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不锈钢板材料抗拉强度及易切削性影响

2020-04-13 16:15:52   来源:富宝资讯   打印

  应变硬化是将铁和不锈钢板材料与其他工程材料分离的机械行,并非所有金属材料都显示出这种特性,例如,铬非常脆,在拉伸试验中断裂而没有应变硬化的迹象。脆性材料的应力,应变曲线类似于陶瓷材料的应力,在发生明显的塑性变形之前发生断裂。这种脆性材料没有真正的易切削性,断裂应力是材料可以承受的应力。铁和不锈钢板材料在断裂之前经历塑性变形,材料可以支撑的应力明显高于易切削性。

  易切削性和韧性之间的裕度,为结构中的不锈钢板材料提供了操作安全系数,除了这个安全余量之外,韧性的实际值几乎没有实际用途。结构承受复杂服务负荷的能力与韧性几乎没有关系,结构设计应以屈服为基础,韧性易于测量经常被报告,它是应变曲线上的应力。从历史上看,韧性在设计计算中使用了经验减少,以避免屈服,随着应力,应变曲线测量精度的提高,韧性的利用率降低,到近年,一些设计规范基于屈服。有一个大型的经验数据库,它将韧性与硬度,疲劳强度,应力破裂和机械性能联系起来,这些相关性,历史规范要求以及结合脆性材料的结构设计基于韧性的事实,为继续使用韧性作为设计标准提供了技术基础。不锈钢板材料的冷加工和其他强化机制,不会像增加易切削性那样迅速增加韧性,强化过程伴随着塑性应变能力的降低,这种减少降低了材料在断裂之前吸收能量的能力,在许多情况下,对于成功利用这些材料是很重要的,分析这些材料的拉伸行为,可对材料的能量吸收能力有所了解。

  在不破裂的情况下吸收能量的能力是由于材料的韧性,不锈钢板材料的断裂是在先前存在的缺陷处开始的。这些缺陷可以足够小以成为微结构的元素,或者当稍微更大时,材料中的宏观裂缝,或者在极端情况下,在结构中可视地观察到不连续性。不锈钢板通过塑性变形等过程抵抗缺陷的传播,这种变形的值发生在缺陷尖端附近。由于断裂涉及拉应力和塑性变形或应变,应力,应变曲线可用于估计材料韧性。有一些特定的测试测量材料的韧性。这些测试是使用预裂纹样品进行的,包括冲击和断裂力学。基于拉伸行为的韧性计算是估计值,不能用于设计。

  应变曲线下的面积是在拉伸测试期间材料吸收的能量的量度,该区域粗略估计了材料的韧性。由于与不锈钢板的拉伸变形,相关的塑性应变比伴随的弹性应变大几个数量级,塑性或位错运动对于韧性的发展很重要,这可以通过脆性,半脆性和韧性材料的应力,应变曲线来证明。在很少或没有塑性应变的情况下发生脆性断裂。韧性断裂的能量与脆性断裂的能量之比,随着断裂应变的增加和应变硬化的增加而增加,面积和能量关系只是近似值。这种韧性估计的效用是可以容易地进行测试,仅0.01%的塑性应变可以对材料吸收能量的能力具有显著影响。

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