不锈钢的屈服强度188金宝集团

的压力一种材料可以承受而不发生永久变形。这不是一个明确的观点。屈服强度是会造成原始尺寸0.2%永久变形的应力。在这个点上，材料超过了弹性极限，如果发生变形，将不能恢复到原来的形状或长度压力是删除。该值是通过计算应力应变图来确定的抗拉强度测试。

材料的“屈服强度”被定义为材料在加载时开始发生塑料变形时所施加的应力。

屈服强度是大多数工程设计的一个重要指标，它受原材料质量、化学成分、成型工艺、热处理工艺等诸多因素的影响。本文举了一个例子来说明热处理关于钢的屈服强度符合美国钢铁协会的4140合金钢。

屈服强度是使塑性变形变得明显和显著的应力量。图1为拉伸强度试验的工程应力-应变图。由于曲线上没有确定的弹性应变结束和塑性应变开始的点，因此选择屈服强度为出现一定数量的塑性应变时的强度。对于属类结构设计，当发生0.2%塑性应变时，选择屈服强度。0.2%屈服强度或0.2%偏移屈服强度是在样品原始截面积的0.2%偏移处计算的。

在屈服阶段，材料的变形不增加施加的载荷，但在应变硬化阶段，材料的原子和晶体发生变化结构，导致材料进一步变形的阻力增加。

屈服强度在工程结构设计中是一个非常重要的数值。如果我们在设计一个必须在使用过程中支持力的组件，我们必须确保该组件不会发生塑性变形。因此，我们必须选择一种具有高屈服强度或者我们必须使构件足够大，使施加的力产生的应力低于屈服强度。相比之下，拉伸强度对于延性材料的选择和应用是相对不重要的，因为在达到拉伸强度之前塑料会发生太多的变形。然而，抗拉强度可以提供材料的一些指标，如硬度和材料缺陷。

不锈钢屈服强度按188金宝集团ASTM A213

2.屈服强度差异

2.1屈服强度差异

表1给出了不同热处理工艺下AISI 4140合金钢的不同屈服强度。

2.2成分对YS差异的影响

组成只通过碳(C)、铬(Cr)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)和硅(Si)等合金元素的变化影响屈服强度。对强度、淬透性、韧性和可加工性有有利影响的合金元素如下。

AISI 4140是一种低铬钼合金钢。其标准和磨机组成见表2。

表2中的数据表明，所有材料均符合规格要求。数字3和4表明材料是由同一批成分相同的铸锭制成的。然而，屈服强度在3号和4号之间有很大的不同。数字3和4具有相同的成分，但只是用不同的热处理器进行热处理。一个明显的迹象是，屈服强度的差异源于不同的热处理工艺，而不是材料的成分。

两种金属供应商之间的比较也表明，屈服强度的差异主要归因于热处理供应商，而不是金属供应商和/或成分。广泛应用的aisi4140钢也很少出现偏析、夹杂等材料缺陷。

2.3热处理工艺对YS差异的影响

AISI 4140的淬火回火热处理过程会引起钢组织的变化。毫无疑问，屈服强度的差异主要是由热处理供应商所使用的不同热处理参数所导致的显微组织差异所导致的。热处理中的主要可调参数包括奥氏体化温度、浸泡时间、淬火介质、回火温度和时间。它们会影响零件的显微组织、晶粒尺寸以及最终的机械性能，包括屈服强度和硬度。据估计，热处理供应商使用的加工参数的主要差异是奥氏体化温度、浸泡时间、淬火控制和回火温度。

2.4微观组织对YS差异的影响

钢的力学性能与其微观组织密切相关。根据4 (H4)热处理样品的低屈服强度估计，AISI 4140材料在油中淬火后的组织可能由贝氏体和马氏体组成。对于编号1到3的高屈服强度，显微组织相的差异是由热处理者使用的不同热处理参数引起的。认为所采用的主要差动加工参数为奥氏体化温度、浸泡时间、淬火油温度和回火温度。

在回火条件下，组织由上述基体和均匀分散的碳化物组成。材料在回火条件下的屈服高度依赖于碳化物颗粒之间的间距。

2.5晶粒尺寸对YS屈服强度的影响

晶粒尺寸是微观结构测量之一，对屈服强度的影响尤为显著。对于AISI 4140，屈服强度一般会随着晶粒尺寸的增加而降低，就像韧性一样。

一般来说，当平均晶粒尺寸减小时，金属变得更强(更抵抗塑性流动)，而当晶粒尺寸增大时，强度发生相反的影响。晶粒尺寸的差异主要是由热处理参数的差异和/或材料在硬化前的原始晶粒尺寸造成的。

晶粒尺寸对屈服强度sy的影响由结构钢的Hall-Petch方程给出:

地点:

素碳钢晶粒尺寸与屈服强度的关系示意图如图2所示。

图2晶粒尺寸与屈服强度的指示关系

许多研究者报道的结果表明，屈服强度最初遵循Hall-Petch方程增加，但随着晶粒尺寸减小到纳米范围，屈服强度会偏离并降低。

晶粒尺寸的差异还应归因于热处理参数的差异，特别是奥氏体化温度和时间，以及/或可能是材料在硬化前的原始晶粒尺寸。

3.抗硬度屈服强度

3.1硬度与抗拉强度的关系

在标准试验条件下，钢的硬度是其抗表面压痕的能力。硬度和抗拉强度都是金属抗塑性变形能力的指标。因此，它们大致成正比。通常，许多教科书都给出了硬度和抗拉强度之间的相关性，以便从硬度值近似地估计钢的抗拉强度。硬度与抗拉强度的相关性一般较好(差异通常小于±10%)。

最常用的硬度试验，如洛氏、布氏、维氏和努普硬度试验，都是将淬硬的球或金刚石压入钢中，以某种方式测量其穿透深度的试验。在洛氏试验中，试验机自动确定穿透深度，并提供适当刻度的数值硬度值。在布氏、维氏和努普试验中，测量压痕的水平尺寸并将其转换为硬度值。然而，压痕的水平尺寸与压痕的深度有几何关系，因此这些测试仍然是对渗透到钢中的深度的测量。

将硬度压痕压入钢中涉及压痕压痕处钢的塑性变形(运动)。钢的塑性变形是钢的强度被超过的结果。因此，在硬度试验压头下，钢的塑性变形越小，钢的强度越高。同时，更少的塑性变形导致较浅的硬度印象，因此，对于讨论的任何试验，最终的硬度值都较高。因此，这种关系是:硬度越高，强度越高。

3.2屈服强度与抗拉强度的对比

对于低合金钢，屈服强度通常约为抗拉强度的75-90%。软钢的相应数字约为65-75%。对于退火后的奥氏体不锈钢，其屈服强度占抗拉强度的比例非常188金宝集团低，一般只有40-45%，但仅少数%的冷加工就会使屈服提高200或300MPa，而在弹簧回火丝或带材等冷加工材料中，屈服强度通常在抗拉强度的80-95%左右。

随着碳含量的增加，抗拉强度的增加是屈服强度增加的3倍以上。因此，现代低碳HSLA钢的一个显著特征是高屈服/抗拉强度(Y/T)比，如果通过晶粒细化获得更高的屈服强度，这一比例甚至会增加。然而，屈服与抗拉强度比并不是一个适合描述安全要求的值。

3.3屈服强度与硬度的关系

硬度与屈服强度的相应相关性稍显逊色，但仍然合理(差异通常在±15%以内)。

表1的数据表明，屈服强度的变化比硬度值的差异更大。利用法向硬度和抗拉强度换算表对硬度与屈服强度进行了粗略的相关性分析，认为在相似硬度水平下，屈服强度变化较大的主要原因是(1)回火碳化物的相、尺寸、分布和晶粒尺寸等微观组织差异，以及(2)各自热处理供应商的法向硬度测试误差。

通过回火，单相淬火马氏体转变为回火马氏体，由稳定的铁素体和碳化物相组成。回火马氏体的显微组织应由极细小且均匀分散的碳化物颗粒组成。碳化物和晶粒尺寸越细，屈服强度越高。回火决定了碳化物颗粒的大小。提高一定时间的回火温度会加速扩散，但会导致碳化物和晶粒变粗，材料略微变软。在这种情况下，屈服强度的降低要大于硬度的降低。

4.按规格屈服强度

4.1设计中的安全系数(FS)

安全系数为极限应力与许用应力之比:

极限应力/许用应力

地点:

FS用于防止结构失效。工程设计人员力图确保构件在施加的荷载作用下既不会断裂，也不会发生尺寸的永久性变化。因此，施加的应力不能超过材料的弹性极限。然而，对于韧性材料，屈服应力或证明应力通常用于设计目的。此外，由于材料的抗拉强度可以方便地确定，通常的做法是使用这个数字，连同一个安全系数，作为设计的基础。

在任何特定情况下使用的标准取决于环境和受

对于钢，安全系数可能从静载条件下的约3到冲击载荷下的约15不等。较高的安全系数(例如20)可用于交变应力导致金属疲劳危险的地方。

在工程设计中，构件的受力通常只达到屈服强度的80%，甚至远低于其YS的60%。

结论

参考