应力应变曲线拉伸和压缩

5.1.6　材料的力学性能

图5.1-6

1.低碳钢在拉伸时的力学性能

低碳钢拉伸时的应力—应变曲线如图5.1-6所示。这一曲线分四个阶段，有四个特征点，见表5.1-1。应力—应变曲线上还有如下规律。

①卸载定律:在卸载过程中，应力和应变按直线规律变化，如图5.1-6中直线dd'。

②冷作硬化:材料拉伸到强化阶段后，卸除荷载，再次加载时，材料的比例极限提高而塑性降低的现象，称为冷作硬化，如图5.1-6中曲线d'def，在图5.1-6中，Of'段表示未经冷作硬化，拉伸至断裂后的塑性应变;d'f'段表示经冷作硬化，再拉伸至断裂后的塑性应变。

主要性能指标见表5.1-2。

表5.1-1

表5.1-2

2.低碳钢在压缩时的力学性能

低碳钢在压缩时的应力—应变曲线如图5.1-7中实线所示。

低碳钢压缩时的比例极限σ_p、屈服极限σ_s、弹性模量E与拉伸时基本相同，但测不出抗压强度σ_b。

3.铸铁拉伸时的力学性能

铸铁拉伸时的应力—应变曲线如图5.1-8所示。

图5.1-7

图5.1-8

应力与应变无明显的线性关系，拉断前的应变很小，试验时只能测得抗拉强度σ_b。弹性模量E以总应变为0.1%时的割线斜率来度量。

4.铸铁压缩时的力学性能

铸铁压缩时的应力—应变曲线如图5.1-9所示。

铸铁压缩时的抗压强度比拉伸时大4～5倍，破坏时破裂面与轴线成35°～45°。宜于作抗压构件。

5.塑性材料和脆性材料

延伸率δ＞5%的材料称为塑性材料。延伸率δ＜5%的材料称为脆性材料。

6.屈服强度σ_0.2

对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常用材料产生0.2%的残余应变时所对应的应力作为屈服强度，并以σ_0.2表示，如图5.1-10所示。

图5.1-9

图5.1-10