材料，基于抗拉强度，许用应力= σb/ n，安全系数n一般取6。

需要注意的是，按照传统的强度设计方法，必然会导致片面追求材料的高屈服强度，但随着屈服强度的增加，材料的脆性断裂强度降低，材料的脆性断裂风险增大。

屈服强度不仅具有直接的使用意义，而且是工程中材料某些力学行为和工艺性能的粗略量度。

例如，随着屈服强度的增加，材料对应力腐蚀和氢脆敏感。材料屈服强度低，冷加工成型性和焊接性好。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。