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降伏点、上と下

降伏点は何を表すか?

降伏点Re(降伏強さ)は材料特性値であり、引張試験により決定されます(例:ISO 6892(金属材料の場合)またはISO 527(プラスチックおよび複合材料の場合))。降伏点さはMPa(メガパスカル)かN/mm² の単位で表されます。

多くの場合、 上降伏点 ReH と 下降伏点 ReLが決定されます。

上降伏点は引張荷重下で材料に永久塑性変形が発生しない応力を示します。材料は変形しますが、荷重を取り除いた後、元の形状に戻ります。上限降伏点を超えると塑性や永久変形が始まります;引張試験では、試験片は不可逆的に引き伸ばされます。

降伏点比は、降伏点Reと引張強さ Rmから計算されます。 
Re / Rm

降伏比は引張強さまでのひずみ硬化の測定となります。したがって、降伏点比は、材料の破損が明確に始まるまで、設計/構造で利用できる引張応力マージンの量を示します。

多くの場合、材料の降伏点は明確ではないため、引張試験で明確に決定することはできません。こういう場合は、オフセット降伏が決定されます。原則として、オフセット降伏は0.2%の塑性伸びで決定されるため、Rp0.2で特性値を指定します。

上降伏点 ReH

最初の大幅な低下の前の最大応力値は、上限降伏点ReHとされます。この時点で、材料は塑性変形を起こします。降伏点が非常に顕著である場合、材料は流れ始め、それによって応力はわずかに減少しますが、伸びは増加し続けます。フロー中の最小の応力値が下降伏点ReLに相当します。この現象は、合金がほとんどまたはまったくないスチール材でのみ発生します。

上限降伏点は、流動前の最大引張応力であり、金属引張規格ISO6892-1によって次のように定義されています:応力が最大値に達した後、引張応力が再び上限降伏点を超えることなく、少なくとも0.5%の応力減少と、それに続く少なくとも0.05%のフローである必要があります。

上降伏点の計算

上降伏点 ReHは引張試験の応力ひずみ曲線から算出されます:

上降伏点 ReH = 上降伏点での荷重 FeH / 原試験片断面積 S0

下降伏点 ReL

下降伏点ReLは、上降伏点ReHに続く材料のフローレンジの範囲での最少応力値であり、これにより、過渡的な振動の発生(例えば、荷重の変化など)は考慮されません。

上限降伏点が認識されない(力の減少が0.5%未満)場合、またはより大きな範囲にわたって一定の力で降伏が発生する場合、この応力値は一般に降伏点Reと呼ばれます。

下降伏点の計算

下降伏点ReLは引張試験の応力ひずみ曲線から決定されます: 

下降伏点 ReL = 下降伏点での荷重 FeL / 原試験片断面積 S0

最小降伏強さとは?

最小降伏強さは、一方では、適切な熱処理による特定の材料に対して安定して到達または超過する最小降伏強さの値です。一方、これは、コンポーネントと構造物の実際の使用目的における永久変形を安全に回避出来るようにするための設計の基礎として使用する最大引張応力です。

したがって、材料サプライヤーにとっては、最小降伏強度は達成する必要のある最小値になり、材料ユーザーにとっては、設計時に超えてはならない最大値になります。

降伏点はスチールにとって?

降伏点は、材料の弾性の終了と塑性の開始を示します。これは、降伏点を超えると、材料が不可逆的に、つまり永久に塑性変形することを意味します。

原則として、局所的または部分的にでも降伏点を超えると、コンポーネントおよび構造物を安全に使用できなくなります。

オフセット降伏Rp0.2とは?

オフセット降伏Rp0.2は、一軸引張試験の引張応力であり、塑性伸びは、0.2%伸び計の測定長さのパーセンテージに対応します。

冷間圧延または冷間成形された材料には、顕著な降伏点がありません。通常、これらの材料では、0.2%(Rp0,2)のオフセット降伏で求められます。この0.2%のオフセット降伏は、応力-ひずみ曲線から常に明確に決定できます(降伏点の場合は常にそうであるとは限りません)。

0.2%のオフセット降伏は、試験片が塑性を経験する、つまり0.2%の不可逆的な伸びを示す応力です(試験片の初期長さに対して)。

引張試験に関する追加インフォメーション

引張強さ

引張強さは、最大機械的引張応力として引張試験で決定されます。
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引張試験

引張試験は、引張荷重下での強度と変形挙動を特徴付けるために実施されます。
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引張試験 ISO 6892-1

金属引張試験の内容、ISO 6892及びASTM E8。
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引張試験

ISO 527 -1, ISO 527 -2, ASTM D638
プラスチック成形コンパウンドの引張試験:ISO 527-1/-2 及び ASTM D638:引張応力、ひずみ、引張弾性率、降伏点、破断点、ポアソン比の測定が試験と必要な製品ポートフォリオの目的です。
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降伏点決定のための試験機

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