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拉伸强度

拉伸强度Rm(也称为撕裂强度)是评估强度性能的材料特性值。拉伸强度是试样可加载的最大机械拉伸应力。如果超过拉伸强度,则材料失效:力的吸收减少,直到材料试样最终撕裂。然而,在达到实际拉伸强度值之前,材料会经历塑性变形(残余)。

计算 不同材料 硬化等级 其他特性值 示例 试验机 拉伸试验 屈服点

什么是拉伸强度?

拉伸强度Rm通过拉伸试验测定(例如,根据ISO 6892系列标准或ISO 527系列标准,前者适用于金属材料,后者适用于塑料和复合材料)。

根据试验开始时达到的最大拉伸力Fm和试样横截面面积计算得出拉伸强度:
拉伸强度Rm = 最大拉伸力Fm/试样横截面面积S0

拉伸强度以MPa(兆帕)或N/mm²为单位。

在应力-应变图(也称为应力-应变曲线)中,绘制在拉伸试验中试样的拉伸应力随其相应长度变化图。

该曲线可用于测定待测材料的不同特性值,例如,弹性性能或拉伸强度。 在应力-应变图中,拉伸强度是在拉伸试验中拉伸应力重新增大后达到的最大应力值。

不同材料的拉伸强度

右图显示了在应力-应变图中不同材料的曲线和拉伸强度Rm示例。

材料硬化处于不同水平时的拉伸强度

对于具有明显屈服点的金属材料,最大拉伸力定义为在上屈服强度之后达到的最大力。 对于弱加工硬化材料,超过屈服强度后的最大拉伸力也可能低于屈服点,因此在这种情况下,拉伸强度低于上屈服强度的值。

右边的应力-应变曲线图显示了具有较高加工硬化程度(1),在屈服点之后具有较低加工硬化程度(2)的曲线。

另一方面,对于具有屈服点和后续应力的塑料,拉伸强度对应于屈服点处的应力。

用于评估强度性能的其他特性值

为了评估强度性能,除了测定拉伸强度外,还应测定上下屈服点以及断裂强度或撕裂强度。

屈服点通常定义为从弹性变形过渡到塑性变形时的应力。它是弹性极限、上下屈服强度(拉伸试验)、压缩屈服强度(压缩试验)、弯曲屈服强度(弯曲试验)或扭转屈服强度(扭转试验)的通用术语。

另一方面,规定塑性延伸强度是指已经包含一定残余或总伸长的应力。它们与金属材料一起用于标记从弹性到塑性范围的连续过渡。

术语屈服点(也称为屈服应力)常用于流变学,描述材料开始流动时的应力值(尤其对于塑料)。流动的特征是当超过屈服点时,材料发生塑性或不可逆变形。

对于许多材料,达到最大试验力Fm后,力和标称拉伸应力随着伸长的增加而减小,直到试样断裂或撕裂。与初始横截面积有关的断裂力也称为断裂强度或撕裂强度。它是一个重要的参数,尤其是对塑料而言。对于脆性金属材料、弹性体和没有屈服点的韧性塑料,撕裂强度通常相当于拉伸强度。

金属材料拉伸强度示例值

金属材料的拉伸强度 - 示例值
材料名称 材料编号 旧名称 Rm Rp0.2
S235JR 1.0037 St37-2 360 235
S275JR 1.0044 St44-2 430 275
S355J2G3 1.0570 St52 -3N 510 355
C22E 1.1151 Ck22 500 340
28Mn6 1.1170 28Mn6 800 590
C60E 1.1221 850 580
X20Cr13 1.4021 750 550
X17CrNi16-2 1.4057 750 550
X5CrNi18-10 1.4301 V2A 520 210
X2CrNiMo17-12-2 1.4404 V4A 520 220
X2CrNiMoN17-13-3 1.4429 580 295
30CrNiMo8 1.6580 1250 1050
34CrMo4 1.7220 34CrMo4 1,000 800
42CrMo4 1.7225 1100 900
S420N 1.8902 StE420 520 420

用于测定拉伸强度的试验机

有关拉伸试验的其他信息

屈服点
在拉伸试验中,屈服点测定为材料不会发生永久塑性变形的最大应力。
至 屈服点
拉伸试验
拉伸试验用于表征材料在拉伸载荷下的强度和变形行为。
至 拉伸试验
拉伸试验ISO 6892-1
环境温度下符合ISO 6892-1标准的金属拉伸试验的说明。
至 拉伸试验ISO 6892-1
ASTM E8标准的金属拉伸试验
ASTM E8/E8M描述环境温度下的金属单轴拉伸试验以及特征值测定,例如规定塑性延伸强度、屈服强度、屈服点伸长、拉伸强度、断裂应变和断面收缩。
至 ASTM E8标准的金属拉伸试验
根据ISO 527标准进行拉伸试验
ISO 527-1、ISO 527-2、ASTM D638
符合ISO 527-1和ISO 527-2标准的塑料拉伸试验可确定必要的力学性能,包括拉伸应力、应变、拉伸模量、屈服点、断裂点和泊松比。
至 根据ISO 527标准进行拉伸试验
ASTM D638标准的拉伸性能
符合ASTM D638标准的塑料拉伸试验可确定必要的力学性能,包括拉伸应力、应变、拉伸模量、屈服点、断裂点和泊松比。在此过程中,会测定从部件上某一规定区域获取的模塑材料或试样的必要力学性能。
至 ASTM D638标准的拉伸性能

关于拉伸强度的常见问题

拉伸强度是指材料在发生永久变形或断裂之前能够承受的最大拉伸应力。因此,拉伸强度是评估材料强度性能的重要材料特性值。材料的拉伸强度越高,它对拉伸力的抵抗能力越大。

拉伸强度通常以兆帕(Mpa)或牛顿每平方毫米(N/mm²)为单位进行测量。它表示拉伸或撕裂某种材料每单位面积需要多少力。

根据试验开始时达到的最大拉伸力Fm和试样横截面面积计算得出拉伸强度:
拉伸强度Rm = 最大拉伸力Fm/试样横截面面积S0

拉伸强度以MPa(兆帕)或N/mm²为单位。

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