金属材料力学性能代号及其含义

一、强度

1、抗拉强度，代号：σb，含义：材料试样受拉力时，在拉断前所承受的最大应力

2、抗压强度，代号：σbc，含义：材料试样受压力时，在压坏前所承受的最大应力

3、抗弯强度，代号：σbb，含义：材料试样受弯曲力时，在破坏前所承受的最大应力

4、抗剪强度，代号：τ，含义：材料试样受剪力时，在剪断前所承受的最大切应力

5、抗扭强度，代号：τb，含义：材料试样受扭转力时，在扭断前所承受的最大切应力

6、屈服强度

材料试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服，屈服时的最小应力称为屈服点或屈服极限。当金属材料出现屈服现象时，在试验期间塑性变形发生而力不增加的应力点称为屈服强度。应区分上屈服强度和下屈服强度。试样发生屈服而力首次下降前的最高应力为上屈服强度。在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度

对某些屈服现象不明显的金属材料,测定屈服强度比较困难，为便于测量，通常将其产生永久变形量等于试样原长0.2%时的应力称为屈服强度或条件屈服强度。Rp0.2表示规定非比例伸长率为0.2%时的应力

（1）屈服点，代号：σs，

（2）屈服强度，代号：σ0.2

（3）上屈服强度，代号：ReH

（4）下屈服强度，代号：ReH

（5）规定非比例延伸强度，代号：Rp

7、弹性极限，代号：σe，比例极限：代号：σp

材料能保持弹性变形的最大应力称弹性极限。

真实的弹性极限难以测定，标准规定按残余伸长为0.01%时的应力值表示在弹性变形阶段，材料应力和应变成正比关系的最大应力，称比例极限

σp与σe两数值很接近，常以规定的σp代替σe

8、弹性模量和切变模量

弹性模量与切变模量是在比例极限的范围内，应力与应变成正比时的比例常数，是衡量材料刚度的指标



二、泊松比

泊松比μ：在弹性范围内，试样横向线应变与纵向线应变的比值



三、疲劳极限，代号σ-1，σ-1n

金属材料在交变负荷作用下，经无限次应力循环而不产生断裂的最大循环应力称为疲劳极限。国家标准规定，对于钢铁材料，应力循环次数采用 次，对于有色金属材料采用 或更多的周次。σ-1表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限；σ-1n表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限

四、蠕变强度和持久强度

1、蠕变强度代号：




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，这种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的使用时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度。例如， 表示材料在500°C温度下, 后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标

2、持久强度代号：
金属材料在高温条件下，经过规定时间发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 后的断裂强度。 表示在试验温度为700°C时，持久时间为100h的应力

五、伸长率和收缩率

1、伸长率

（1）代号：A(δ)、A11.3(δ)、δ10

（2）含义：

a、δ为材料试样被拉断后，标距长度的增加量与原标距长度之比的百分数

b、δ5为试样的标距等于5倍直径时的伸长率

c、δ10为试样的标距等于10倍直径时的伸长率

对于比例试样,A11.3表示原始标距(L0)为11.3 (S0为平行于长度的原始横截面积)的断后伸长率。对于非比例试样，符号A应附以下脚注说明所使用的原始标距,以mm表示，如A80mm表示原始标距(L0)为80mm的断后伸长率

2、断面收缩率

（1）代号：Z（ψ）

（2）含义：断面收缩率为材料试样在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原横截面积之比的百分数

收缩率和伸长率均用来表示材料塑性的指标

六、冲击韧度和冲击吸收功

1、冲击韧度

（1）代号：ａkU或ａkV

（2）单位：J/cm²

2、冲击吸收功

（1）代号：AkU或AkV

（2）单位：J

在摆锤式一次试验机上，将一定尺寸和形状的标准试样冲断所消耗的功Ak与断口横截面积的比值称为冲击韧度ak。

按国家标准规定，aku为夏比U形缺口试样冲击韧度，Aku为夏比U形缺口试样冲断时所消耗的冲击吸收功(J);

akv为夏比V形缺口试样冲击韧度，Akv为夏比V形缺口试样冲断时所消耗的冲击吸收功(J)

由于a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a值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功Ak作为冲击韧性的指标，我国将逐步用Ak代替ak

七、硬度

1、布氏硬度

（1）代号：HB（HBS或HBW），单位：kgf/mm²

（2）硬度是指金属抵抗硬的物体压入其表面的能力用淬硬小钢球或硬质合金球压入金属表面，保持一定时间待变形稳定后卸载，以其压痕面积除加在钢球上的载荷，所得之商，即为金属的布氏硬度值。便度小于或等于450HBS时使用钢球测定。硬度小于或等于650HBW(见B/T231.1)时使用硬质合金球测定

当试验力单位为N时.布氏硬度值为



式中

F--硬质合金球上的载荷，N

D--硬质合金球直径，mm

d--压痕平均直径，mm

如果试验力单位为kgf，则式中系数0.102应为1


2、洛氏硬度


式中 ：

K-常数,HRC及HRA的K为100,HRB的K值为130

-压痕深度，mm

0.002--试验机刻度盘上每一小格所代表的压痕深度(每一小格即表示洛氏硬度一度),mm

（1）洛氏硬度C级，代号：HRC

含义：用1471N载荷,将顶角为120°的圆锥形金刚石的压头，压入金属表面，取其压痕的深度来计算硬度的大小，即为金属的HRC硬度，HRC用来测量硬度为230~700HB的金属材料，主要用于测定淬火钢、调质钢等较硬的金属材料(见GB/T230,下同)

（2）洛氏硬度A级，代号：HRA

含义：指用588.4N载荷和顶角为120°的圆锥形金刚石的压头所测定出来的硬度，一般用来测定硬度很高或硬而薄的金属材料，如碳化物、硬质合金或表面淬火层，HRA用来测量硬度大于700HB的金属材料

（3）洛氏硬度B级，代号：HRB

含义：指用980.7N载荷和直径为1.5875mm(即1/16in)的淬硬钢球所测得的硬度。主要用于测定硬度为60~230HB的较软的金属材料，如软钢、退火钢、正火钢、铜、铝等有色金属

3、表面洛氏硬度

（1）代号：HRN、HRT

（2）含义

试验原理同洛氏硬度，不同的是试验载荷较轻,HRN的压头是顶角为120°金刚石圆锥体，HRT的压头是直径为1.5875mm的淬硬钢球。二者的载荷均为15kgf、30kgf和45kgf。二者的标注分别为HRN15、 HRN30、 HRN45 和 HRT15、HRT30、HRT45。表面洛氏硬度只适用于钢材表面渗碳、渗氮等处理的表面层硬度，以及较薄、较小试件的硬度测定，数值比较准确(见GB/T1818)



式中t--主载荷与初载荷两次加载的压痕深度的差值,mm

4、维氏硬度

（1）代号：HV

（2）含义：用49.03~980.7N(分6级)的载荷,将顶角为136°的金刚石四方角锥体压头压人金属的表面，经一定的保荷时间后卸载，以其压痕表面积除载荷所得之商，即为维氏硬度值。HV只适用于测定较薄的金属材料、金属薄镀层或化学热处理后的表面层硬度(如镀铬、渗碳、氮化、碳氮共渗层等)(见GB/T4340.1)




式中：P--压头上的负荷，N

d--压痕对角线长度，mm

5、肖氏硬度

（1）代号：HS

（2）含义：以一定重量的冲头，从一定的高度落于被测试样的表面，以其冲头的回跳高度表示的硬度，适用于测定表面光滑的一些精密量具或不易搬动的大型机件(见GB/T4341-2001)


K-肖氏硬度系数

h-金刚石冲头落前距被测表面的高度

h0-冲头从被测表面回跳的高度

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金属材料力学性能代号及其含义