金属的抗拉强度与屈服强度如何影响其使用

在考虑将其应用于项目之前，分析任何金属的不同机械性能非常重要。在这方面，抗拉强度和屈服强度是需要考虑的两个最重要的属性，因为它们可以深入了解材料承受和不发生永久变形的应力的能力。

下面，我们简要介绍拉伸强度与屈服强度，以及这些值如何影响不同金属的结构完整性和制造。

抗拉强度与屈服强度

让我们更深入地研究一下抗拉强度和屈服强度之间的差异以及它们对金属的影响。

材料在断裂前可以承受的最大拉伸应力称为拉伸强度。超过这个限度，材料就会出现颈缩并断裂成碎片。

在谈论抗拉强度时，材料的延展性也可能令人感兴趣。韧性材料在断裂前比脆性材料更容易变形。

屈服强度表示材料在不经历任何塑性变形的情况下可以承受的最大应力。这在应力-应变图上表示为屈服点，如下所示。

从图中可以看出，对于小应变，变形是弹性的。它一直持续到力达到比例极限（A点），如果在该点之前移除负载，则反向。

从 A 点到 B 点，小应力会产生大应变——曲线与线性的第一个偏差。如果应力更严重，形状会部分恢复。

在屈服上限 (B) 之后，材料失去弹性并进入塑性区。引起明显塑性变形的应力水平称为屈服应力。进一步增加变形力最终导致材料失效。

永久变形的性质取决于材料类型。

对于一些延展性材料，例如铜和铝，不可能确定确切的屈服点，因为金属可以拉伸超过高应力值。在这种情况下，在应力-应变曲线的初始线性部分绘制一条平行线，但偏移 0.2% 即可得到最大应力值，也称为应力证明。

下表比较了抗拉强度与屈服强度，一般适用于任何金属。

抗拉强度	屈服强度
在断裂点测量仅使用单轴载荷进行计算极限抗拉强度是塑性变形的峰值是高于屈服强度的值可以100%准确计算	在变形点测量估计多轴应力状态屈服点是弹性变形的峰值是低于抗拉强度的值韧性材料需要提供应力证明

在以下情况下，分析金属的抗拉强度与屈服强度变得至关重要。

金属的抗拉强度和屈服强度决定了它的应用领域。对于较大的项目，例如航空航天或建筑行业，这些因素是生死攸关的问题。设计师确保最大应力永远不会达到所用金属的屈服强度。另一方面，极限抗拉强度告诉我们金属结构在倒塌之前可以承受的最大力。

在产品生命周期的不同阶段检查金属的强度和延展性。载荷上限（屈服强度）描述了金属在各种制造过程中的行为，包括压制、轧制和锻造。极限抗拉强度设定了产品的最大负载极限，超过该极限可能会由于金属晶体结构的永久性变化而失去任何重要性能。

使用屈服强度作为测试高温合金的参数之一很容易。与一般金属合金不同，高温合金在高温下表现出高屈服强度。因此，它们是高强度应用的首选。

下面我们来比较一些常用金属的抗拉强度和屈服强度。

具有高抗拉强度和屈服强度的金属面临加工挑战。例如，钨在任何其他金属中具有最高的抗拉强度。然而，它在室温下会变得非常脆，并且会受到不希望的碎裂。必须使用特殊的热处理方法来产生有利的加工环境。身边有经验丰富的金属服务商可以帮助您轻松克服所有这些麻烦。

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