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鋼材力學(xué)性能是保證鋼材終運(yùn)用性能(機(jī)械性能)的重要指標(biāo),它取決于鋼的化學(xué)成分和熱處置制度。在鋼管標(biāo)準(zhǔn)中,根據(jù)不同的運(yùn)用央求,規(guī)則了拉伸性能(抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度或屈服點(diǎn)、伸長率)以及硬度、韌性指標(biāo),還有用戶央求的高、低溫性能等。抗拉強(qiáng)度(σb)試樣在拉伸過程中,在拉斷時所承受的鼎力(Fb),除以試樣原橫截面積(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御破壞的大才干。屈服點(diǎn)(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(堅(jiān)持恒定)仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力,稱屈服點(diǎn)。若力發(fā)作降落時,則應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。
屈服點(diǎn)的單位為N/mm2(MPa)。上屈服點(diǎn)(σsu):試樣發(fā)作屈服而力降落前的大應(yīng)力;下屈服點(diǎn)(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(diǎn)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。斷后伸長率(σ)在拉伸實(shí)驗(yàn)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:σ=(Lh-Lo)/L0*式中:Lh--試樣拉斷后的標(biāo)距長度,mm;L0--試樣原始標(biāo)距長度,mm。斷面收縮率(ψ)在拉伸實(shí)驗(yàn)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。
硬度指標(biāo)金屬材料抵御硬的物體壓陷表面的才干,稱為硬度。根據(jù)實(shí)驗(yàn)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、顯硬度和高溫硬度等。關(guān)于管材普通常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。布氏硬度(HB)用一定直徑的鋼球或硬質(zhì)合金球,以規(guī)則的實(shí)驗(yàn)力(F)壓入式樣表面,經(jīng)規(guī)則堅(jiān)持時間后卸除實(shí)驗(yàn)力,丈量試樣表面的壓痕直徑(L)。
布氏硬度值是以實(shí)驗(yàn)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實(shí)驗(yàn)力,N;D--實(shí)驗(yàn)用鋼球直徑,mm;d--壓痕平均直徑,mm。測定布氏硬度較準(zhǔn)確可靠,但普通HBS只適用于450N/mm2(MPa)以下的金屬材料,關(guān)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,常常以壓痕直徑d來表示該材料的硬度,既直觀,又便當(dāng)。
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