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上屈服点和下屈服点

什么是屈服点?

屈服点Re(屈服强度)是一种材料特性值,使用拉伸试验(例如,标准系列ISO 6892或标准系列ISO 527,前者适用于金属材料,后者适用于塑料和复合材料)方法测定。屈服点以MPa(兆帕)或N/mm²为单位。

通常可以测定上屈服点ReH下屈服点ReL

上屈服点表示材料在承受拉伸载荷的情况下不会发生永久塑性变形的最大应力。材料确实发生了变形,但是在撤消拉伸应力后,它又回到了原来的形状。如果超过上屈服点,则开始塑性变形或永久变形;在拉伸试验中,试样发生不可逆的伸长。

可以通过屈服点Re拉伸强度Rm计算屈服率: 
Re / Rm

屈服率是应变硬化达到拉伸强度的测量值。因此,屈服率表明使材料明显开始失效需要在设计/结构中提供的拉伸应力裕度。

通常,材料的屈服点并不明显,因此在拉伸试验中无法明确测定。在这些情况下,测定规定塑性延伸强度。通常,规定塑性延伸强度是在0.2%塑性伸长率下测定的,因此将特性值指定为Rp 0,2

上屈服点ReH

将第一次显著下降前的最大应力值指定为上屈服点ReH。此时材料会发生塑性变形。如果屈服点非常明显,则材料开始流动,此时应力略有降低,但伸长量继续增加。流动过程中的最小拉伸应力对应于下屈服点ReL。这种结果只发生在含少量或不含合金的钢上。

上屈服点是流动前的最高拉伸应力,由金属拉伸标准ISO 6892-1定义如下:达到最大应力后,应力降低至少0.5%,随后的流动至少为0.05%,而拉伸应力不会再次超过上屈服点。

计算上屈服点

上屈服点ReH根据拉伸试验产生的应力-应变图测定:

上屈服点ReH = 上屈服点处的最大试验力FeH / 初始试样横截面积S0

下屈服点ReL

下屈服点ReL是在上屈服点ReH之后的材料流动范围内的最低应力值,因此不考虑发生瞬态振荡(例如,由于力的变化)。

在未识别出上屈服点(力的减少小于0.5%)或屈服发生在较大范围内力相当恒定的情况下,该应力值通常被称为屈服点Re

计算下屈服点

下屈服点ReL根据拉伸试验产生的应力-应变图测定: 

下屈服点ReL = 下屈服点处的试验力FeL / 初始试样横截面积S0

什么是最小屈服强度?

一方面,最小屈服强度是指经过适当热处理的特定材料稳定达到或超过的最小屈服强度值。另一方面,它是一个最大拉伸应力值,必须作为部件和支撑结构设计的依据,以便能够安全地避免部件和支撑结构在预期用途中发生永久变形。

因此,对于材料供应商,最小屈服强度成为必须达到的最小值,对于材料使用者,则成为设计期间不得超过的最大值。

屈服点如何应用于钢材?

屈服点表示材料弹性性能的结束和塑性性能的开始。这意味着,如果超过屈服点,材料将发生不可逆的塑性变形,换句话说就是永久性塑性变形。

一般来说,即使是局部或部分超过屈服点,也不能安全地使用部件和结构了。

什么是规定塑性延伸强度Rp0.2?

规定塑性延伸强度Rp0.2是单轴拉伸试验中的拉伸应力,其中塑性伸长率对应于引伸计测量长度百分比0.2%。

冷轧或冷成型材料没有明显的屈服点。对于这些材料,通常测定并指定0.2 %的规定塑性延伸强度(Rp0,2)。0.2 %的规定塑性延伸强度总是可以从应力-应变图中清楚地测定(而对于上屈服点,情况并非总是如此)。

0.2 %的规定塑性延伸强度是指试样发生塑性或者说发生不可逆的0.2 %伸长率(相对于试样初始长度)时的应力。

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