抗拉强度σb与屈服强度σ0.2关系的研究

2.4 材料拉伸时的力学性能 1. 试样 为了便于比较不同材料的试验结果, 对试样的形状、加 工精度、加载速度、试验环境等, 国家标准都有统一规 定。
标准圆试样
在试样上取长为l的一段作为试验段, l称为标距。对圆 截面试样, 标距l与直径d两种比例, 即
l＝5d 和 l＝10d
2.4 材料拉伸时的力学性能 对矩形截面标准试样, 则规定其标距l与横截面面积A的 比例, 也有两种
1) 弹性阶段 –– Oa段
超过比例极限后, 从a点到
b点, σ与ε之间的关系不再
是直线, 但解除拉力后变 形仍可完全消失, 这种变 形称为弹性变形。
b点所对应的应力σe是材料只出现弹性变形的极限值, 称为弹性极限。在σ-ε曲线上, a, b两点非常接近, 所以
工程上对弹性极限和比例极限并不严格区分, 而统称 为弹性极限。
其中有些材料, 如Q345钢, 和低 碳钢一样, 有明显的弹性阶段、 屈服阶段、强化阶段和局部变 形阶段。
有些材料, 如黄铜H62, 没有屈 服阶段, 但其他三阶段却很明显。
还有些材料, 如高碳钢T10A, 没 有屈服阶段和局部变形阶段, 只 有弹性阶段和强化阶段。
2.4.2 其它金属材料在拉伸时的力学性能
过屈服阶段后, 材料又 恢复了抵抗变形的能力, 要使它继续变形必须增 加拉力。这种现象称为 材料的强化。
强化阶段中的最高点e所对应的应力σb是材料所能承
受的最大应力, 称为强度极限或抗拉强度。它是衡量 材料强度的另一重要指标。在强化阶段中, 试样的横 向尺寸有明显的缩小。
4) 局部变形阶段 –– ef段
性材料的抗拉强度很低, 所以不宜作为抗拉零件的材料。
2.4.3 铸铁拉伸时的力学性能

大连理工大学实验报告学院（系）：材料科学与工程学院专业：材料成型及控制工程班级：材0701姓名：学号：组：___指导教师签字：成绩：实验一金属拉伸实验Metal Tensile Test一、实验目的Experiment Objective1、掌握金属拉伸性能指标屈服点σS，抗拉强度σb，延伸率δ和断面收缩率φ的测定方法。

2、掌握金属材料屈服强度σ0.2的测定方法。

3、了解碳钢拉伸曲线的含碳量与其强度、塑性间的关系。

4、简单了解万能实验拉伸机的构造及使用方法。

二、实验概述Experiment Summary金属拉伸实验是检验金属材料力学性能普遍采用的极为重要的方法之一，是用来检测金属材料的强度和塑性指标的。

此种方法就是将具有一定尺寸和形状的金属光滑试样夹持在拉力实验机上，温度、应力状态和加载速率确定的条件下，对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。

通过拉伸实验可以解释金属材料在静载荷作用下常见的三种失效形式，即过量弹性变形，塑性变形和断裂。

在实验过程中，试样发生屈服和条件屈服时，以及试样所能承受的最大载荷除以试样的原始横截面积，求的该材料的屈服点σS，屈服强度σ0.2和强度极限σb。

用试样断后的标距增长量及断处横截面积的缩减量，分别除以试样的原始标距长度，及试样的原始横截面积，求得该材料的延伸率δ和断面收缩率φ。

三、实验用设备The Equipment of Experiment拉力实验的主要设备为拉力实验机和测量试样尺寸用的游标卡尺，拉力实验机主要有机械式和液压式两种，该实验所用设备原东德WPM—30T液压式万能材料实验机。

液压式万能实验机是最常用的一种实验机。

它不仅能作拉伸试验，而且可进行压缩、剪切及弯曲实验。

（一）加载部分The Part of Applied load这是对试样施加载荷的机构，它利用一定的动力和传动装置迫使试样产生变形，使试样受到力或能量的作用。

其加载方式是液压式的。

在机座上装有两根立柱，其上端有大横梁和工作油缸。

塑性变形的的物理本质： 塑性变形的的物理本质： 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 P24 滑移是晶体的一部分相对另一部分做整 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下， 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶 体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面 孪生面） （孪生面）产生一定角度的切变
2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化 13、晶粒大小对金属性能有何影响？ 晶粒方法有哪些？ 晶粒方法有哪些？ p17 答： 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度. 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑 性和韧性愈好. 性和韧性愈好. 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 晶粒愈细，强度和硬度愈高， 晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性 愈好。 愈好。 细化晶粒方法有： 细化晶粒方法有： 增大过冷度； 2.变质处理 变质处理； 3.附加振 增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振 动或搅动等方法； 动或搅动等方法；
5、晶粒 p11 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 ---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 1、空间点阵 p9 空间点阵-----为了便于分析各种晶体中的原子 空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子 排列及几何形状, 排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为 几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之 几何结点,并用直线从其中心连接起来, 构成一个空间格子。 构成一个空间格子。

铝合金挤压型材强度影响因素及措施分析6063铝合金型材是门窗、幕墙理想的结构和装饰材料，随着门窗、幕墙行业的发展，对6063铝合金型材的力学性能提出了更高的要求。

高强度的型材可减低设计壁厚，减少结构重量，更受市场欢迎。

6063铝合金系AI—Mg—Si系列可热处理强化型铝合金，塑性高，可高速挤压成断面复杂、壁厚各异的型材。

淬火温度宽，淬火敏感性低．可实现在线风冷强制淬火，经人工时效后有中等强度。

挤压后型材表面光洁，极易阳极氧化和着色，还可生产电泳、喷涂、氟碳喷漆、木纹、断桥隔热等型材，因此在建筑型材中具有垄断地位，在我国经济的快速发展，尤其是房地产市场的高速发展中得到极广泛的应用。

在Al-Mg-Si系合金中，主要强化相是Mg2Si，合金在淬火时，固溶于基体中的Mg2Si 越多，时效后的型材强度就越高，反之，则越低。

在实际生产中，铝合金挤压型材经常出现硬度偏低或不达标的现象出现。

影响型材硬度强度的原因是多方面的（见鱼骨图），下面结合我厂的生产实际，从工艺、设备、操作等方面分析和总结影响6063铝合金型材强度的因素及采取的措施。

1、6063铝合金化学成分的控制国家标准GB/T 3190-2008和“和平”公司内控标准对6063铝合金的化学成分规定如表l所示。

表1 6063铝合金化学成分（质量分数%）该合金主要元素足Mg和Si。

他们在合金中形成金属化合物Mg：Si是合会的主要强化相。

Mg2Si中Mg和Si的比为1．73。

当Mg：Si>1．73时，尚有过剩的Mg存在，它会显著降低Mg2Si相在固态铝中的溶解度，由于过剩Mg的这种影响，使Mg2Si相在热处理时的强化效果显著降低，从而影响型材的力学性能。

合金中Si含量的增加可以改善铸造性能和焊接性能。

当Mg：Si<1．73时，合金中有过剩Si存在，它可以与铝中的其它杂质Fe、Mn等生成化合物，增加强化效果。

因此对强度要求较高时，往往合金中控制过剩Si。

第十二章高温瞬时拉伸试验的影响因素一、研究目的及意义在高温下，温度对于金属材料机械性能的影响具有非常重要的实际意义。

近四十年来，由于高压蒸气炉和蒸气汽轮机工作温度的不断增加，以及内燃汽轮机、高速飞行的飞机蒙皮和喷气发动机、火箭技术的发展、汽車发动机、原子反应堆等各种设备上的许多零部件，均在高温高压下作。

所以这些构件所处的工作环境及条件是十分复杂的，其受力状态随着温度变化及环境介质的不同也在不断改变。

因此，研究如何正确测定金属材料在高温下的各项性能指标意义深远。

并且要求人们在测试过程中对所出现的各种复杂问题和现象要进行正确地分析和处理，这样才能够使我们所做出的各项数据正确无误、安全可靠。

二、在高温下测定金属材料的E、σ0.2、σb、δ、ψ等值的影响因素各种金属在高温下进行拉伸试验时，其影响因素在许多方面比常温拉伸试验要复杂和敏感。

为了彻底了解在高温拉伸时的种种影响因素，为此我们从七个方面进行试验研究，即：1.不同试验温度对各项性能的影响2.温度波动对各项性能的影响3.保温时间及不同加荷时间对各项性能的影响4.不同拉伸速度对各项性能的影响5.不同测试方法对σ0.2值的影响6.不同试样尺寸对TC4材料性能的影响7.中途停电停试对各项性能的影响通过以上七个方面的试验研究，本文详细地讨论和描述了各种不同条件下所造成的影响因素成因，文中又附有大量的试验数据和各种图表。

从我们所测出的大量试验数据及各有关图表中非常直观地告诉人们，在日常的生产试验中应该注意的问题和事项。

对今后在生产检验或课题研究时，如何正确掌握试验方法、恰当而又合理地处理一些异常现象是很有好处的。

1.不同试验温度对各项性能的影响高温试验时，温度对金属材料的各项性能影响往往是很复杂的。

因为温度除了能使金属发生化物理变化之外，特别是在金属达到能使原子具有一定活动能力的温度范国内，也就是相当于接近软化或熔化温度时，还可以引起各种物理化学过程，有时这些过程对机械性能的影响远比温度本身的变化对机械性能的影响大得多，甚至其影响作用完全是另一种情况。

钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。

钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。

1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

汽车散热器用超薄波浪形水箱铜带的研制摘要：汽车工业是有色加工行业的最大用户之一，伴随着汽车行业的高速发展，我国有色金属行业也进入了快速发展时期，中国铜加工业正在不断向多元化产品方向发展，其中，高技术含量，高精度，高附加值的汽车散热器铜合金超薄铜箔专用材料市场占有比例稳步上升，而高精度超薄带箔的生产一直是中国铜加工业的薄弱环节。

超薄波浪形水箱铜带（以下简称超薄水箱带）是汽车工业需求的一种重要的材料，特别是近几年来，汽车工业处于大发展时期，先进的管带式散热器的推广应用，使超薄水箱带的需求量逐年增加。

目前我国仍是高精度超薄带箔的净进口国，生产正处于低水平小规模向高水平规模化发展的过程中，扩大铜合金超薄带箔的生产，势在必行。

关键词：汽车；散热器；波浪形水箱中图分类号：u461.1 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2013）04-0-02一、前言汽车工业是有色加工行业的最大用户之一，伴随着汽车行业的高速发展，我国有色金属行业也进入了快速发展时期，中国铜加工业正在不断向多元化产品方向发展，其中，高技术含量，高精度，高附加值的汽车散热器铜合金超薄铜箔专用材料市场占有比例稳步上升，而高精度超薄带箔的生产一直是中国铜加工业的薄弱环节。

超薄波浪形水箱铜带（以下简称超薄水箱带）是汽车工业需求的一种重要的材料，特别是近几年来，汽车工业处于大发展时期，先进的管带式散热器的推广应用，使超薄水箱带的需求量逐年增加。

目前我国仍是高精度超薄带箔的净进口国，生产正处于低水平小规模向高水平规模化发展的过程中，扩大铜合金超薄带箔的生产，势在必行。

二、产品化学成分设计为了满足汽车水箱对铜带的使用要求，保证其良好的使用性能，产品需满足以下四点要求：（1）良好的散热性能：一般要求其导电率必须大于或等于80%iacs；（2）良好的成形性：一般要求超薄水箱带的机械性能为：维氏硬度110-130、抗拉强度370mpa左右；（3）较高的软化温度：为保证波浪带不软化、不变形，超薄水箱带的软化温度必须大于或等于380℃；（4）良好的焊接性能：超薄水箱铜带的化学成分中都不能含有影响焊接质量的有害元素。

1) 2
6
3
a[100] → a [101] + a [101];
2)
2
2
a [112] + a [111] → a [111];
3) 3
2
6
a[100] → a [111] + a [111].
4)
2
2
11. 已知柏氏矢量 b=0.25nm，如果对称倾侧晶界的取向差θ =1°及 10°，求晶界
上位错之间的距离。从计算结果可得到什么结论？
106Nb 中所含空位数目。 2. 若 fcc 的 Cu 中每 500 个原子会失去一个原子，其晶格常数为 0.36153nm，试
求铜的密度。 3. 在铁中形成 1mol 空位的能量为 104.675KJ，试计算从 20℃升温之 850℃时空
位数目增加多少倍？ 4. 有两个被钉扎住的刃型位错 A-B 和 C-D，他们的长度 x 相等，且有相同的 b
增大冷变形量至 80％，再于 650℃退火 1 h，仍然得到粗大晶粒。试分析其原 因，指出上述工艺不合理处，并制定一种合理的晶粒细化工艺。 13．灯泡中的钨丝在非常高的温度下工作，故会发生显著的晶粒长大。当形成横 跨灯丝的大晶粒时，灯丝在某些情况下就变得很脆，并会在因加热与冷却时 的热膨胀所造成的应力下发生破断。试找出一种能延长钨丝寿命的方法。
很大变形的原因。(l=0.154nm, h2=nl2) 7. 有两种激活能分别为E1=83.7KJ/mol和E2=251KJ/mol的扩散反应。观察在温度
从 25℃升高到 600℃时对这两种扩散的影响，并对结果作出评述。
第五章
1. 有一根长为 5 m，直径为 3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为 70Gpa，求在 200N 的拉力作用下，此线的总长度。

金属学原理习题库第一章1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2. 在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些个原则？3. 铬的原子序数为24，共有四种同位数：4.31%的Cr 原子含有26 个中子，83.76%含有28 个中子，9.55%含有29 个中子，且2.38%含有30 个中子。

试求铬的原子量。

4. 铜的原子序数为29，原子量为63.54，它共有两种同位素Cu63 和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。

5. 已知Si 的原子量为28.09，若100g 的Si 中有5×1010 个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？6. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？7. 已知Si 的相对原子质量为28.09，若100g 的Si 中有5×1010 个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？第二章1. 试证明四方晶系中只有简单立方和体心立方两种点阵类型。

2. 为什么密排六方结构不能称作为一种空间点阵？3. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点的坐标。

4. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系(421)，(-123)，(130)，[2-1-1]，[311]；b)六方晶系(2-1-11)，(1-101)，(3-2-12)，[2-1-11]，[1-213]。

5. 试计算面心立方晶体的(100)，(110)，(111)，等晶面的面间距和面致密度，并指出面间距最大的面。

6. 平面A 在极射赤平面投影图中为通过NS 及核电0°N，20°E 的大圆，平面B的极点在30°N，50°W 处，a)求极射投影图上两极点A、B 间的夹角；b)求出A 绕B 顺时针转过40°的位置。

抽油杆疲劳性能实验分析梁毅;赵春;樊松;雷宇;石海霞【摘要】目的有效地预防和减少因抽油杆断裂导致的油井修井作业,进一步降低油田开发成本.方法采用岛津电液伺服疲劳试验机,对D级和H级抽油杆进行材质成分分析,测试力学性能、空气和腐蚀介质下疲劳强度、拉压载荷对疲劳性能的影响,并进行对比分析.结果 H级抽油杆的力学性能优于D级抽油杆.随着含水量的增加,两种抽油杆的抗疲劳性能均降低,在空气中,H级抽油杆的疲劳性能均优于D级抽油杆.在腐蚀环境中,D级抽油杆的疲劳性能优于H级抽油杆,并且两种抽油杆所受拉压载荷对疲劳均有一定影响.结论含水是影响抽油杆腐蚀疲劳性能的关键因素,H级抽油杆应在低含水区块应用,D级抽油杆在中高含水区块应用.抽油杆中和点以下产生的附加拉应力是导致抽油杆偏磨的直接原因,在中和点以下应优化扶正防磨设计.在中高含水区块,应加大对服役年限较长抽油杆的更换力度,以减少和预防抽油杆断裂事故的发生.【期刊名称】《装备环境工程》【年(卷),期】2019(016)007【总页数】4页(P39-42)【关键词】抽油杆;力学性能;腐蚀介质;疲劳强度;拉压载荷【作者】梁毅;赵春;樊松;雷宇;石海霞【作者单位】中国石油长庆油田分公司,西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 西安 710018;中国石油长庆油田分公司,西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 西安 710018;中国石油长庆油田分公司,西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 西安 710018;中国石油长庆油田分公司,西安710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 西安 710018;中国石油长庆油田分公司,西安 710018;低渗透油气田勘探开发国家工程实验室, 西安 710018【正文语种】中文抽油机有杆泵采油占人工举升80%以上，抽油杆在其中起着至关重要的作用。

D级和H 级抽油杆是油田最常用的两种抽油杆，通过现场应用分析，因抽油杆断裂造成油井修井的比例达35%，直接增加了油井生产运行成本。

无量钢
摩擦力与施加在摩擦部位上垂直载荷的比值称为摩擦因数
磨耗量
g或cm3
试样在规定试验条件下经过一按时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的质量〔g〕或体积〔cm3〕之量称为磨耗量〔或磨损量〕。以磨去质量表示者称为质量磨耗W，用磨去体积表示者称为体积磨耗V
相对耐磨系数ε
无量钢
在模拟耐磨试验机上，采纳65Mn〔52~53HRC〕作为标准试样，在相同条件下，标准试样的绝对磨耗量与被测定材料的绝对磨损值之比称为被测材料的相对耐磨系数
蠕变强度
σ
MPa
金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。经给定温度下和规定的使用时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如σ =100 MPa，表示材料在500℃温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100 MPa。蠕变强度是材料在高温长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标
续表
冲击韧度ak
J/cm2
在摆锤式一次试验机上，将一定尺寸和形状的标准试样冲断所消耗的功Ak与断口模截面积之比值称为冲击韧度ak。按国标规定，aku为夏比U形缺口试样冲击韧度值，Aku为夏比U形缺口试样冲击时所消耗的冲击汲取功〔J〕；akv为夏比V形缺口试样冲断时所消耗的冲击韧度值，Akv为夏比V形缺口试样冲断时所消耗的冲击汲取功〔J〕
冲击汲取功
Ak
J
疲惫极限
σ-1，σ-1n
MPa
金属材料在交变负荷作用下，经无限次应力循环而不产生断裂的最大循环应力称为疲惫极限。国标规定，关于钢铁材料，应力循环次数采纳107次，关于有色金属材料采纳108或更多的周次。σ-1表示平滑试样的对称弯曲疲惫极限；σ-1n表示缺口试样的对称弯曲疲惫极限

硕士学位论文（工程硕士）2124 铝合金固溶时效对组织和性能的影响EFFECTS OF SOLUTION AND AGING ONSTRUCTURE AND PROPERTIES OF 2124ALUMINUM ALLOY齐国栋哈尔滨工业大学2009 年 3 月国内图书分类号：TG146.22 学校代码：10213国际图书分类号：621.7密级：硕士学位论文（工程硕士）2124 铝合金固溶时效对组织和性能的影响硕士研究生：齐国栋导师：邵文柱教授图导师：吴欣凤教授级高工申请学位级别：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：东北轻合金限责任公司答辩日期：2009年3月授予学位单位：哈尔滨工业学Classified Index: TG146.22 School code: 10213 U.D.C: 621.7 Secret-level:Dissertation for the Master Degree（Master of Engineering）EFFECTS OF SOLUTION AND AGING ONSTRUCTURE AND PROPERTIES OF 2124ALUMINUM ALLOYCandidate：Qi GuodongSupervisor：Prof. Shao WenzhuAssociate Supervisor:Prof-engineer Wu Xinfeng Academic Degree Applied for：Master of Engineering Specialty：Material Engineering Affiliation:Northeast Light Alloy Co.，Ltd Date of Defence：March，2009Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文（要采用室温拉伸性能测试和差热分析、金相及电子显微分析，研究了新型2124 合金厚板在不同热处理制度下的拉伸力学性能、显微组织及其变化规律，优化了热处理制度；通过MTS试验机测试了不同厚度新型2124合金T851 状态板材的断裂韧性以及断口扫描电镜分析，研究了合金微观组织结构对合金板材断裂韧性的影响。

作者邓阳春陈钢杨笑峰徐彤【摘要】压力容器安全系数与材料参数紧密相关，确定材料许用应力值时，需要同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理；奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性，为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能，选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时，需要特殊考虑。

压力容器安全系数的选取建立在经验基础上，在保障压力容器安全性前提条件下，为节省材料和降低成本，随着理论研究深入和科学实验的进步，压力容器安全系数有所降低，这是科学设计和实用成功经验结合的结果。

【关键词】压力容器；材料；许用应力；标准；安全系数0 引言压力容器广泛用于工业领域及日常生活领域，一旦破坏，往往造成灾难性事故。

为确保公众安全，应用科学技术和使用经验，世界各国制订了压力容器标准，并通过法规等形式强制执行。

合理选取材料许用应力值是保障压力容器安全、合理使用的科学基础。

1914年，美国制定了世界上第一部压力容器标准，材料许用应力值仅以抗拉强度为基准。

直到1943年，英国压力容器标准选取材料许用应力值时首次引入材料屈服强度为基准。

为保证压力容器安全，确定材料许用应力值时，同时考虑材料抗拉强度和屈服强度更为合理。

奥氏体不锈钢材料具有非常好的应变强化能力和韧性，为充分发挥奥氏体不锈钢材料优良性能，选取奥氏体不锈钢材料许用应力值时需特殊考虑。

目前，确定压力容器材料许用应力值一般取min{σs/n s，σb/n b，σD/n D，σn/n n}。

其中，σs，σb，σD，σn 分别为材料的屈服强度、抗拉强度、蠕变强度和疲劳强度，在大多数工况下，压力容器材料主要考虑屈服强度和抗拉强度，在一定条件下，才需考虑材料蠕变强度和疲劳强度；n s，n b，n D，n n为安全系数。

安全系数主要取决于人们对客观规律的理解程度和设备发生事故的危害程度，压力容器安全系数的选取建立在经验基础上，随着理论研究和科学实验的进步，在保障压力容器安全性前提条件下，为节省材料和经济考虑，压力容器安全系数有降低的趋势[1-2]。

机械常识-金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识(2011-8-9 15:17:44)机械常识--金属屈服强度、抗拉强度、硬度知识钢材机械性能介绍1.屈服点（σs）钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。

设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N（牛顿）/mm2，（MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2）2.屈服强度（σ0.2）有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值（一般为原长度的0.2%）时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。

3.抗拉强度（σb）材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。

它表示钢材抵抗断裂的能力大小。

与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。

设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo （MPa）。

4.伸长率（δs）材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。

5.屈强比（σs/σb）钢材的屈服点（屈服强度）与抗拉强度的比值，称为屈强比。

屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。

6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。

它是金属材料的重要性能指标之一。

一般硬度越高，耐磨性越好。

常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。

⑴布氏硬度（HB）以一定的载荷（一般3000kg）把一定大小（直径一般为10mm）的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值（HB），单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。

⑵洛氏硬度（HR）当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。

指标项目 单位 意义说明比例极限σpMPa金属材料应力与应变成正比例关系的最大应力，即拉伸图上开始偏离直线时的应力称为比例极限σp ，σp =P p /A 0，式中P p 为比例极限负荷（N ），A 0为试样原始截面积（mm 2）。

比例极限精确测定困难，标准规定以拉伸曲线的切线与负荷轴间夹角的正切值较弹性直线部分之值增加50%作为偏离值，其应力称为规定比例极限，也可将偏离值为25%或10%分别以σp25或σp10表示。

比例极限σeMPa金属在弹性变形范围内，试样不产生塑性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限σe ，σe =P e /A 0，式中P e 为弹性极限负荷（N ），A 0为试样原始截面积（mm 2）。

弹性极限精确测定困难，标准规定以残余伸长为0.01%的应力作为规定弹性极限，弹性极限和比例极限数值很相近，常以规定的σp 值代替σe 。

弹性模量MPa金属在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），其比例系数称为弹性模量。

拉伸时：）（l A Pl E ∆==00εσ，式中σ为正应力（MPa ），ε为应变，用百分数表示，P 为垂直力（N ），A 0为试样原始截面积（mm 2），l 0为试样原长（mm ），∆l 为绝对伸长（mm ），E 称为正弹性模量。

剪切时：p bI ML G ）（210ϕϕγτ-==，式中τb 为切应力（MPa ），γ为切应变，即相对扭转滑移，M 为扭转力矩，L 0为试样计算长度，φ1和φ2为计算长度两端的扭转角度，I p 为扭转时试样截面相对于轴线的截面二次极矩，G 为切变模量。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。

续表屈服点 MPa 在拉伸过程中，负荷不增加，试样还继续发生变形的最小应力称为屈服点σs ，σs =p s /A 0，式中，Ps 为屈服负荷（N ），A 0为试样原始截面积（mm 2）。

第46卷第2期中南大学学报(自然科学版) V ol.46 No.2 2015 年 2 月 Journal of Central South University (Science and Technology) Feb. 2015 DOI: 10.11817/j.issn.1672­7207.2015.02.0082099 铝锂合金微观组织及性能的演变林毅，郑子樵，李世晨，孔祥，韩烨(中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙，410083)摘要：对 2099 铝锂合金微观组织及性能在热机加工过程中的演变进行研究。

研究结果表明：枝晶粗大，晶界偏 析严重的铸态合金经双级均匀化(510℃/12 h+530℃/36 h)处理后，树枝晶消失，晶界偏析基本消除，晶界上残余 有少量的AlCuFeMn/AlCuMn颗粒。

均匀化后的铸锭在450℃进行热挤压，获得直径为16 mm的合金棒。

合金经 固溶处理后，平行于挤压方向上，中心区域形成强的{111}á112ñ织构和次强的{111}á110ñ织构，表层区域形成 {112}á110ñ织构。

中心区域的织构强度较表层的强。

合金心部和表层硬度(HV)分别为95和120。

在峰时效条件下， 大量的T1 和δ′相以及少量的θ′相在基体中析出。

合金相应的抗拉强度，屈服强度和伸长率分别为613 MPa， 597 MPa 和7.9%。

随着时效时间的延长，合金应力腐蚀敏感性降低。

在过时效条件下，合金获得理想的抗应力腐蚀性能， 强度损失率为5.5%。

关键词：2099铝锂合金；均匀化；挤压；织构；应力腐蚀破裂中图分类号：TG116.3 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2015)02−0427−10 Evolution of microstructures and properties of 2099 Al­Li alloyLIN Yi, ZHENG Ziqiao, LI Shichen,KONG Xiang, HAN Ye(School of Materials Science and Engineering,Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: The evolution of microstructure and properties of 2099 Al­Li alloy during thermal mechanical process were investigated. The results show that coarsen dendrites and severe grain boundaries segregation of as­cast alloy are eliminated by two­step homogenization (510 ℃/12 h+530 ℃/36 h), and a few of small AlCuFeMn/AlCuMn particles remain around the grain boundaries. The homogenization alloy is extruded to rod with 16 mm diameter at 450 ℃. Along the extrusion direction, central zone of solution heat treated alloy formed major intense {111}á112ñ texture and secondary intense {111}á110ñ texture, surface zone formed {112}á110ñ texture, and the intension of texture of central zone is higher than that of surface zone. The hardness of central zone and surface zone is 95 and 120, respectively. In the peak­aged condition, a great number of T1 and δ′ phases as well as a few θ′ phases precipitated in the matrix, the corresponding tensile strength, yield strength and elongation of alloy are 613 MPa, 597 MPa and 7.9%, respectively. The stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of alloy decrease with aging time, and the strength loss rate of over­aged alloy is5.5%.Key words:2099 Al­Li alloy; homogenization; extrusion; texture;stress corrosion cracking铝锂合金具有比强度高和比刚度高、疲劳裂纹扩 展速率低和高、低温性能较好等特点，广泛应用于航 天航空领域，成为减轻飞行器质量、提升飞行器有效 载质量、提高燃油效率以及提高安全性能的重要途收稿日期：2014−04−10；修回日期：2014−06−20基金项目(Foundation item)：配套年度计划项目(JPPT­K2008­9­1)(Projects(JPPT­K2008­9­1) supported by the Annual Pre­research Supporting Program) 通信作者：林毅，博士，从事高性能航天航空铝合金研究；E­mail：s­maloy@中南大学学报(自然科学版) 第 46 卷 428径 [1−3] 。