鋼材試驗(yàn)機(jī)力學(xué)特性

鋼材試驗(yàn)機(jī)通常用于檢測(cè)鋼材的拉伸試驗(yàn)、沖擊韌性、硬度試驗(yàn)。每種試驗(yàn)又分別用于測(cè)試不同的項(xiàng)目。

拉力試驗(yàn)
按標(biāo)準(zhǔn)制備的拉力試樣，安裝在拉力試驗(yàn)機(jī)的夾頭內(nèi)，對(duì)試樣緩慢施加單軸向拉伸應(yīng)力，直至試樣被拉斷為止的試驗(yàn)稱(chēng)作拉力試驗(yàn)。
（1）強(qiáng)度
    金屬材料在外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力叫強(qiáng)度。強(qiáng)度指標(biāo)包括：比例極限、彈性極限、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等。
（2）比例極限
　　對(duì)金屬施加拉力，金屬存在著力與變形成直線(xiàn)比例的階段，而這個(gè)階段的zui大極限負(fù)荷Pp除以試樣的原橫截面積即為比例極限，用 σ P表示。
（3）彈性極限
　　金屬受外力作用發(fā)生了變形，外力去掉后，能*恢復(fù)原來(lái)的形狀，這種變形稱(chēng)為彈性變形。金屬能保持彈性變形的zui大應(yīng)力稱(chēng)為 彈性極限，用σe表示。
（4）抗拉強(qiáng)度
　　試樣拉伸時(shí)，在拉斷前所承受的zui大負(fù)荷除以原橫截面積所得的應(yīng)力，稱(chēng)作抗拉強(qiáng)度，用σb表示。當(dāng)材料所受的外應(yīng)力大于其抗拉 強(qiáng)度時(shí)，將會(huì)發(fā)生斷裂。因此σb越高，則表示它能承受愈大的外應(yīng)力而不致于斷裂。
　　國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)鋼常按抗拉強(qiáng)度來(lái)分類(lèi)，如SS400，其中400即表示σb的zui小值為400MPa超高強(qiáng)度鋼是指σb≥1373 Mpa的鋼。
（5）屈強(qiáng)比
　　屈強(qiáng)比即屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比值（σS/σb）。屈服比值越高，則該材料的強(qiáng)度愈高，屈強(qiáng)比值愈低則塑性愈佳，沖壓成形性愈好。如深沖鋼板的屈強(qiáng)比值為≤0.65。
　　彈簧鋼一般均在彈性極限范圍內(nèi)服役，受載荷時(shí)不允許產(chǎn)生塑性變形，因此要求彈簧鋼經(jīng)淬火、回火后具有盡可能高的彈性極限和 屈強(qiáng)比值（σS/σb≥0.90）此外疲勞壽命與抗拉強(qiáng)度及表面質(zhì)量往往有很大關(guān)連。
（6）塑性
　　金屬材料在受力破壞前可以經(jīng)受*變形的性能稱(chēng)為塑性。塑性指標(biāo)通常伸長(zhǎng)率和斷面收縮率表示。伸長(zhǎng)率與斷面收縮率越高，則 塑性越好。
沖擊韌性
　　用一定尺寸和形狀的金屬試樣，在規(guī)定類(lèi)型的沖擊試驗(yàn)上受沖擊負(fù)荷折斷時(shí)，試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功，稱(chēng)為沖擊 韌性以αk表示。
　　目前常用的10×10×55mm，帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣，標(biāo)準(zhǔn)上直接采用沖擊功（J焦耳值）AK，而不是采用αK值。因?yàn)閱挝?面積上的沖擊功并無(wú)實(shí)際意義。
　　沖擊功對(duì)于檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉(zhuǎn)化zui為敏感，而實(shí)際服役條件下的災(zāi)難性破斷事故，往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關(guān)。 因此在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中常常規(guī)定某一溫度時(shí)的沖擊功值為多少 、還規(guī)定FATT（斷口面積轉(zhuǎn)化溫度）要低于某一溫度的技術(shù)條件。所謂FATT，即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷后，對(duì)沖擊斷口進(jìn)行評(píng)定，當(dāng)脆性斷裂占總面積的50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。
　　由于鋼板厚度的影響，對(duì)厚度≤10mm的鋼板，可取得3/4小尺寸沖擊試樣（7.5×10×55mm）或1/2小尺寸沖擊試樣（5×10×55mm）。但是一定要注意，同規(guī)格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，才可按標(biāo)準(zhǔn)的換算方法，折算 成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣的沖擊功，再相互比較。
硬度試驗(yàn)
　　金屬材料抵抗壓頭（淬硬的鋼球或具有1200圓錐或角錐的金剛石壓頭）壓陷表面的能力稱(chēng)為硬度。根據(jù)試驗(yàn)方法和適用范圍的不同，硬度可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度以及顯微硬度、高溫硬度等。
　　冶金產(chǎn)品常用的是布氏硬度和洛氏硬度。