屈服强度

屈服强度是金属材料屈服时的屈服极限，即抵抗微小塑性变形的应力。对于没有明显屈服现象的金属材料，规定产生0.2%残余变形的应力值作为其屈服极限称为条件屈服极限或屈服强度。

大于屈服强度的外力会使零件永久失效，不可恢复。比如低碳钢的屈服极限是207MPa，当外力大于这个极限时，零件就会永久变形，小于这个，零件就会恢复原来的样子。

屈服极限，常用符号σs，是材料屈服的临界应力值。

1）对于有明显屈服现象的材料，屈服强度就是屈服点的应力（屈服值）

2）对于屈服现象不明显的材料，应力-应变线性关系的极限偏差达到规定值（通常，材料为0.2%延伸率）时的应力。通常用作固体材料力学性能的评价指标，是材料的实际使用极限。因为应力超过材料的屈服极限后发生塑性变形，应变增大，使材料失效，不能正常使用。

当应力超过弹性极限，进入屈服阶段，变形迅速增大这时，除了弹性变形外，还会发生一些塑性变形。当应力达到B点时，塑性应变急剧增加，应力略有波动，称为屈服。这一阶段的最大、最小应力分别称为上屈服点和下屈服点。因为下屈服点的值相对稳定，所以称为屈服点或屈服强度，作为材料抗力的指标(ReL或Rp0.2)

a．Yield at yield point is   points（σs）

在测试过程中，样品的力不会增加（保持恒定）仍能继续伸长（变形）时的应力。

b．The upper yield point rose by   points（σsu）

样品屈服前的最大应力，力第一次下降。

c．The lower yield point fell by 33,356 points（σsL）

不考虑初始瞬时效应时屈服阶段的最小应力。

有些钢材(如高碳钢)没有明显的屈服现象，通常有少量的塑性变形(2%当应力作为钢材的屈服强度时，称为条件屈服强度。

首先解释一下材料变形。材料的变形分为弹性变形（外力撤除后可以恢复原来的形状）和塑性变形（外力撤除后不能恢复原来的形状，形状发生变化拉长或缩短）建筑钢材的屈服强度为 ，设计应力为 。

所谓屈服，是指金属在达到一定的变形应力后，开始从弹性状态不均匀反弹-塑性状态转变标志着宏观塑性变形的开始。

1）银文屈服：边缘现象和应力白化。

2）剪切屈服。

对于没有明显屈服现象的金属材料，应测量规定的非比例伸长强度或规定的残余伸长应力，对于有明显屈服现象的金属材料，可测量屈服强度、上屈服强度、下屈服强度。一般来说，只测量较低的屈服强度。

有两种方法可以确定上限屈服强度和下限屈服强度：图示法和指针法。

图示法

测试过程中使用自动记录装置记录拉力-夹头位移图。每毫米力轴的比值所代表的应力一般小于10N/Mm，曲线至少要画到屈服阶段的终点。确定曲线上屈服平台的恒力Fe、屈服阶段第一次力下降前的最大力Feh或小于初始瞬时效应的最小力FeL。

屈服强度、上屈服强度、较低的屈服强度可通过以下公式计算：

屈服强度的计算公式：Re=Fe/So；Fe是屈服时的恒力。

上限屈服强度计算公式：Reh=Feh/So；Feh是屈服阶段第一次力下降前的最大力。

下屈服强度的计算公式：ReL=FeL/So；FeL是小于初始瞬时效应的最小力FeL。

指针法

试验过程中，测功机指针第一次停止转动时的恒力指针第一次转动前的最大力或小于初始瞬时效应的最小力分别对应屈服强度、上屈服强度、下屈服强度。

建筑工程中常用的屈服标准有三种：

1、比例极限应力-符合线性关系的应变曲线上的最高应力，国际上常用σp表示，当超过σp时，就认为材料开始屈服。

2、弹性极限以无残余永久变形为标准，材料在加卸载后能完全弹性恢复的最高应力。国际上通常表示为ReL。当应力超过ReL时，认为材料开始屈服。

3、屈服强度 基于指定的残余变形，例如0.2%残余变形的应力作为屈服强度，符号为Rp0.2。

影响屈服强度的内部因素有：结合键、组织、结构、原子本性。

例如比较金属和陶瓷的屈服强度、与高分子材料相比，可以看出结合键的影响是根本性的。从组织结构的影响来看，影响金属材料屈服强度的强化机制有四种，即：1)固溶强化；2)形变强化；3)沉淀强化和弥散强化；4)晶界和亚晶强化。沉淀强化和细晶强化是工业合金中提高材料屈服强度最常用的手段。在这些强化机制中，前三种机制既提高了材料的强度，又降低了塑性只有细化晶粒和亚晶，才能提高强度和塑性。

影响屈服强度的外部因素有：温度、应变速率、应力状态。

。应力状态的影响也很重要。虽然屈服强度是反映材料内在性能的重要指标，但不同应力状态下的屈服强度值是不同的。我们通常所说的材料的屈服强度，一般是指单轴拉伸时的屈服强度。

在传统的强度设计方法中，塑性材料的许用应力是根据屈服强度来确定的[σ]=σys/n，对于不同的场合，安全系数n可以从1变化.1到2或更多，对于脆性材料，许用应力是根据抗拉强度规定的[σ]=σb/n，安全系数n一般为6。

需要注意的是，按照传统的强度设计方法，必然导致片面追求材料的高屈服强度，但随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断能力在下降，材料的脆断风险在增加。

屈服强度不仅具有直接的使用意义，而且也是工程中材料某些力学行为和工艺性能的粗略度量。例如，当材料的屈服强度增加时，它们对应力腐蚀和氢脆变敏感；材料的屈服强度低，冷加工成型性和焊接性好等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。