压力容器金属材料力学介绍

压力容器金属材料力学介绍压力容器金属材料力学介绍 摘 要：对压力容器设计的基础金属材料力学进行了简单的介绍。 关键词：材料 强度 塑性 金属材料力学性能概述 金属材料的力学性能指标表征金属抵抗各种损伤作用的能力的大小。它是判定金属力学性能的依据，是评定金属材料质量的判据，同时也是设计选材和进行强度计算的主要依据。金属材料的力学性能包括常温下的强度、塑性、韧性，例如屈服点或屈服强度σs（σ0.2）、抗拉强度 σb、伸长率 δ、断面收缩率 φ、冲击韧度 ak、疲劳极限、断裂力学性能等。 金属力学性能试验是测定金属力学性能指标所进行的试验。包括拉伸试验、弯曲试验、剪切试验、冲击试验、硬度试验、蠕变试验、应力松弛试验、疲劳试验、断裂韧度试验、磨损试验等。 一、金属材料强度指标 1.屈服强度 材料在拉伸过程中，当载荷达到某一值时，载荷不变而试样仍继续伸长的现象，称为屈服。材料开始发生屈服时所对应的应力，称为屈服点、屈服强度或屈服极限，用 σs 表示。我国规定 σs 取钢材的下屈服点值。 除退火或热轧的低碳钢和中碳钢等有屈服现象外，多数工程材料的屈服点不明显或没有屈服点，此时规定以产生 0.2%残余伸长的应力作为屈服强度，用 σ0.2 表示。 2.抗拉强度 试样拉伸时，在拉断前所承受的最大载荷与试样原始截面之比，称为强度极限或抗拉强度，用 σb 表示。 零件设计选材时，一般应以 σs 或 σ0.2 为主要依据。但 σb的测定比较方便精确，因此也有直接用 σb 作为设计依据的，从安全方面考虑，用 σb 作为设计依据采纳较大的安全系数。由于脆性材料无屈服现象，则必须以 σb 作为设计依据。 3.持久极限 持久极限又称为持久强度，是指材料在规定温度下达到规定时间而不断裂的最大应力。常用符号为 σb 带有一个或两个指数来表示。例如 σ700b/1000，表示在试验温度为 700℃时，持久时间为1000h 的应力，即所谓高温持久极限。 4.蠕变极限 蠕变极限又称蠕变强度，是在规定温度下，引起试样在一定时间内蠕变总伸长率或恒定蠕变速率不超过规定值的最大应力。蠕变极限一般有两种表示方法：一种是在给定温度 T 下，使试样承受规定蠕变速度的应力值，以符号 σTε 表示，其中 ε 为蠕变速度，%/h。例如，σ6001X10-5 即表示在试验温度为 600℃时，蠕变速度为 1X10-5%/h 的蠕变极限；另一种是在给定温度（T，℃）下和规定试验时间（t，h）内，使试样产生一...