关于合金管材力学性能介绍

钢材力学性能是钢材终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能（抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率）以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。 
　　①抗拉强度（σb） 
　　试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。计算公式为： 
　　式中：Fb--试样拉断时所承受的大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。 
　　②屈服点（σs） 
　　具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。 
　　上屈服点（σsu）：试样发生屈服而力首 次下降前的大应力； 下屈服点（σsl）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的小应力。 
　　屈服点的计算公式为： 
　　式中：Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。 
　　③断后伸长率（σ） 
　　在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为： 
　　式中：L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。 
　　④断面收缩率（ψ） 
　　在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下： 
　　式中：S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的少横截面积，mm2。 
　　⑤硬度指标 
　　金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 
　　A、布氏硬度（HB） 
　　用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。 
　　其计算公式为： 
　　式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。 
　　测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 
　　举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。