硬度 屈服强度 计算公式
钢材的力学性能
用金刚石正四棱体压头以 49.03-980.7N 的试验
/
力压力试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，
测压痕对角线长度的计算的硬度值。
用金刚石或钢球冲头一定高度落到试样表面，测
/
冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符
号为 HSC，指示型硬度计的硬度符号为 HSD。
/
g cm 3
/
相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩 擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通 常把摩擦力（F）与施加在摩擦部位的垂直载荷（N） 的比值，称为摩擦因数。
Ps MPa
σs=—— Fo
式中 Ps——屈服载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm²）
对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较 困难，常把产生 0.2%永久变形的应力定为屈服点，称 MPa 为屈服强度或条件屈服极限：
σ0.2/时间 8 持久强度
(h)
温度
蠕变强度 σ —— 9
应变量/时
间
二 弹性
系数。
系数。
（J） AKV ——夏比 V 形缺口试样冲断时所消耗的功
（J）
F——试样缺口处的横截面积（cm²）
五 疲劳
1 疲劳极限
σ-1
2 疲劳强度
σN
六 硬度
1 布氏硬度
HBS
金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷 （即大小、方向反复变化的载荷）的作用，在不发生 显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲 劳。
金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次（N）
MPa
的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称
为疲劳极限。
金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次
屈服强度的基础及其测试方法
屈服强度的基础及其测试方法一、屈服强度的基础屈服强度是由材料的分子间和晶间结构决定的。
当材料受到外力作用时，原子或分子开始发生位移和滑动，导致材料内部的变形。
在弹性阶段，位移和滑动是可逆的，材料能够完全回复其原始形状。
但当应力达到材料的屈服强度时，位移和滑动变得不可逆，材料进入塑性变形阶段。
在这个阶段，位移和滑动会导致材料结构的变化，进一步增加位移和滑动的难度。
具体来说，材料的屈服强度受以下因素的影响：1.材料的晶体结构：晶体结构的紧密程度和排列方式会影响原子或分子的运动和滑动能力。
密排结构的材料往往具有较高的屈服强度，而松散排列的材料则较低。
2.材料的成分：材料的成分会影响材料内部的结合力和相互作用力，进而影响位移和滑动的难度。
高强度合金通常由多种金属成分组成，能够提高整体屈服强度。
3.温度：温度对材料的屈服强度也有影响。
通常情况下，材料的屈服强度随着温度的升高而降低。
这是因为温度会增加原子或分子的热运动能量，使得位移和滑动更容易发生。
二、屈服强度的测试方法1.拉伸试验：这是最常用的一种屈服强度测试方法。
在拉伸试验中，材料试样被加在一台材料试验机上，通过施加拉力来逐渐增加材料的应力。
应力-应变曲线可以记录整个加载过程中的力和变形量，从中得出屈服强度等力学性能参数。
2.压缩试验：与拉伸试验类似，压缩试验通过施加压力来测试材料的屈服强度。
试样被放置在压力机中，通过施加压力使得试样受到力的作用，力与变形量可以记录并用于计算屈服强度。
3.硬度试验：硬度试验是通过在材料表面施加一定荷载，测量产生的塑性变形，从而计算出材料的硬度。
硬度与材料的屈服强度有一定的关系，可以用来预测材料的屈服强度。
4.冲击试验：冲击试验主要用于测试材料的脆性特性。
在冲击试验中，一个具有特定几何形状的冲击头被释放，并击中试样的一侧，冲击头的能量与试样对抗的能量用于计算材料的抗冲击能力。
总之，屈服强度是一种重要的材料机械性能指标，对于材料的工程应用具有重要意义。
屈服强度
屈服强度的定义为了与国际接轨，性能的定义按照国际标准的规定。
与原GB/T228—1987相比较，屈服强度与抗拉强度的定义有明显差异，其他性能的定义无实质性差异。
新标准将抗拉强度定义为相应最大力（Fm）的应力，而最大力（Fm）定义为试样在屈服阶段之后所能抵抗的最大力；对于无明显屈服（连续屈服）的金属材料，为试验期间的最大力。
按照这一定义，如图1所示的拉伸曲线，最大力应为曲线上的B点，而不是旧标准中的取其A点的力（上屈服力）计算抗拉强度。
新标准中屈服强度这一术语的含义与旧标准中的屈服点有所不同，前者是泛指上、下屈服强度性能；而后者既是泛指屈服点和上、下屈服点性能，也特指单一屈服状态的屈服点性能（σs）。
因为新标准已将旧标准中的屈服点性能σs归入为下屈服强度ReL（见标准中的图2d）。
所以，新标准中不再有与旧标准中的屈服点性能（σs）相对应的性能定义。
也就是说新标准定义的下屈服强度ReL包含了σs和σsL两种性能。
以低碳钢的典型拉伸曲线图为例，来分析钢试样在拉伸力作用下的力学行为：弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形、局部塑性变形及断裂。
受力物体去除外力后，其变形不能完全恢复，留下永久（残余）变形，这种现象称为塑性。
留下的这种永久（残余）变形，即为塑性变形。
金属塑性变形有“滑移”与“孪生”两种方式。
拉伸过程中的这一阶段又可分为如下三个小阶段。
1．屈服阶xx（ABxx）在这一阶段开始产生微塑性变形，如规定非比例延伸强度Rp和规定残余延伸强度Rr等，都是微塑性变形量对应的各种强度指标。
Z点与B点对应的特征应力分别为上、下屈服强度ReH与ReL。
2．均匀塑性变形阶xx（BCxx）这一阶段的特点是尽管拉伸试样截面在缩小（均匀缩小），但力继续上升，其原因是形变强化（或称加工硬化）起作用。
所谓加工硬化就是随着塑性变形的增大，金属材料不断被强化，其强度和硬度提高，而塑性变差的现象。
在此阶段中，试样的某一部分产生塑性变形。
钢铁材料抗拉强度与硬度关系综述_沈保罗
产效率的难题。江勤峰等人[4]通过大量试验建立
了昆钢冷轧薄板 St13 抗拉强度与洛氏硬度关
系，可用于不同板厚钢板的强度估算。他们获得
的关系式为：
Rm=2.552 6HRF+118.63 （0.7 mm≤板厚≤1.1 mm）
（2）
（17）
Rm=2.05HB-149.3[13]
（18）
Rm=2.5HB-175（误差±60 MPa）[14]
（19）
公式（11）~（19）的共同特点是建立了抗拉强
度（Rm）与硬度（HB）的线性关系。还有人将抗拉 强度与硬度、化学成分、CE 联系起来建立了如下
公式：
Rm=258.3+1.27HB-67.3×w（C）-25×w（Si）-
近年来，一些国家用抗拉强度和布氏硬度之
比 m=Rm /HBS 来表达灰铸铁的切削性能指标，这 一方式更为直接。m 值大，表示在强度高时，硬度
低，切削性能好。这些国家用 m 值作为内控标
准，根据不同牌号将 m 值控制在 1.0～1.4。
灰铸铁之所以除了强度以外对硬度的要求
越来越严格，是因为随着加工机床的数控化、精
件的生产与新产品开发，在国内外学术期刊发表论文 300 余篇。
强度都是材料在外力作用下抵抗变形和破坏能 力的反映。硬度试验与拉伸试验的不同在于应力 状 态 ，即 应 力 状 态“ 软 性 系 数 ”a 值 不 同 。 a = t/s，其中 t 为最大切应力、s 为最大正应力。单向 拉伸试验的 a 值等于 0.5，试验时材料先产生弹 性变形，到屈服后（即应力超过屈服点）产生塑性 变形，最后在正应力超过断裂强度时发生正断式 延性断裂；而在压入式硬度试验时 a>2，属于极 软性的应力状态。试验时也是材料先发生弹性变 形，屈服后发生塑性变形，若适当控制压入负荷， 材料只会发生弹性变形和比单向拉伸大得多的 塑性变形而不发生切断。正是由于压入式硬度试 验与单向拉伸之间存在着上述类似点，因此硬度 值与强度值之间也存在着一定的关系。但是这两 种试验毕竟还是不同类型的试验，且应力状态的 软性系数也不同，所以它们之间的关系也不会是 一种简单的线性关系，而且它们受材料的各种因 素的影响也会不一样。
屈服强度实测值与屈服强度标准值的关系
屈服强度实测值与屈服强度标准值的关系【摘要】本文通过对屈服强度实测值与屈服强度标准值的关系进行研究，旨在探讨实测值与标准值之间的关联和差异。
首先介绍了屈服强度的定义，接着详细阐述了实测值的获取方法和标准值的确定方法。
随后通过对实测值与标准值的关系进行分析，探讨了影响二者相符性的因素。
在对实测值与标准值进行比较和解释，并提出了建议。
本研究有助于深入了解屈服强度实测值与标准值之间的关系，为工程实践提供参考依据。
【关键词】关键词：屈服强度、实测值、标准值、关系分析、因素、比较、解释、建议、研究背景、研究目的、定义、获取方法、确定方法。
1. 引言1.1 研究背景屈服强度是材料力学性能的重要指标之一，它反映了材料在受力过程中的抗拉或抗压能力。
在工程领域中，对材料的屈服强度要求通常都是按照标准值来确定的。
由于材料的生产工艺、质量控制等因素的影响，实际生产的材料的屈服强度往往会存在一定的偏差，这就需要通过实测值与标准值的对比来评估材料的质量。
当前，随着科学技术的不断进步，人们对材料强度性能的要求也越来越高，因此对于屈服强度的实测值和标准值之间的关系也越来越重视。
通过对这两者之间关系的研究和分析，可以揭示材料的生产质量和性能表现之间的差异，为进一步改进材料生产工艺和提高材料性能提供依据。
本文旨在探讨屈服强度实测值与屈服强度标准值之间的关系，为材料工程领域的研究和实践提供参考和指导。
1.2 研究目的研究目的是为了探究屈服强度实测值与屈服强度标准值之间的关系，进一步了解实测值与标准值之间的差异以及可能存在的原因。
通过对实测值与标准值的比较和分析，可以帮助我们更好地评估材料的性能和质量。
深入研究影响实测值与标准值相符性的因素，可以为提高实测值的准确性和可靠性提供重要的参考和建议。
通过本研究，不仅可以加深对屈服强度的理解，还有助于完善相关标准和测试方法，提高对材料性能的测试精度和一致性，为工程实践提供更可靠的数据依据。
金属材料的力学性能
金属材料的力学性能任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。
如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。
这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。
这种能力就是材料的力学性能。
金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。
钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。
在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。
金属材料的机械性能1、弹性和塑性：弹性：金属材料受外力作用时产生变形，当外力去掉后能恢复其原来形状的性能。
力和变形同时存在、同时消失。
如弹簧：弹簧靠弹性工作。
塑性：金属材料受外力作用时产生永久变形而不至于引起破坏的性能。
（金属之间的连续性没破坏）塑性大小以断裂后的塑性变形大小来表示。
塑性变形：在外力消失后留下的这部分不可恢复的变形。
2、强度：是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。
强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，单位为MPa。
工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。
拉伸图：金属材料在拉伸过程中弹性变形、塑性变形直到断裂的全部力学性能可用拉伸图形象地表示出来。
材料在常温、静载作用下的宏观力学性能。
是确定各种工程设计参数的主要依据。
这些力学性能均需用标准试样在材料试验机上按照规定的试验方法和程序测定，并可同时测定材料的应力-应变曲线。
对于韧性材料，有弹性和塑性两个阶段。
弹性阶段的力学性能有：比例极限：应力与应变保持成正比关系的应力最高限。
当应力小于或等于比例极限时，应力与应变满足胡克定律，即应力与应变成正比。
弹性极限：弹性阶段的应力最高限。
金属材料的力学性能
多冲抗力 金属材料抵抗小能量多次冲击的能力叫做多冲 抗力。多冲抗力可用在一定冲击能量下的冲断周次N 表示。 材料的多冲抗力取决于材料强度与韧性的综合 力学性能，冲击能量高时，主要取决于材料的韧性； 冲击能量低时，主要决定于强度
摆锤式一次冲击试验视频01-05 多次冲击试验 视频01-06
金属材料的力学性能小结
2 硬度
金属材料抵抗其他更硬物体压入表面的能力 称为硬度，是衡量材料软硬程度的判据，它表征 材料抵抗表面局部弹性变形、塑性变形或抵抗破 坏的能力。材料的硬度越高，其耐磨性越好。 硬度是金属材料重要性能之一。由于测定硬 度的试验设备比较简单，操作方便、迅速，又属 无损检验，故在生产上和科研中得到广泛应用。 测定硬度的方法比较多，其中常用的硬度测 定法是压入法，即用一定的静载荷（试验力）把 压头压在金属表面上，然后通过测定压痕的面积 或深度来确定其硬度。常用的硬度试验方法有布 氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度三种。
布氏硬度试验的优缺点：
优点是测定的数据准确、稳定、数据重复性强， 常用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属 的硬度。 缺点是对不同材料需要更换压头和改变载荷， 且压痕较大，压痕直径的测量也较麻烦，易损坏成 品的表面，故不宜在成品上进行试验。
布氏硬度试验视频102
2.2 洛氏硬度 洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏硬度值的计 量即，符号用HR表示，其计算公式为：
2.3 维氏硬度 维氏硬度也是以单位压痕面积的力作为硬度 值计量。试验力较小，压头是锥面夹角为136°的 金刚石正四棱锥体，见图所示。维氏硬度用符号 HV表示。 维氏硬度表示方法： 在符号HV前方标出硬度值，在 HV后面按试验力大小和试验力 保持时间（10～15s不标出） 的顺序用数字表示试验条件。 例如：640HV300。
40gr屈服强度
40gr屈服强度什么是屈服强度？屈服强度是材料在受到外力作用下，开始发生塑性变形的临界点。
在力学中，屈服强度是一个重要的材料性能参数，用于描述材料的抗变形能力。
屈服强度通常用屈服点上的应力值来表示。
40gr的特性40gr是一种常见的材料，常用于制造机械零件、弹簧和螺栓等。
它属于高强度低合金钢，具有优异的力学性能和耐腐蚀性。
40gr的屈服强度40gr的屈服强度取决于其化学成分和热处理工艺。
一般来说，40gr的屈服强度在250MPa至580MPa之间。
屈服强度的测定通常通过拉伸试验来进行。
屈服强度的测定方法屈服强度的测定方法主要有两种：拉伸试验和硬度试验。
拉伸试验拉伸试验是最常用的测定屈服强度的方法之一。
在拉伸试验中，样品被拉伸到断裂。
通过测量样品的应力-应变曲线，可以确定屈服强度。
拉伸试验的基本步骤如下：1.准备试样：按照标准规范准备试样，并确保试样的尺寸和几何形状符合要求。
2.固定试样：将试样夹紧在拉伸试验机上。
3.施加载荷：逐渐施加拉力，使试样发生塑性变形。
4.记录数据：记录试样的应力-应变数据。
5.分析曲线：根据应力-应变曲线，确定屈服强度。
硬度试验硬度试验是另一种常用的测定屈服强度的方法。
硬度试验通过测量材料在受压或受剪时的硬度来评估其屈服强度。
硬度试验的基本步骤如下：1.准备试样：按照标准规范准备试样，并确保试样的尺寸和几何形状符合要求。
2.固定试样：将试样放置在硬度计上。
3.施加载荷：通过压入或划过试样表面，施加一定的载荷。
4.测量硬度：根据试样的变形情况，测量硬度数值。
5.计算屈服强度：根据硬度数值和标准曲线，计算屈服强度。
影响40gr屈服强度的因素40gr的屈服强度受多种因素的影响，主要包括材料的化学成分、热处理工艺和外界环境等。
化学成分40gr的化学成分对其屈服强度有重要影响。
一般来说，高碳含量和合金元素的添加可以提高40gr的屈服强度。
热处理工艺热处理工艺是指通过加热和冷却等方式改变材料的组织结构和性能。
机械设计中的强度与刚度原理
机械设计中的强度与刚度原理机械设计中的强度与刚度是两个基本概念，它们在保证机械零部件正常运行和承载力的基础上发挥着重要的作用。
本文将介绍机械设计中的强度与刚度原理，并探讨它们的应用。
一、强度原理强度是指物体抵抗外部力量破坏的能力。
在机械设计中，强度是指机械零部件在受到外力作用时不发生破坏或过大变形的能力。
了解和掌握材料的强度特性对于机械设计师来说是至关重要的。
1.材料的强度特性材料的强度特性主要包括抗拉强度、屈服强度、硬度等。
抗拉强度是指材料抵抗拉伸力的能力，屈服强度是指材料开始产生塑性变形的力量。
硬度则是评估材料抵抗刮削或压入力的能力。
2.强度计算方法强度计算方法主要采用材料力学理论，根据受力零件的几何形状和材料特性，进行强度计算。
强度计算的目的是为了保证机械零部件在设计寿命内不发生破坏。
二、刚度原理刚度是指物体抵抗变形的能力。
在机械设计中，刚度是指机械结构在受到外力作用时变形量足够小，不影响机械性能的能力。
刚度的设计可以保证机械工作的精度和稳定性。
1.刚度计算方法刚度计算方法主要采用弹性力学与材料力学等原理。
通过计算机械零部件的弹性变形，来确定机械结构的刚度。
刚度计算的目的是为了确保机械零部件在工作时不发生过大的变形，从而保证机械系统的精度和稳定性。
2.提高刚度的方法为了提高机械系统的刚度，可以采取以下方法：（1）选择合适的材料：优质材料具有较高的刚度，可以提高机械系统的整体刚度。
（2）优化结构设计：合理设计机械结构的几何形状和布局，减少变形，从而提高刚度。
（3）采用补偿措施：在一些特殊情况下，可以通过增加支撑物、加装衬套等方式来提高机械系统的刚度。
三、强度与刚度的关系在机械设计中，强度与刚度是相互关联的。
一方面，强度的提高可以增加机械结构的刚度，减小变形量；另一方面，刚度的提高也可以增加机械结构的强度，减小应力集中。
因此，强度与刚度在机械设计中需要综合考虑。
强度和刚度的关系可以通过合理选择材料和优化结构设计来实现。
材料屈服强度
材料屈服强度引言材料屈服强度是材料力学性质的重要指标之一。
它代表了材料在受到外力作用下开始塑性变形的能力，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
本文将深入探讨材料屈服强度的概念、测试方法以及影响因素，希望能够对读者对该主题有全面、详细的了解。
二级标题1：材料屈服强度的定义材料屈服强度是指材料在受到外力作用下开始发生塑性变形的最大应力。
通常以屈服点上的应力值来表示，单位为压力。
由于材料的物理性质和结构不同，不同材料的屈服强度也会有所不同。
二级标题2：材料屈服强度的测试方法三级标题1：拉伸试验法拉伸试验是最常用的测定材料屈服强度的方法之一。
该方法通过施加拉向外力，逐渐增大载荷直至材料发生塑性变形，记录屈服点的应力值。
三级标题2：硬度测试法硬度测试是测定材料屈服强度的另一种常用方法。
通过利用硬度计等设备，对材料进行硬度测量，通过测量结果计算出材料的屈服强度。
三级标题3：压缩试验法压缩试验也可以用来测定材料的屈服强度。
该方法与拉伸试验类似，不同的是将外力施加在材料的纵向方向上。
三级标题4：其他方法除了上述常见的测试方法外，还有一些特殊材料或特殊情况下的测试方法，如冲击试验、扭转试验等。
二级标题3：材料屈服强度的影响因素材料屈服强度受到多个因素的影响，下面列举了一些常见的影响因素：三级标题1：材料的成分不同元素的存在会影响材料的晶体结构和原子间的相互作用，从而改变材料的屈服强度。
三级标题2：材料的热处理热处理是一种通过控制材料的加热和冷却过程，改变其晶体结构和组织状态的方法。
热处理可以显著影响材料的屈服强度。
三级标题3：材料的缺陷材料内部的缺陷，如晶界、夹杂物、孔洞等会导致材料的应力集中，从而影响其屈服强度。
三级标题4：应变速率应变速率是指施加在材料上的应变的变化速率。
不同的应变速率会导致材料的应力分布和塑性变形行为发生变化。
二级标题4：结论材料屈服强度是材料力学性质的重要指标，对于工程设计和材料选择具有重要意义。
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硬度屈服强度计算公式
硬度、屈服强度是材料力学中两个重要的参数，它们之间有一定的关系，但计算公式并不相同。
硬度的计算公式主要有以下几种：
1. 洛氏硬度（HR）：HR=100-HR100/HR
2. 布氏硬度（HB）：HB=K-Hb
3. 维氏硬度（HV）：HV=K/S
其中，HR、HB、HV分别为洛氏硬度、布氏硬度、维氏硬度，K为常数，Hb为布氏硬度计的压痕深度，S为维氏硬度计的压痕面积。
而屈服强度的计算公式主要有以下几种：
1. 屈服强度（σ）：σ=d^S^
2. 抗拉强度（σb）：σb=Kdd
3. 屈服比（λ）：λ=σ/σs
其中，σ为屈服强度，d为钢的直径或高度，S为钢的面积，K为常数，λ为屈服比。
需要注意的是，不同的材料和测试方法会有不同的计算公式和参数，具体可参考相关标准或规范。