钢材试验机力学特性

钢材试验机通常用于检测钢材的拉伸试验、冲击韧性、硬度试验。每种试验又分别用于测试不同的项目。

拉力试验
按标准制备的拉力试样，安装在拉力试验机的夹头内，对试样缓慢施加单轴向拉伸应力，直至试样被拉断为止的试验称作拉力试验。
（1）强度
    金属材料在外力作用下，抵抗变形和断裂的能力叫强度。强度指标包括：比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等。
（2）比例极限
　　对金属施加拉力，金属存在着力与变形成直线比例的阶段，而这个阶段的zui大极限负荷Pp除以试样的原横截面积即为比例极限，用 σ P表示。
（3）弹性极限
　　金属受外力作用发生了变形，外力去掉后，能*恢复原来的形状，这种变形称为弹性变形。金属能保持弹性变形的zui大应力称为 弹性极限，用σe表示。
（4）抗拉强度
　　试样拉伸时，在拉断前所承受的zui大负荷除以原横截面积所得的应力，称作抗拉强度，用σb表示。当材料所受的外应力大于其抗拉 强度时，将会发生断裂。因此σb越高，则表示它能承受愈大的外应力而不致于断裂。
　　国外标准的结构钢常按抗拉强度来分类，如SS400，其中400即表示σb的zui小值为400MPa超高强度钢是指σb≥1373 Mpa的钢。
（5）屈强比
　　屈强比即屈服强度与抗拉强度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，则该材料的强度愈高，屈强比值愈低则塑性愈佳，冲压成形性愈好。如深冲钢板的屈强比值为≤0.65。
　　弹簧钢一般均在弹性极限范围内服役，受载荷时不允许产生塑性变形，因此要求弹簧钢经淬火、回火后具有尽可能高的弹性极限和 屈强比值（σS/σb≥0.90）此外疲劳寿命与抗拉强度及表面质量往往有很大关连。
（6）塑性
　　金属材料在受力破坏前可以经受*变形的性能称为塑性。塑性指标通常伸长率和断面收缩率表示。伸长率与断面收缩率越高，则 塑性越好。
冲击韧性
　　用一定尺寸和形状的金属试样，在规定类型的冲击试验上受冲击负荷折断时，试样刻槽处单位横截面上所消耗的冲击功，称为冲击 韧性以αk表示。
　　目前常用的10×10×55mm，带2 mm深的V形缺口夏氏冲击试样，标准上直接采用冲击功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因为单位 面积上的冲击功并无实际意义。
　　冲击功对于检查金属材料在不同温度下的脆性转化zui为敏感，而实际服役条件下的灾难性破断事故，往往与材料的冲击功及服役温 度有关。 因此在有关标准中常常规定某一温度时的冲击功值为多少 、还规定FATT（断口面积转化温度）要低于某一温度的技术条件。所谓FATT，即一组在不同温度下的冲击试样冲断后，对冲击断口进行评定，当脆性断裂占总面积的50%时所对应的温度。
　　由于钢板厚度的影响，对厚度≤10mm的钢板，可取得3/4小尺寸冲击试样（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸冲击试样（5×10×55mm）。但是一定要注意，同规格及同一温度下的冲击功值才可相互比较。只有在标准规定的条件下，才可按标准的换算方法，折算 成标准冲击试样的冲击功，再相互比较。
硬度试验
　　金属材料抵抗压头（淬硬的钢球或具有1200圆锥或角锥的金刚石压头）压陷表面的能力称为硬度。根据试验方法和适用范围的不同，硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度以及显微硬度、高温硬度等。
　　冶金产品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。