钢材力学性能指标：屈服点、抗拉强度、伸长率和断面收缩率

图 2-1 钢材的拉伸曲线

以设计的角度来看，在焊接结构处于服役进程的时候，是不被允许出现永久变形这种状况的，所以在对结构展开设计期间，所选用的最大允许承受的应力，必然是要小于屈服点的。

在拉伸试验当中，当试验进行时，对于试样而言，存在着这样一种情况，即自开始起，直至拉伸到断裂之前，试样所承受的应力会不断变化，而其中最大的那个应力，被称作抗拉强度，它还有另外一个称呼，叫做强度极限，并且，它是用符号Rm来进行表示的，其单位是N/mm2 。

抗拉强度的计算公式： Rm=Fm/S0 N/mm2

式中 Fm——试样拉断前面所承受的最大载荷，N；

S 0——试样的原始横截面积，mm2。

2.伸长率和断面收缩率

衡量钢材塑性的指标是伸长率与断面收缩率，由采用试样的拉伸试验测得 。

钢材拉伸试样拉断之后，断后标距存在残余伸长的相关情况，断后标距的残余伸长是Lu-L0，原始标距是L0，二者之比的百分率，被称作伸长率，伸长率用符号A来表示，其单位是百分率。

伸长率计算公式： A=（1-Lu/L0）×100%

式中 L0——试样原始标距长度，mm；

L u——试样断后的标距长度，mm。

指试样原始标距与原始横截面积存在L0=k关系的试样是比例试样，其中S0是平行长度的原始横截面积。国际上所使用的比例系数k值是5.65。原始标距要不小于15mm。比例试样中，若原始标距不是5.65，需就符号A脚注标注所使用的比例系数，像A11.3代表原始标距L0为11.3的断后伸长率 。针对于并非比例的试样来讲，这种试样的原始标距跟其原始横截面积不存在关联，符号A脚注需要标明所运用的原始标距，该原始标距是以毫米mm来进行表示的，就像举例的A80这样 。

拉伸试样拉断之后，会出现断口缩颈处，断口缩颈处有横截面积，此处横截面积与之前试样原始横截面积相比，得出一个百分比值，此百分比值被称作断面收缩率，断面收缩率用符号Z来表示。

断面收缩率的计算公式： Z=（1-Su/S0）×100%

式中 S0——试样原始横截面积，mm2；

S u——试样断后最小横截面积，mm2。

拉伸试验通常是在常温的状况下开展的，然而要是产品处于高温条件下工作，那么就能够在不一样的工作温度之下进行拉伸试验，这被称作高温拉伸试验。

3.弯曲角度

钢材塑性的一个衡量指标是弯曲角度，其是经由试样的弯曲试验得出的。进行弯曲试验之际，试样弯曲到受拉进而出现裂纹时的角度被称作弯曲角度，也叫冷弯角，用符号α来表示。

在进行弯曲试验之际，需对弯曲压头直径（d）以及试样厚度（t）的比值作出规定，弯曲压头直径与试样厚度之间的比值大小不同，所呈现出的材料特性也有所差异。当弯曲压头直径与试样厚度的比值越大（d/t），那么材料的冷塑性变形能力就越差；与之相反的情况是，若弯曲压头直径与试样厚度的比值越小，这便意味着材料的塑性越好。

4.冲击吸收能量

冲击吸收能量，用来衡量具有缺口的材料试样抵抗冲击负荷作用的能力，它属于评定钢材质量的一项特别重要的指标。冲击吸收能量，用符号Ak表示，单位被称作焦耳，指的是试样在冲击负荷作用下冲断时吸收的能量。冲击吸收能量，是在冲击试验机上开展测定的，冲击试验的试样缺口，存在夏比V形缺口和梅氏U形缺口这两种形状，鉴于V形缺口试样能更灵敏地反映脆化因素的影响以及材料组织的变化，所以，常用的是夏比V形缺口冲击试验。

冲击吸收能量，是钢的力学性能指标当中的一项，它要在冲击载荷以及试样缺口共同作用的情况下，才能够进行测定，借助对钢材冲击吸收能量的测定，能够展开下面这些评定与判断：

钢材冶炼之后形成的钢材的冶炼质量，有可能出现夹杂情况，还有夹渣现象，存在气孔，有缩孔问题，出现分层状况，包含偏析情形，以及带状组织等，借助冲击值能够间接地对这些缺陷的严重程度作出评判。

（2）在钢材处于热处理以及热加工的状况下，像焊接、锻造这类热加工，或者是热处理之后，钢材有可能会出现过热、过烧、回火脆性、氢脆、淬火裂缝等种种缺陷，而这些缺陷会致使钢材的冲击吸收功变得降低，并且，借助冲击试验能够检验钢材经过热处理或者热加工之后的质量。

（3）钢材于不同温度之下有着变脆的倾向，钢材于不同温度时其冲击吸收能量存在差异，像钢处于两相区之际有可能呈现重结晶脆性，在550℃左右会出现蓝脆现象，于低温环境下会出现冷脆等情况，这些均会致使钢的冲击吸收能量显著降低，借助冲击试验，能够作为检验以及验收钢材或者产品的指标。

常温下一般会进行冲击试验。要是产品在低温这种条件下开展工作，那么就能够于不一样的低温状况下开展冲击试验，这被称作低温冲击试验，借助该低温冲击试验能够测定钢材的脆性转变温度。

钢材有时在经过冷加工变形后，其冲击吸收能量会伴随时间的延长，这种延长也就是时效，而急剧下降，这种现象被称作应变时效敏感性，为了能够考虑应变时效之后的冲击吸收能量变化，应当开展时效冲击试验，时效冲击试验是把试样预先变形百分之十，接着进行人工时效，之后拿来进行冲击试验从而测得冲击吸收能量，一般规定钢材的时效冲击吸收能量不可以低于该钢材常温冲击吸收能量的百分之五十。

需留意明白的是，原本概念“冲击韧性值αK”的界定是，冲击吸收能量去除以试样缺口处净横截面积 。这般进行定义是不具备科学性以及不符合合理性的，致使人们错误地觉得αK就是单位横截面积所吸收的能量，并且被认定冲击吸收能量与横截面积成正比例关系 。事实上，试样断裂所吸收的能量，一部分耗费在生成两个自由面，一部分耗费在缺口附近金属体积的塑性变形以及其他像震动等情况 。现如今国际上已倾向于不采用αK 。采用规定了形状的试样的冲击吸收能量AKV，采用规定了尺寸的试样的冲击吸收能量AKV，完全能够评定钢材的抗冲击能力，这种评定方式更为科学，这种评定方式更为合理。

5.硬度

抵抗硬物压入金属材料表面的那种能力，被称作硬度，它是用于衡量材料塑性变形能力的一项指标，借助压入法在硬度计上测量硬度，常用的硬度指标包含布氏硬度（HB），还有洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）以及维氏硬度（HV）。