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 當外力超過材料的彈性，材料將產(chǎn)生塑性變形，即卸載后材料殘留部分的殘余變形。當外力繼續(xù)增加到一定值時，外力不會增加或減少，樣品繼續(xù)拉長，應(yīng)力-應(yīng)變曲線表現(xiàn)為平臺或之字形峰谷，這種現(xiàn)象稱為屈服現(xiàn)象。平臺階段的力是屈服力。樣品產(chǎn)服先下降的力稱為上屈服力，在沒有瞬時效應(yīng)的屈服階段的小力稱為低屈服力。相應(yīng)的強度即為屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。對于沒有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，應(yīng)測量規(guī)定的非比例伸長強度或規(guī)定的殘余伸長應(yīng)力，而對于有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，可測量其屈服強度、上屈服強度和下屈服強度。一般而言，只測定下屈服強度。

通常測定上屈服強度及下屈服強度的方法有兩種：圖示法和指針法。

1.圖示法

試驗時用自動記錄裝置繪制力-夾頭位移圖。要求力軸比例為每mm所代表的應(yīng)力一般小于10N/mm2，曲線至少要繪制到屈服階段結(jié)束點。在曲線上確定屈服平臺恒定的力Fe、屈服階段中力先下降的額定力FeH、不計初始瞬時效應(yīng)的小力FeL。屈服強度、上屈服強度、下屈服強度可以按以下公式來計算：屈服強度計算公式：Re=Fe/S0；Fe為屈服時的恒定力，S0為原始橫截面積；上屈服強度計算公式：ReH=FeH/S0；FeH為屈服階段中力先下降的額定力；下屈服強度計算公式：ReL=FeL/So；FeL為不計初始瞬時效應(yīng)時屈服階段的小力。

2.指針法

試驗時，當測力度盤的指針進行先提出停止使用轉(zhuǎn)動的恒定力或者通過指針先實現(xiàn)回轉(zhuǎn)的額定力發(fā)展或者可以不計初始瞬時影響效應(yīng)的小力，分別對應(yīng)著屈服強度、上屈服強度、下屈服強度。

屈服強度的要點

上下屈服強度的判定：

1.屈服的第1個峰值應(yīng)力判為上屈服強度，不管其后的峰值應(yīng)力比它大或比它小。

2.屈服階段中出現(xiàn)2個或2個以上的小值應(yīng)力，舍去第壹小值應(yīng)力，取其余小值中小者為下屈服強度。如果只有1個小值應(yīng)力，則取為下屈服強度。

3.屈服階段出現(xiàn)平臺，平臺應(yīng)力判定為下屈服強度。如呈現(xiàn)多個而且后者高于者的屈服平臺，判個平臺應(yīng)力為下屈服強度。

4.正確的判定結(jié)果應(yīng)是下屈服強度一定低于上屈服強度。

屈服強度的意義

傳統(tǒng)的強度設(shè)計方法，對塑性材料，以屈服強度為標準，規(guī)定許用應(yīng)力[σ]=σys/n，安全系數(shù)n因場合不同可從1.1到2或更大，對脆性材料，以抗拉強度為標準，規(guī)定許用應(yīng)力[σ]=σb/n，安全系數(shù)n一般取6。

焊縫強度不僅具有直接的使用意義，而且是衡量材料的一些力學(xué)性能和工藝性能的一般指標。例如通過材料進行屈服強度不斷增高，對應(yīng)力腐蝕和氫脆就敏感；材料屈服強度低，冷加工成型系統(tǒng)性能和焊接工作性能就好等等。因此，屈服強度是材料性能中的重要指標。

影響屈服強度的因素

影響精軋螺紋鋼屈服強度的內(nèi)在因素有:結(jié)合鍵、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性。如果比較金屬與陶瓷材料和高聚物材料的屈服強度，可以看出結(jié)合鍵的影響是基本的。從組織結(jié)構(gòu)的影響來看，可以有四種強化機制影響金屬材料的屈服強度，這就是：固溶強化；形變強化；沉淀強化和彌散強化；晶界和亞晶強化。沉淀強化和細晶強化是工業(yè)合金中提高材料屈服強度的常用的手段。在這幾種強化機制中，三種機制在提高材料強度的同時，也降低了塑性，只有細化晶粒和亞晶，既能提高強度又能增加塑性。

影響精軋螺紋鋼屈服強度的外在因素有:溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。隨著溫度的降低和應(yīng)變速率的增加，材料的屈服強度增加，尤其是體心立方金屬對溫度和應(yīng)變速率特別敏感，導(dǎo)致鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。屈服強度是反映材料固有特性的重要指標，但不同應(yīng)力狀態(tài)下屈服強度值不同。材料的屈服強度通常稱為單軸拉伸下的屈服強度。

原創(chuàng)作者：馥勒儀器科技（上海）有限公司