什么是拉伸强度?
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)。
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。
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。
屈服点通常用来描述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。
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。
术语屈服点常用于流变学,描述材料开始流动时的应力值(尤其是塑料)。流动的特征是当超过屈服点时,材料发生塑性的不可逆变形。
在许多材料中,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
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 |