機械性質
降伏強度(yield strength)
降伏強度標記著材料不再彈回、開始永久變形的那一刻。低於它,加載後零件會回復原形;高於它,部分變形就永遠留下來。它是大多數設計中最重要的單一數字,因為工程師幾乎總是希望零件維持形狀——彎掉的托架或被拉長的螺栓即使沒斷,也已無法勝任其工作。
在應力應變曲線上,降伏是筆直的彈性線彎折進入彎曲的塑性區之處。許多金屬在那裡沒有明顯的轉角,所以採用一個實用定義:0.2 percent 偏移降伏強度,做法是畫一條平行於彈性斜率、但從 0.2 percent 應變(0.002)出發的直線,讀取它與曲線相交處的應力。那 0.2 percent 就是工程師願意接受、作為降伏標記的微小永久變形。有些低碳鋼確實會顯示明顯的上、下降伏點並帶一點跳動。
降伏強度非常可調——這一點和剛度不同。合金化、冷加工、熱處理與晶粒細化能把它翻好幾倍(低碳鋼可能在 250 MPa 附近降伏,淬火回火的合金鋼則超過 1500 MPa),全都是因為這些手段讓差排更難移動。要誠實面對的取捨:這樣提高降伏強度幾乎總是犧牲延性,所以較強的金屬通常也較不寬容。
一種沒有明顯降伏轉角的鋼,以其 0.2 percent 偏移量來評定:把彈性線平移 0.002 應變,它切過曲線之處讀到例如 350 MPa——那就是設計者要把應力控制在其下的降伏強度。
0.2 percent 偏移是永久變形開始的實用標記。
降伏強度是永久變形開始之處,遠低於斷裂應力——零件可能只因降伏就「失效」,根本沒斷。它可經由製程大幅改變,但提高它通常會降低延性。
又称
另见