抗拉強度與屈服強度誰更能決定材料的結實
來源：天氏庫力 發布日期
2018-10-09 瀏覽：
我們都知道抗拉強度和屈服強度都能用來證明材料的結實與否，那么到底哪個強度更能決定材料的安全或者結實呢？但我要說的是不管哪個強度，只拿一個來說事，都不能說明這種材料安全與否或者結實與否！
咱們這里就說鋼材吧，別的不說了。關于屈服強度和抗拉強度還有一個參數，可能知道的人不多，它究竟起什么左右，可能知道的人更少。這個參數就是屈強比！屈強比就是屈服強度和抗拉強度的比值。范圍是0~1之間。屈強比是衡量鋼材脆性的指標之一。屈強比越大，表明鋼材屈服強度和抗拉強度的差值越小，鋼材的塑性越差，脆性就越大！ 為什么這樣說呢，這里要引進一個新的指標——延伸率。通俗一點說就是鋼材被拉斷后，和原來比，伸長了多少。這是檢驗鋼材塑性好壞的一個重要指標。這個數值越大，表明鋼材的延展性越好。上面我說了，當鋼材拉伸超過屈服點之后，這個時候的鋼材已經不可能恢復原來的尺寸，一直到斷裂，鋼材都在不斷的被拉長。屈強比越大，屈服強度和抗拉強度的差值越小，那么在的加荷速率不變的情況下，鋼材被拉長的時間就越短，那么延伸率就越低。
材料拉伸屈服曲線
有點羅嗦了！下面進入正題！ 根據能量守恒定律，能量只能轉換或者傳遞。當鋼材被拉伸的時候，歸根結底是能量的轉換吸收。在屈服點之前，鋼材處于彈性形變期，外部拉力幾乎全部被彈力抵消（轉化為彈性勢能），外來能量并沒有多少被吸收或者轉化，只有少量轉化為熱能。當過屈服點之后，外力部分被彈力抵消（轉化為彈性勢能），而部分則被轉化為熱能，外力的作用于鋼材上的能量，主要是在塑性形變期被吸收的！我上面提到，材料的破壞是從屈服點開始的。屈強比越低，那么材料從開始破壞到斷裂的時間越長，屈強比越高，材料從開始破壞到斷裂的時間越短。能量在屈服點到斷裂點之間被大量轉化為熱能。
所以，單純說屈服強度高或者抗拉強度高，那么這種材料就一定好或者更安全。未必！只有屈服強度高，同時屈強比低的鋼材，才更安全一些！可惜，這樣的鋼材成本太高，都不大可能被用于民用車輛上。現在鋼材除強度，還有一個重要的指標就是韌性！到目前為止，我還沒有看到那一家車企對所用鋼材的韌性如何做一個描述！基本上都是對鋼材的強度大肆渲染！恰恰相反的是，在絕大多數情況下，提高鋼材的強度，往往會降低鋼材的韌性！降低韌性，就是增加脆性！而鋼材的韌性，是關系到鋼材安全的一個重要指標 有一個指標可能被車企有意無意的遺忘了——沖擊韌性或沖擊功。用相同的力，推你一下或者猛擊你一下，哪個對你的傷害大？答案很明顯！鋼材的抗沖擊能力高低，才是關系的安全的重要因素！沒見過那次車禍是慢慢加力直到把車拉斷的吧？都是瞬間撞擊！如果你扛不住瞬間作用力，你抗拉強度再大有毛用？
從現在已經直到的鋼材來看，凡是大于1000Mpa的強度，大多是抗拉強度，屈服強度超過800Mpa也不是什么困難的事情，比如40Cr這種常見的“萬能鋼”（基本上屬于干啥都行的），一般的調制工藝屈服強度也能接近800Mpa,抗拉強度900MPa以上。 但是三者兼顧，高屈服、高延伸、有良好抗沖擊能力就比較難了！ 幾乎所有的鋼材都存在同樣的問題，那就是在提高鋼材強度的同時，降低鋼材的抗沖擊能力！比如10.9級的高強螺栓，抗拉強度在1040-1240MPa為合格，屈服強度大于940Mpa,延伸率大于10%，沖擊韌性59J/CM2；而同材質8.8級高強螺栓（低一個級別），抗拉強度在830-1030MPa為合格，屈服強度大于660Mpa,延伸率大于12%，沖擊韌性78J/CM2。
所以，對于絕大多數金屬材料而言，在提升某些技術指標性能的同時，是以降低某些技術性能指標為代價來實現的。是不能兼顧的。鋼鐵工業是人類最成熟的工業技術之一，沒有什么太多的秘密。鋼鐵材料的各項技術指標，并非是越高越好，或者越低越好，而是根據需要，將各項指標調整到一個能夠兼顧的范圍內。對于我們行業的人而言，鋼材除了結構上有問題外（指的產品缺陷），各項技術指標沒有好壞之分，要看你在哪里用。只有用錯地方，而沒有用錯東西一說。
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【本文標簽】：抗拉強度,屈服強度
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