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降伏強度 Re及偏位降伏 Rp 0.2

上降伏強度及下降伏強度

降伏強度 Re是材料特徵值,其可透過拉伸測試測定(例如,金屬材料的ISO 6892標準系列或塑料和複合材料的ISO 527標準系列)。降伏強度 Re 表示材料可以彈性變形的拉伸試驗期間的應力。拉伸強度以 MPa(兆帕)或 N/mm²為單位。

什麼是降伏點? 上降伏強度 下降伏強度 最小降伏強度 偏位降伏 試驗機 拉伸測試 拉伸強度

該如何描述降伏點?

通常可以測定上降伏強度 ReH值和下降伏強度 ReL值。

上降伏點表示材料在拉伸載荷下不發生永久塑性變形的應力。材料確實會發生變形,但是在拉伸應力撤消後,它會恢復到原來的形狀。如果超過上降伏點,則塑性或永久變形即開始;在拉伸試驗中,試樣則被不可逆地拉長。

降伏強度Re和抗拉強度Rm值可用於計算降伏強度比:
Re / Rm

降伏強度比是應變硬化到拉伸強度的測量。因此,降伏強度比表明了在材料明顯失效之前,設計/構造中有多少拉伸應力餘量可用。

一般而言,材料的降伏點並不明顯,因此無法在拉伸試驗中明確測定。

上降伏點 ReH

其顯著的第一次下降之前的最高應力值被指定為上降伏強度 ReH。此時,材料發生塑性變形。如果降伏強度非常明顯,材料開始流動,從而應力略有下降,但伸長率繼續增加。流動過程中的最低拉伸應力對應於較低的降伏強度 ReL。這種影響只發生在含有極少或不含合金的鋼上。

上降伏強度是流動前的最高拉伸應力,由金屬拉伸標準ISO 6892-1定義如下:達到最大應力後,必須有至少 0.5% 的應力降低和至少 0.05% 的後續流動,而拉伸應力不會再次超過降伏強度上限。

上降伏點計算

使用拉伸試驗的應力應變曲線測定上降伏強度 ReH

上降伏強度 ReH= 上降伏強度 FeH處的最大力 / 初始試樣橫截面 S0

下降伏點ReL

下降伏強度ReL 是材料流動範圍內上降伏強度 ReH後的最低應力值,因此可能不考慮瞬態震盪的發生(例如由於力的變化)。

在無法識別降伏強度上限(力的減少小於0.5%)或在較大範圍內以相當恆定的力發生降伏的情況下,通常將此應力值簡稱為降伏強度 Re

下降伏點計算

使用拉伸試驗的應力應變曲線測定較低的降伏強度 ReL

下降伏強度 ReL = 下降伏強度下的力 FeL / 初始試樣橫截面 S0

什麼是最小降伏強度?

一方面, 最小降伏強度是特定材料透過適當熱處理穩定達到或超過的最小降伏強度值。另一方面,最大拉伸應力值必須作為組件和支撐結構設計的基礎,以便能安全地避免組件和支撐結構在預期使用中的永久變形。

因此,對於材料供應商,最小降伏強度為必須達到的最小值,對於材料使用者,則為開發設計期間不得超過的最大值。

降伏點如何應用於鋼材?

降伏點表示材料彈性性能的結束和塑性性能的開始。這意味著,如果超過降伏點,材料將發生不可逆的塑性變形,换句話說就是永久塑性變形。

通常而言,即使局部或部分超過降伏點,組件和結構也不能再被安全使用。

偏位降伏

偏位降伏是應力-應變曲線上的任意點。它主要用於沒有明顯降伏強度的材料。隨著材料的彈性和塑性範圍之間的連續過渡,故無法明確定義降伏強度。通常使用 0.2% 的偏位降伏。

什麼是偏位降伏Rp0.2?

偏位降伏Rp0.2是單軸拉伸試驗中的拉伸應力,此時塑性伸長率對應於延伸計標距的 0.2% 的百分比。在初始長度的基礎上,試樣在塑性範圍內伸長了 0.2%。

冷軋或冷成型材料沒有明顯的降伏點。通常對於這些材料,會測定並指定 0.2% (Rp0,2) 的偏位量。這個 0.2% 的偏位降伏總是能從應力-應變圖中清楚地測定(對於上降伏點則並不總是如此)。

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