深入解析屈服点与屈服强度：材料特性及其在拉伸试验中的应用

上屈服点和下屈服点 什么是屈服点？

屈服点Re（屈服强度）是使用拉伸试验方法测量的材料性能值（例如，标准系列ISO 6892或标准系列ISO 527，前者适用于金属材料，后者适用于塑料和复合材料） 。屈服点以 MPa（兆帕）或 N/mm2 为单位测量。

通常可以确定上屈服点ReH和下屈服点ReL。

上屈服点表示材料可以承受拉伸载荷而不产生永久塑性变形的最大应力。材料确实会变形，但在拉应力消除后，它会恢复到原来的形状。如果超过上屈服点，则开始塑性变形或永久变形；在拉伸试验中，样品会经历不可逆的伸长。

屈服率可由屈服点Re和抗拉强度Rm计算：

重新/Rm

屈服强度是应变硬化至拉伸强度的量度。因此，屈服率表明设计/结构中材料开始显着失效所需的拉伸应力裕度。

通常，材料的屈服点并不明显，因此无法在拉伸试验中明确确定。在这些情况下，确定了指定的塑性延伸强度。通常，规定塑性伸长强度是在塑性伸长率为0.2%时测量的，因此特征值指定为Rp 0.2。

应力-应变曲线上的屈服强度 Re

上屈服点ReH

第一次显着降低之前的最大应力值被指定为上屈服点ReH。此时，材料将发生塑性变形。如果屈服点非常明显，材料开始流动，此时应力略有下降，但伸长率继续增加。流动过程中的最小拉伸应力对应于较低的屈服点 ReL。这种结果仅发生在含有很少或不含合金的钢中。

上屈服点是流动前的最高拉伸应力，由金属拉伸标准 ISO 6892-1 定义如下： 达到最大应力后，应力至少降低 0.5%，随后的流动至少为 0.05%，且不产生任何应力。拉应力再次超过上屈服点。

计算上屈服点

上屈服点 ReH 由拉伸试验产生的应力-应变图确定：

上屈服点ReH = 上屈服点最大试验力FeH / 初始试样横截面积S0

较低屈服点 ReL

下屈服点ReL 是上屈服点ReH 之后材料流动范围内的最低应力值，因此没有考虑瞬态振荡的发生（例如，由于力的变化）。

在未确定上屈服点的情况下（力的减少小于0.5%）或当在大范围内相当恒定的力下发生屈服时，该应力值通常称为屈服点Re。

计算下屈服点

下屈服点 ReL 由拉伸试验产生的应力-应变图确定：

下屈服点ReL=下屈服点试验力FeL/初始试样横截面积S0

最小屈服强度是多少？

一方面，最小屈服强度是指经过适当热处理的特定材料稳定达到或超过的最小屈服强度值。另一方面，最大拉伸应力值必须作为部件和支撑结构设计的基础，以便可以安全地避免部件和支撑结构在其预期使用中的永久变形。

因此，对于材料供应商来说，最小屈服强度成为必须达到的最小值，而对于材料使用者来说，则成为设计时不得超过的最大值。

屈服点如何适用于钢材？

屈服点代表材料弹性性能的结束和塑性性能的开始。这意味着如果超过屈服点，材料将发生不可逆塑性变形，即永久塑性变形。

一般来说，即使局部或部分超过屈服点，构件和结构也不能安全使用。

指定塑料伸长强度

塑性延伸强度指定为应力-应变曲线上的任意点。主要用于没有显着屈服强度的材料。由于材料在弹性范围和塑性范围之间连续转变，因此无法明确定义屈服强度。通常使用 0.2% 的指定塑料伸长强度。

规定的塑料延伸强度 Rp0.2 是多少？

塑性伸长强度 Rp0.2 指定为单轴拉伸试验中的拉伸应力，其中塑性伸长对应于引伸计测量长度的 0.2%。

冷轧或冷成型材料没有明显的屈服点。对于这些材料，通常确定并指定 0.2% 的指定塑性伸长强度 (Rp0,2)。指定的 0.2% 塑性延伸强度始终可以从应力应变图中清楚地确定（而对于上屈服点，情况并非总是如此）。

规定的0.2%塑性伸长强度是指样品变成塑性或不可逆0.2%伸长时的应力（相对于样品的初始长度）。

0.2% 指定塑料伸长强度示例