钢材的屈服强度_钢材的屈服强度

1.强度

强度（Strength）是材料可以承受的应力的量度，通常使用极限强度（Ultimate strength）和屈服强度（Yield strength）来定义材料的强度-极限。
材料的极限抗拉强度定义为在拉伸试验过程中达到的最大应力。
屈服强度定义为材料开始塑性变形时的应力（对材料施加超过其屈服强度的应力将导致在去除载荷后发生永久变形）。
下图为拉伸实验中的应力应变曲线：

如果施加的载荷随时间变化，则在远低于屈服强度的应力水平下可能会发生故障，这种故障模式称为疲劳。
对于某些材料，从弹性变形到塑性变形的过渡没有明确定义，可以绘制一条斜率等于杨氏模量的线，并将其在应力应变曲线上向右移动0.2%。

2.韧性材料和脆性材料

（1）韧性材料与脆性材料的强度

韧性材料（Ductile material），例如低碳钢（mild steel）在拉伸方向和压缩方向的屈服强度和极限强度非常相似。拉伸测试通常比压缩测试更容易进行，因此通常不为这些材料进行压缩测试。
脆性材料（Brittle material），例如混凝土（concrete）、陶瓷（ceramics），压缩强度远大于拉伸强度。

下图显示了一些韧性材料的拉伸屈服强度以及脆性材料的极限压缩强度，

（2）为什么脆性材料在压缩时比在拉伸时更坚固？

1）拉伸载荷往往会促进裂纹的形成和传播，而压缩载荷则不会

2）在脆性材料中，很少或没有发生塑性变形来重新分布现有缺陷处的应力，这意味着在裂纹尖端会形成大的应力集中，导致断裂。岩性材料发生塑性变形，从而减轻了这些局部应力。

3.材料延展性

材料延展性（material ductility），是材料在断裂前塑性变形能力的量度

延展性可取决于温度，例如不同类型的钢在室温下具有延展性，但当温度降至低于岩性到脆性转变温度时就会变脆。

4.韧性

韧性（Toughness）是材料吸收能量直至断裂的能力，它可以计算为应力应变曲线下的面积。

如果应力-应变曲线下的面积大，则材料具有高韧性，因此在断裂前能够吸收大量能量。对于高韧性的材料来说，应该在延展性和强度之间取得良好的平衡，低强度材料和脆性材料往往具有低韧性

5.弹性

弹性（elasticity）是材料在弹性变形时吸收能量的能力

具有高回弹力的材料，适用于需要避免塑性变形的应用
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