屈服现象与屈服强度

屈服现象与屈服强度二、屈服现象与屈服强度YieldStrength1.屈服现象：在拉伸实验中，当外力不增加（保持恒定）时试样仍然继续伸长；或外力增加到一定数值时突然下降，随后，在外力不增加或上下波动下试样可以继续伸长变形，这种现象称为材料在拉伸实验时的屈服现象。

屈服是材料由弹性变形向弹一塑性变形过渡的明显标志。工程实例：

在薄钢板冷冲压成形时，往往因局部变形不均匀，形成表面折皱。为避免折皱出现，可对钢板预变形，变形量稍大于屈服应变，然后冲压时将不出现物理屈服，避免折皱。2、屈服现象的本质屈服现象的产生与材料内部位错的运动有关。材料的塑性应变速率与材料中的可动位错密度ρ，位错运动速率ν和位错柏氏矢量b间有如下关系：在有明显屈服点的材料中，由于溶质原子对位错的作用，可动位错密度ρ较小，在塑性变形开始时，可动位错必须以较高速度运动，才能保持一定的塑性应变速率（即拉伸试验机夹头移动的速度）。位错运动速度取决于其所受外力的大小滑移面上切应力

、位错产生单位滑移速度所需应力

0、应力敏感系数m

可见欲提高位错运动速度ν，需要较高的应力，从而出现上屈服点。塑性变形一旦产生，位错便大量繁殖，密度ρ增加，从而使位错运动速率ν降低而所需应力下降，产生屈服降落。应力敏感性指数m

由公式可知，m值越小，为使位错运动速度变化所需的应力变化越大，屈服现象就越明显，反之亦然。如体心立方金属m<20，面心立方金属m>100，故体心立方金属具有明显的屈服现象。

材料屈服时所对应的应力值也就是材料抵抗起始塑性变形或产生微量塑性变形的能力．这一应力值为材料的屈服强度或屈服点，用σs表示。

（1）对于金属材料，有明显屈服现象，在正常实验条件下，下屈服点σsl的重复性较好，所以通常把σsl作为屈服强度（2）对于看不到明显屈服现象的材料，其屈服强度由人为按标准确定，称为条件屈服强度。工程中，为测量方便，在测试标准中，用规定残余伸长应力σr和规定总伸长应力σt，表示材料的条件屈服强度。3、屈服强度（屈服点YieldPoint）①规定残余伸长应力σr

（0ffsetyieldstrength)：是指试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力，例如，残余伸长的百分化为：0.05％、0.1％、0.2%时，记为σr0.05、σr0.1、σr0.2，常用的是σr0.2.

②规定总伸长应力σt：是指试样标距部分的总伸长（弹性伸长加塑性伸长）达到规定的原始标距百分比时的应力·常用的规定伸长率应力σt0.5，表示规定总伸长率为0.5%时的应力。(3)屈服强度的工程意义①作为防止因材料过量塑性变形而导致的机件失效的设计和选材依据；（提高材料的屈服强度，可以减轻机件的重量，使其不易产生塑性变形）②根据屈服强度与抗拉强度值比（屈强比）的大小，衡量材料进一步产生塑性变形的倾向，作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆断的参考依据。（提高材料的屈强比，不利于某些应力集中部位的应力重新分布，极易引起脆性断裂，使材料的塑性和韧性下降）。屈服强度也是材料的某些力学行为和工艺性