西安不銹鋼管和不銹鋼板的力學(xué)性能術(shù)語
西安不銹鋼管和不銹鋼板的力學(xué)性能術(shù)語
鋼材力學(xué)性能是保證鋼材終使用性能（機(jī)械性能）的重要指標(biāo)，它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處理制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)不同的使用要求，規(guī)定了拉伸性能（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點、伸長率）以及硬度、韌性指標(biāo)，還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強(qiáng)度（σb）
試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的大力（Fb），出以試樣原橫截面積（So）所得的應(yīng)力（σ），稱為抗拉強(qiáng)度（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的大能力。計算公式為：
式中：Fb--試樣拉斷時所承受的大力，N（牛頓）；
So--試樣原始橫截面積，mm2。
②屈服點（σs）
具有屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力，稱屈服點。若力發(fā)生下降時，則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。
上屈服點（σsu）：試樣發(fā)生屈服而力**下降前的大應(yīng)力；
下屈服點（σsl）：當(dāng)不計初始瞬時效應(yīng)時，屈服階段中的小應(yīng)力。
屈服點的計算公式為：
式中：Fs--試樣拉伸過程中屈服力（恒定），N（牛頓）；
So--試樣原始橫截面積，mm2。
③斷后伸長率（σ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷后其標(biāo)距所增加的長度與原標(biāo)距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：
式中：L1--試樣拉斷后的標(biāo)距長度，mm；
L0--試樣原始標(biāo)距長度，mm。
④斷面收縮率（ψ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷后其縮徑處橫截面積的大縮減量與原始橫截面積的百分比，稱為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計算公式如下：
式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2；
S1--試樣拉斷后縮徑處的少橫截面積，mm2。
⑤硬度指標(biāo)
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據(jù)試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對于管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度（HB）
用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球，以規(guī)定的試驗力（F）壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2(MPa)。
其計算公式為：
式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗力，N；
D--試驗用鋼球直徑，mm；
d--壓痕平均直徑，mm。
測定布氏硬度較可靠，但一般HBS只適用于450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對于較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中，布氏硬度用途廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。
舉例：120HBS10/1000130：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。
B、洛氏硬度（HK）
洛氏硬度試驗同布氏硬度試驗一樣，都是壓痕試驗方法。不同的是，它是測量壓痕的深度。即，在初邕試驗力（Fo）及總試驗力（F）的先后作用下，將壓頭（金鋼廠圓錐體或鋼球）壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后，卸除主試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量（e）計算硬度值。其值是個無名數(shù)，以符號HR表示，所用標(biāo)尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K等9個標(biāo)尺。其中常用于鋼材硬度試驗的標(biāo)尺一般為A、B、C，即HRA、HRB、HRC。
硬度值用下式計算：
當(dāng)用A和C標(biāo)尺試驗時，HR=100-e
當(dāng)用B標(biāo)尺試驗時，HR=130-e
式中e--殘余壓痕深度增量，其什系以規(guī)定單位0.002mm表示，即當(dāng)壓頭軸向位移一個單位（0.002mm）時，即相當(dāng)于洛氏硬度變化一個數(shù)。e值愈大，金屬的硬度愈低，反之則硬度愈高。
上述三個標(biāo)尺適用范圍如下：
HRA（金剛石圓錐壓頭）20-88
HRC（金剛石圓錐壓頭）20-70
HRB（直徑1.588mm鋼球壓頭）20-100
洛氏硬度試驗是目前應(yīng)用很廣的方法，其中HRC在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中使用僅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可適用于測定由極軟到極硬的金屬材料，它彌補了布氏法的不是，較布氏法簡便，可直接從硬度機(jī)的表盤讀出硬度值。但是，由于其壓痕小，故硬度值不如布氏法。
C、維氏硬度（HV）
維氏硬度試驗也是一種壓痕試驗方法，是將一個相對面夾角為1360的正四棱錐體金剛石壓頭以選定的試驗力（F）壓入試驗表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，測量壓痕兩對角線長度。
維氏硬度值是試驗力除以壓痕表面積所得之商，其計算公式為：
式中：HV--維氏硬度符號，N/mm2(MPa)；
F--試驗力，N；
d--壓痕兩對角線的算術(shù)平均值，mm。
維氏硬度采用的試驗力F為5（49.03）、10（98.07）、20（196.1）、30（294.2）、50（490.3）、100（980.7）Kgf(N)等六級，可測硬度值范圍為5～1000HV。
表示方法舉例：640HV30/20表示用30Hgf（294.2N）試驗力保持20S（秒）測定的維氏硬度值為640N/mm2(MPa)。
維氏硬度法可用于測定很薄的金屬材料和表面層硬度。它具有布氏、洛氏法的主要優(yōu)點，而克服了它們的基本缺點，但不如洛氏法簡便。維氏法在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中很少用。
⑥沖擊韌性指標(biāo)
沖擊韌性是反映金屬才來哦對外來沖擊負(fù)荷的抵抗能力，一般由沖擊韌性值（ak）和沖擊功（Ak）表示，其單位分別為J/cm2和J（焦耳）。
沖擊韌性或沖擊功試驗（簡稱"沖擊試驗"），因試驗溫度不同而分為常溫、低溫和高溫沖擊試驗三種；若按試樣缺口形狀又可分為"V"形缺口和"U"形缺口沖擊試驗兩種。
沖擊試驗：用一定尺寸和形狀（10×10×55mm）的試樣（長度方向的中間處有"U"型或"V"型缺口，缺口深度2mm）在規(guī)定試驗機(jī)上受沖擊負(fù)荷打擊下自缺口處折斷的實驗。
A、沖擊吸收功Akv(u)--具有一定尺寸和形狀的金屬式樣，在沖擊負(fù)荷作用下折斷時所吸收的功。單位為焦耳（J）或Kgf . m。
B、沖擊韌性值akv(u)--沖擊吸收功除以試樣缺口處底部橫截面積所得的商。單位為焦耳/厘米2（J/cm2）或公斤力 . 米/厘米2（Kgf . m/cm2）。計算公式為：
式中：Akv(u)--試樣折斷時所吸收的功，Kgf . m（J）；
S --試樣缺口處底部橫截面面積，cm2。
常溫沖擊試驗溫度為20±50C；低溫沖擊試驗溫度范圍為<15～-1920C；高溫沖擊試驗溫度范圍為35～10000C。
低溫沖擊試驗所用冷卻介質(zhì)一般為無毒、**、不腐蝕金屬和在試驗溫度下不凝固的液體或氣體。如無水乙醇（酒精）、固態(tài)二氧化碳（干冰）或液氮霧化氣（液氮）等。
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