金属材料力学性能代号及其含义

代　 号

名　 称

单　 位

含　　　 义

R_m(σ_b)

抗拉强度

材料试样受拉力时，在拉断前所承受的最大应力

σ_bc

抗压强度

材料试样受压力时，在压坏前所承受的最大应力

σ_bb

抗弯强度

材料试样受弯曲力时，在破坏前所承受的最大应力

τ

抗剪强度

MPa或N/mm²

材料试样受剪力时，在剪断前所承受的最大切应力

τ_b

抗扭强度

材料试样受扭转力时，在扭断前所承受的最大切应力

σ_s

σ_0.2

R_eH

R_eL

R_p

屈服点

屈服强度

上屈服强度

下屈服强度

规定非比例

延伸强度

材料试样在拉伸过程中，负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服，屈服时的最小应力称为屈服点或屈服极限。当金属材

料出现屈服现象时，在试验期间塑性变形发生而力不增加的应力点称为屈服强度。应区分上屈服强度和下屈服强度。试样发生屈服而力首次下降前的最高应力为上屈服强度。在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力称为下屈服强度。

对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服强度比较困难，为便于测量，通常将其产生永久变形量等于试样原长0.2%时的应力称为屈服强度或条件屈服强度。R_p0.2表示规定非比例伸长率为0.2%时的应力

σ_e

σ_p

弹性极限

比例极限

材料能保持弹性变形的最大应力称弹性极限。真实的弹性极限难以测定，标准规定按残余伸长为0.01%时的应力值表示

在弹性变形阶段，材料应力和应变成正比关系的最大应力，称比例极限。

σ_p与σ_e两数值很接近，常以规定的σ_p代替σ_e

E

弹性模量

弹性模量与切变模量是在比例极限的范围内，应力与应变成正比时的比例常数，是衡量材料刚度的指标

G

切变模量

μ

泊松比

—

在弹性范围内，试样横向线应变与纵向线应变的比值

σ_-1

σ_-1n

疲劳极限

MPa或N/mm²

金属材料在交变负荷作用下，经无限次应力循环而不产生断裂的最大循环应力称为疲劳极限。国家标准规定，对于钢铁材料，应力循环次数采用10⁷次，对于有色金属材料采用10⁸或更多的周次。σ_-1表示光滑试样的对称弯曲疲劳极限；σ_-1n表示缺口试样的对称弯曲疲劳极限

蠕变强度

金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，这种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的使用时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度。例如，

，表示材料在500℃温度下，10⁵h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标

σ_b温度/时间

持久强度

金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经10⁵h后的断裂强度。表示在试验温度为700℃时，持久时间为100h的应力

A(δ)

A_11.3(δ₅)

δ₁₀

伸长率

%

δ为材料试样被拉断后，标距长度的增加量与原标距长度之比的百分数

δ₅为试样的标距等于5倍直径时的伸长率

δ₁₀试样的标距等于10倍直径时的伸长率

对于比例试样，A_11.3表示原始标距(L₀)为11.3(S₀为平行于长度的原始横截面积)的断后伸长率。对于非比例试样，符号A应附以下脚注说明所使用的原始标距，以mm表示，如A_80mm表示原始标距(L₀)为80mm的断后伸长率

Z(ψ)

断面收缩率

断面收缩率为材料试样在拉断后，其断裂处横截面积的缩减量与原横截面积之比的百分数。

收缩率和伸长率均用来表示材料塑性的指标

α_kU或α_kV

冲击韧度

J/cm²

在摆锤式一次试验机上，将一定尺寸和形状的标准试样冲断所消耗的功A_k与断口横截面积的比值称为冲击韧度a_k。按国家标准规定，a_kU为夏比U形缺口试样冲击韧度，A_kU为夏比U形缺口试样冲断时所消耗的冲击吸收功(J)；a_kV为夏比V形缺口试样冲击韧度，A_kV为夏比V形缺口试样冲断时所消耗的冲击吸收功(J)。

由于a_k值的大小不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而a_k值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功Α_k作为冲击韧性的指标，我国将逐步用Α_k代替a_k

A_kU或A_kV

冲击吸收功

J

HB

(HBS或HBW)

布氏硬度

kgf/mm²

(一般不标注)

硬度就是指金属抵抗硬的物体压入其表面的能力

用淬硬小钢球或硬质合金球压入金属表面，保持一定时间待变形稳定后卸载，以其压痕面积除加在钢球上的载荷，所得之商，即为金属的布氏硬度数值。硬度小于等于450HBS时使用钢球测定。硬度小于等于650HBW(见GB/T231.1)时使用硬质合金球测定

当试验力单位为N时，布氏硬度值为

，kgf/mm²

式中　　　F ——钢球上的载荷，N；

D ——钢球直径，mm；

　d ——压痕直径，mm

如果试验力单位为kgf，则式中系数0.102应为1

HRC

洛氏硬度C级

—

用1471N载荷，将顶角为120°的圆锥形金刚石的压头，压入金属表面，取其压痕的深度来计算硬度的大小，即为金属的HRC，HRC用来测量硬度为230～700HB的金属材料，主要用于测定淬火钢、调质钢等较硬的金属材料(见GB/T230，下同)

式中K——常数，HRC及HRA的K值为100，HRB的K值为130；

——压痕深度，mm；

0.002——试验机刻度盘上每一小格所代表的压痕深度(每一小格即表示洛氏硬度一度)，mm

HRA

洛氏硬度A级

指用588.4N载荷和顶角为120°的圆锥形金刚石的压头所测定出来的硬度，一般用来测定硬度很高或硬而薄的金属材料，如碳化物、硬质合金或表面淬火层，HRA用来测量硬度大于700HB的金属材料

HRB

洛氏硬度B级

—

指用980.7N载荷和直径为1.5875mm(即1/16in)的淬硬钢球所测得的硬度。主要用于测定硬度为60～230HB的较软的金属材料，如软钢、退火钢、正火钢、铜、铝等有色金属

HRN

HRT

表面洛氏硬度

—

试验原理同洛氏硬度，不同的是试验载荷较轻，HRN的压头是顶角为120°金刚石圆锥体，HRT的压头是直径为1.5875mm的淬硬钢球。二者的载荷均为15kgf、30kgf和45kgf。二者的标注分别为HRN15、HRN30、HRN45和HRT15、HRT30、HRT45。表面洛氏硬度只适用于钢材表面渗碳、渗氮等处理的表面层硬度，以及较薄、较小试件的硬度测定，数值比较准确(见GB/T1818)

式中　t ——主载荷与初载荷两次加载的压痕深度的差值，mm

HV

维氏硬度

kgf/mm²

(一般不标注)

用49.03～980.7N(分6级)的载荷，将顶角为136°的金刚石四方角锥体压头压入金属的表面，经一定的保荷时间后卸载，以其压痕表面积除载荷所得之商，即为维氏硬度值。HV只适用测定很薄(0.3～0.5mm)的金属材料、金属薄镀层或化学热处理后的表面层硬度(如镀铬、渗碳、氮化、碳氮共渗层等)(见GB/T 4340.1)

式中P ——压头上的负荷， N；

d ——压痕对角线长度，mm

HS

肖氏硬度

以一定重量的冲头，从一定的高度落于被测试样的表面，以其冲头的回跳高度表示的硬度。适用于测定表面光滑的一些精密量具或不易搬动的大型机件(见GB/T4341—2001)

K———肖氏硬度系数；

h———金刚石冲头落前距被测表面的高度；

h₀———冲头从被测表面回跳的高度

注：部分性能名称和符号的新旧对照如下。

新标准(GB/T228—2002)

旧标准(GB/T228—1987)

新标准(GB/T228—2002)

旧标准(GB/T228—1987)

性能名称

符号

性能名称

符号

性能名称

符号

性能名称

符号

断面收缩率

Z

断面收缩率

ψ

上屈服强度

R_eH

上屈服点

σ_sU

伸长率

A

A_11.3

A_xmm

伸长率

δ₅

δ₁₀

δ_xmm

下屈服强度

R_eL

下屈服点

σ_sL

规定非比例

延伸强度

R_p

如R_p0.2

规定非比例伸

长应力

σ_p

如σ_p0.2

最大力总伸长率

A_gt

最大力下的总

伸长率

δ_gt

规定总延伸

强度

R_t

如R_t0.5

规定总伸长

应力

σ_t

如σ_t0.5

最大力非比例伸长率

A_g

最大力下的非

比例伸长率

δ_g

规定残余延伸强度

R_r

如R_r0.2

规定残余伸长

应力

σ_r

如σ_r0.2

屈服点伸长率

A_e

屈服点伸长率

δ_s

屈服强度

—

屈服点

σ_s

抗拉强度

R_m

抗拉强度

σ_b