재료의 항복 강도 대 인장 강도: 차이점 설명

1. 수익률 기준

엔지니어링에서 일반적으로 사용되는 세 가지 수율 기준은 다음과 같습니다:

(1) 비례 한계 - 응력-변형률 곡선에서 선형 관계를 유지하는 최고 응력으로, 국제적으로 σp로 표시됩니다. 응력이 σp를 초과하면 재료가 항복하기 시작하는 것으로 간주됩니다.

(2) 탄성 한계 - 테스트 샘플을 로딩 및 언로딩한 후 잔류 영구 변형이 없는 것이 표준입니다. 재료가 탄성적으로 완전히 회복될 수 있는 최고 응력은 일반적으로 국제적으로 σel로 표시됩니다. 응력이 σel을 초과하면 재료가 항복하기 시작하는 것으로 간주합니다.

(3) 수율 강도 - 표준은 σ0.2 또는 σys로 표시되는 항복 강도로 간주되는 0.2% 잔류 변형 응력과 같은 특정 잔류 변형입니다.

2. 수율 강도에 영향을 미치는 요인

수율 강도에 영향을 미치는 본질적인 요소는 다음과 같습니다:

결합, 미세 구조, 구조, 원자 특성. 금속과 세라믹 및 폴리머의 항복 강도를 비교하면 본딩의 근본적인 영향을 알 수 있습니다.

미세 구조적 영향의 관점에서 보면 네 가지 강화 메커니즘이 금속 재료의 항복 강도에 영향을 미칠 수 있습니다:

(1) 고체 솔루션 강화;

(2) 스트레인 경화;

(3) 강수량 강화 및 분산 강화;

(4) 곡물 경계 및 하위 곡물 강화.

강수 강화와 입자 정제는 산업용 합금의 항복 강도를 개선하는 가장 일반적인 방법입니다. 이러한 강화 메커니즘 중 처음 세 가지 방법은 가소성을 감소시키면서 재료 강도를 향상시킵니다. 입자 및 하위 입자를 정제하는 것만이 강도와 가소성을 모두 높일 수 있습니다.

수율 강도에 영향을 미치는 외적 요인에는 다음이 포함됩니다:

온도, 변형률, 응력 상태. 온도가 낮아지고 변형률이 증가하면 재료의 항복 강도는 상승합니다. 몸체 중심의 입방 금속은 특히 온도와 변형률에 민감하여 강철의 저온 취성 현상을 유발합니다.

응력 상태의 영향도 중요합니다. 항복 강도는 재료의 기본 특성을 반영하지만 응력 상태에 따라 항복 강도도 달라집니다. 일반적으로 재료의 항복 강도를 언급할 때는 단방향 장력 하에서의 항복 강도를 의미합니다.

3. 항복 강도의 공학적 중요성

기존의 강도 설계 방법은 플라스틱 소재의 경우 항복 강도를 표준으로 사용하여 허용 응력 [σ]=σys/n을 정의하며, 여기서 안전 계수 n은 일반적으로 2 이상입니다. 취성 재료의 경우 인장 강도를 표준으로 사용하여 허용 응력 [σ]=σb/n을 정의하며, 여기서 안전 계수 n은 일반적으로 6입니다.

기존의 강도 설계 방법을 따르면 필연적으로 항복 강도가 높은 소재를 지나치게 강조할 수밖에 없다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그러나 재료의 항복 강도가 증가하면 재료의 파단 저항성이 감소하여 취성 파단 위험이 증가합니다.

항복 강도는 직접적인 응용 분야에서의 중요성뿐만 아니라 엔지니어링에서 재료의 특정 기계적 거동과 공정 성능을 대략적으로 측정하기도 합니다.

예를 들어, 재료 항복 강도가 증가하면 응력 부식에 더 민감해지고 수소 취성. 재료의 항복 강도가 낮을수록 냉간 성형 및 용접 특성. 따라서 항복 강도는 다음과 같은 필수 핵심 지표입니다. 재료 속성.

재료가 항복하기 시작한 후에도 변형이 계속되면 공작물이 경화됩니다.

4. 작업 경화 지수의 실제적 중요성 n

가공 경화 지수 n은 재료가 항복하기 시작하고 계속 변형된 후의 변형 경화를 반영하여 넥킹이 발생하기 시작할 때 최대 응력을 결정합니다. 또한 재료가 생성할 수 있는 최대 균일 변형률을 결정하며, 이는 저온에서 중요한 값입니다. 성형 프로세스.

작업 부품의 경우 재료에 특정 작업 경화 기능이 있어야 합니다.

그렇지 않으면 가끔 과부하가 걸리면 과도한 소성 변형이 발생하여 잠재적으로 국부적으로 고르지 않은 변형이나 파손이 발생할 수 있습니다.

따라서 소재의 가공 경화 능력은 부품의 안전한 사용을 위한 신뢰할 수 있는 보증입니다.

스트레인 경화는 재료 강도를 향상시키는 필수적인 수단입니다. 스테인리스 스틸은 가공 경화 지수 n=0.5가 커서 변형량이 균일하게 높습니다.

스테인리스 스틸의 항복 강도는 높지 않지만 냉간 변형을 통해 크게 향상시킬 수 있습니다. 고탄소강 납탕 등온 처리 및 인발 후 와이어는 2000MPa 이상에 도달할 수 있습니다.

하지만 기존의 변형 강화 방법은 강도를 높이는 동시에 가소성을 현저히 떨어뜨릴 수 있습니다. 일부 신소재 가 개발되고 있으며, 미세 구조와 분포의 변화가 변형 시 강도와 가소성을 모두 향상시킬 수 있다는 점에 주목하고 있습니다.

5. 인장 강도

인장 강도는 재료에 목이 생기지 않을 때 골절에 대한 저항력을 나타냅니다. 제품 설계에 취성 소재를 사용하는 경우 허용 응력은 인장 강도를 기준으로 합니다. 일반 플라스틱 소재에서 인장 강도는 무엇을 의미하나요?

인장 강도는 최대 균일한 소성 변형 저항만을 나타내지만, 정적 장력 하에서 재료의 한계 하중 지지력을 나타냅니다. 인장 강도 σb에 해당하는 외부 하중은 시편이 견딜 수 있는 최대 하중입니다.

목은 지속적으로 발달하고 실제 스트레스는 증가하고 있지만 외부 하중은 빠르게 감소하고 있습니다.

정적 장력 하에서 변형에서 파단까지 재료의 단위 부피당 소모되는 일량을 정적 인성이라고 합니다. 엄밀히 말하면 실제 응력-변형률 곡선 아래의 영역이어야 합니다.

엔지니어링의 단순화를 위해 다음과 같이 근사화합니다: 플라스틱 소재의 경우 정적 인성은 강도와 가소성을 종합적으로 나타내는 지표입니다.

스프링 스틸과 같은 순수 고강도 소재는 정적 인성이 높지 않으며, 가소성이 좋은 저탄소강도 정적 인성이 높지 않습니다.

담금질 및 고온 템퍼링된 중탄소(합금) 구조용 강철만이 최고의 정적 인성을 보유하고 있습니다.

경도는 금속의 독립적인 기본 특성이 아닙니다. 경도는 금속이 작은 부피 내에서 표면의 변형이나 파손에 저항하는 능력을 말합니다.