北京公安局-乔迁祝福语

钢铁材料的力学性能
序号名称量的符号单位符号含义一强度强度指金属在外力作用下， 抵抗塑
性变形和断裂的能力1抗拉强度ζbMPa金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最
大负荷 与试样原横截面面积之比称为抗拉强度Pbζb＝——Fo式中Pb——试样
拉断前的最大负荷（N）F o——试样原横截面积（mm2）2抗弯强度ζbbMPa试样
在位于两支承中间的集中负荷作用下，使 其折断时，折断截面所承受的最大正压
力8PL对圆试样：ζbb＝——πd38P
序号 名 称
量的符
号
单位符号 含 义
一 强度
强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形
和断裂的能力
金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大
负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强
度
P
b

ζ
b
＝——
Fo
式中 P
b
——试样拉断前的最大负荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm ）
试样在位于两支承中间的集中负荷作用
下，使其折断时，折断截面所承受的最大
正压力
8PL
对圆试样：ζ
bb
＝——
πd
3
2
1 抗拉强度 ζ
b
MPa
2 抗弯强度 ζ
bb
MPa
8PL
对矩形试样：ζ
bb
＝——
2bh
式中 P——试样所承受最大集中载荷（N）
L——两支承点间的跨距(mm)
d——圆试样截面之外径(mm)
b——矩形截面试样之宽度(mm)
h——矩形截面试样之宽度(mm)
材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受
的最大正压力，称为抗压强度
2
3 抗压强度 ζ
bc
MPa P
bc

ζ
bc
＝——
Fo

式中 P
b
c——试样所受最大集中载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm ）
试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪
截面具有的平均应力
P
双剪:ζ
r
＝—— ；
4 抗剪强度 r、ζ
r
MPa
2Fo
P
单剪:ζ
r
＝—— ；
Fo
式中 P——剪切时的最大负荷（N）
Fo——受剪部位的横截面积（mm ）
指外力是扭转力的强度极限
3M
b

η
b
≈—— （适用于钢材）
4W
p

5 抗扭强度 η
b
MPa
M
b

η
b
≈—— （适用于铸铁）
W
p

式中M
b
——扭转力矩（N·mm）
W
p
——扭转时试样截面的极断面系数
（mm ）
金属度样在拉伸过程中 ，负荷不再增加，
而试样仍继续发生变形的现象称为“屈
服”。发生屈服现象时的应力，称为屈 服
点或屈服极限
6 屈服点 ζ
s
MPa P
s

ζ
s
=——
Fo
式中P
s
——屈服载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm ） < br>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，称为屈服强度或条件
7 屈服强度 ζ
0.2
2
2
2
2
MPa
屈服极限
P
0.2

ζ
0.2
=——
Fo
式中P
0.2
——试样产生永久变形为0.2%时

的载荷（N）
Fo——试样原横截面积（mm ）
金属材料在高温条件下，经过规定时间发
8 持久强度
ζ0.2
时间(h)
MPa
生断裂时的应力称为持久强度。通常所指
的持久强度，是在一定的温度条件下 ，试
样经10
5h后的断裂强度
2

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
温度
9 蠕变强度
ζ ——
应变
量时间
MPa < br>种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的
时间内，使试样生产一定蠕变变形量的应
力称为 蠕变强度，例如
500
ζ—— = 100MPa，
1100000
表示材料在500℃温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材
料在 高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标


弹性是指金属在外力作用下产生变形，当
二 弹性 外力取消后又恢复到原来的形状和大小的
一种特性。
在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和
1 弹性模量 E GPa
变形成比例增长 ，即应力与应变成正比关
系时，这个比例系数就称为弹性模量，也
叫正弹性模数
金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，
2 切变模量 G GPa
外力和变形成比 例地增长，即应力与应变
成正比关系时，这个比例系数就称为弹性
模量，也叫正弹性模量。
金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹
性极限。
在弹性变形阶段，金属材料所承受的和应
变能保持正比的最大应力，称为比例极限
4 比例极限 ζ
p
MPa
P
p

ζ
0.2
3 弹性极限 ζ
e
MPa
=——
Fo
式中P
p
——规定比例极限负荷(N)

Fo——试样原横截面积（mm ）
所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产
生永久变形而不致破裂的能力
金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距
1 伸长率 δ %
分部所增加的长度与原 标距长度的百分
比。δs是标距为5倍直径时的伸长率，δ
10是标距为10倍直径时的伸长率
金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最
大缩减量与原横截面积的百分比
对于各向同 性的材料，泊松比表示：试样
在单相拉伸时，横向相对收缩量与轴向相
对伸长量之比
3 泊松比 μ
E
μ=— - 1
2G
式中E——弹性模量（GPa）
G——切变模量（GPa）
所谓韧性是指金属材料在冲击力（动力载
荷）的作用下而不破坏的能力
冲击韧度是评 定金属材料于动载荷下受冲
击抗力的力学性能指标，通常都是以大能
量的一次冲击值（α
1 冲击韧度
α
KV
KU
KU
2
三 塑性
2 断面收缩率 ψ %
四 韧性
或α
KV
）作为标准的，
或α

Jcm
2
它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在
摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试
验结果，以 冲断试样上所消耗的功（A
KU
或
A
KV
）与断面处横截面积（F） 之比值大小来
衡量
由于α
K
值的大小，不仅取决于材料本身，
同时 还随试样尺寸、形状的改变及试验温
度的不同而变化，因而α
K
值只是一个相对
指标。目前国际上许多国家直接采用冲击
2 冲击吸收功 A
KU
或A
KV
J 吸收功AK作为冲击韧度的指标
A
KU

α
KU
= ——；
F
A
KU

α
KV
= ——；
F
式中α
KU
——夏比U形缺口试样冲击值（J
cm ）
α
KV
——夏比V形缺口试样冲击值（J
cm ）
A
KU
——夏比U形缺口试样冲断时所消
耗的功（J）
A
KV
——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（cm ）
金属材料在极限强度以下，长期承受交变
五 疲劳
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
1 疲劳极限 ζ
-1
MPa 周次（N）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（N）后断裂时所能承受的最大应力，
2 疲劳强度 ζ
N
MPa
叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿
命。某 些金属材料在重复或交变应力作用
下，没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度
表示
硬度就是指金属抵抗更硬物体压入其表面
六 硬度
的能力。硬度不是一个单纯的物理 量，而
是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性
能指标
用一定直径的球体（钢球或硬质合金球以
相应的试验力压入试样表面，经规定的保
1 布氏硬度 HBS
持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径
计算的硬度值。使用钢球测定硬 度小于等
于450HBS；使用硬质合金球测定硬度大于
450HBW
HRA
2 洛氏硬度 HRB
HRC

用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和
总试验力作用下，压入试样表面，经规定
的保持时间后，卸除主试验力，测残余压
2< br>2
2

HRD
HRE
HRF
HRG
HRH
HRK
痕深度增量计算的硬度值
洛氏硬度试验分A、B、C、D、E、F、G、H、
K标尺
用金刚石正四棱体压头以49.03-980.7N的
3 维氏硬度 HV
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
4 肖氏硬度
HSC
HSD

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
七 减摩、耐磨性
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
1 摩擦因数 μ F
μ=—
N
式中：F——摩擦力（N）
N—施加在摩擦部件上的垂直载荷
（N)
试样在规定试验条件下经过一定时间或一
2 磨耗量
W
V
g
cm
3
定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量（g）
或体积（cm ）之量，称为磨耗量（或磨损
量），以磨去体积表示者称为体积磨耗V
在模拟耐磨试验机上，采用65Mn（52-53H
3
3 相对耐磨系数 ε RC）作为标准试样，在相同条件下，标准
试样磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之
比，称 为被测材料的相对耐磨系数