要說這兩個概念，先從材料是如何被破壞的說起。任何材料在受到不斷增大或者持續(xù)恒定或者持續(xù)交變的外力作用下，***終會超過某個極限而被破壞。對材料造成破壞的外力種類很多，比如拉力、壓力、剪切力、扭力等。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度這兩個強(qiáng)度，僅僅是針對拉力而言。

這兩個強(qiáng)度是通過拉伸試驗得出的，是通過拉力試驗機(jī)(一般是萬能試驗機(jī)，可以進(jìn)行各種拉和壓以及彎曲的試驗)，用規(guī)定的恒定的加荷速率(就是單位時間內(nèi)拉力的增加量)，對材料進(jìn)行持續(xù)拉伸，直到斷裂或達(dá)到規(guī)定的破壞程度(比如有些對接焊縫強(qiáng)度試驗可以不拉斷)，這個造成材料***終破壞的力，就是該材料的抗拉極限載荷?？估瓨O限載荷是一個力的表述，單位為牛頓(N)，因為牛頓是一個很小的單位，所以，大部分情況下用千牛(KN)的比較多。因為各種材料大小不一，所以抗拉極限載荷很難評判材料的強(qiáng)度。所以，用抗拉極限載荷除以實驗材料的截面積，就得到單位面積的抗拉極限載荷。單位面積上受的力，這是一個強(qiáng)度的表述，單位是帕斯卡(Pa)，同樣，帕斯卡是一個極小的單位，一般都用兆帕(MPa)來表述。

所以，抗拉極限載荷與實驗材料的截面積之比，就是抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度是材料單位面積上所能承受外力作用的極限。超過這個極限，材料將被解離性破壞。

那什么是屈服強(qiáng)度呢?屈服強(qiáng)度僅針對具有彈性材料而言，無彈性的材料沒有屈服強(qiáng)度。比如各類金屬材料、塑料、橡膠等等，都有彈性，都有屈服強(qiáng)度。而玻璃、陶瓷、磚石等等，一般沒有彈性，這類材料就算有彈性，也微乎其微，所以，沒有屈服強(qiáng)度一說。

彈性材料在受到恒定持續(xù)增大的外力作用下，直到斷裂。究竟發(fā)生了怎樣的變化呢?

首先，材料在外力作用下，發(fā)生彈性形變，遵循胡克定律。什么叫彈性形變呢?就是外力消除，材料會恢復(fù)原來的尺寸和形狀。當(dāng)外力繼續(xù)增大，到一定的數(shù)值之后，材料會進(jìn)入塑性形變期。材料一旦進(jìn)入塑性形變，當(dāng)外力，材料的原尺寸和形狀不可恢復(fù)!而這個造成兩種形變的的臨界點的強(qiáng)度，就是材料的屈服強(qiáng)度!對應(yīng)施加的拉力而言，這個臨界點的拉力值，叫屈服點。從晶體角度來說，只有拉力超過屈服點，材料的晶體結(jié)合才開始被破壞!材料的破壞，是從屈服點就已經(jīng)開始，而不是從斷裂的時候開始的!

弄清楚這兩個強(qiáng)度怎么來的了，所以說，屈服強(qiáng)度高的材料，能承受的破壞力就大，這是正確的。

但我要說的是不管哪個強(qiáng)度，只拿一個來說事，都不能說明這種材料安全與否或者結(jié)實與否!

咱們這里就說鋼材吧，別的不說了。關(guān)于屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度還有一個參數(shù)，可能知道的人不多，它究竟起什么左右，可能知道的人更少。這個參數(shù)就是屈強(qiáng)比!屈強(qiáng)比就是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的比值。范圍是0~1之間。屈強(qiáng)比是衡量鋼材脆性的指標(biāo)之一。屈強(qiáng)比越大，表明鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的差值越小，鋼材的塑性越差，脆性就越大!

為什么這樣說呢，這里要引進(jìn)一個新的指標(biāo)--延伸率。通俗一點說就是鋼材被拉斷后，和原來比，伸長了多少。這是檢驗鋼材塑性好壞的一個重要指標(biāo)。這個數(shù)值越大，表明鋼材的延展性越好。上面我說了，當(dāng)鋼材拉伸超過屈服點之后，這個時候的鋼材已經(jīng)不可能恢復(fù)原來的尺寸，一直到斷裂，鋼材都在不斷的被拉長。屈強(qiáng)比越大，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的差值越小，那么在的加荷速率不變的情況下，鋼材被拉長的時間就越短，那么延伸率就越低。

根據(jù)能量守恒定律，能量只能轉(zhuǎn)換或者傳遞。當(dāng)鋼材被拉伸的時候，歸根結(jié)底是能量的轉(zhuǎn)換吸收。在屈服點之前，鋼材處于彈性形變期，外部拉力幾乎全部被彈力抵消(轉(zhuǎn)化為彈性勢能)，外來能量并沒有多少被吸收或者轉(zhuǎn)化，只有少量轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)過屈服點之后，外力部分被彈力抵消(轉(zhuǎn)化為彈性勢能)，而部分則被轉(zhuǎn)化為熱能，外力的作用于鋼材上的能量，主要是在塑性形變期被吸收的!

我上面提到，材料的破壞是從屈服點開始的。屈強(qiáng)比越低，那么材料從開始破壞到斷裂的時間越長，屈強(qiáng)比越高，材料從開始破壞到斷裂的時間越短。能量在屈服點到斷裂點之間被大量轉(zhuǎn)化為熱能。

所以，單純說屈服強(qiáng)度高或者抗拉強(qiáng)度高，那么這種材料就一定好或者更安全。未必!只有屈服強(qiáng)度高，同時屈強(qiáng)比低的鋼材，才更安全一些!可惜，這樣的鋼材成本太高，都不大可能被用于民用車輛上。

現(xiàn)在鋼材除強(qiáng)度，還有一個重要的指標(biāo)就是韌性!到目前為止，我還沒有看到那一家車企對所用鋼材的韌性如何做一個描述!基本上都是對鋼材的強(qiáng)度大肆渲染!恰恰相反的是，在絕大多數(shù)情況下，提高鋼材的強(qiáng)度，往往會降低鋼材的韌性!降低韌性，就是增加脆性!而鋼材的韌性，是關(guān)系到鋼材安全的一個重要指標(biāo)

有一個指標(biāo)可能被車企有意無意的遺忘了--沖擊韌性或沖擊功。

用相同的力，推你一下或者猛擊你一下，哪個對你的傷害大?答案很明顯!鋼材的抗沖擊能力高低，才是關(guān)系的安全的重要因素!沒見過那次車禍?zhǔn)锹恿χ钡桨衍嚴(yán)瓟嗟陌?都是瞬間撞擊!如果你扛不住瞬間作用力，你抗拉強(qiáng)度再大有毛用?

從現(xiàn)在已經(jīng)直到的鋼材來看，凡是大于1000Mpa的強(qiáng)度，大多是抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度超過800Mpa也不是什么困難的事情，比如40Cr這種常見的“萬能鋼”(基本上屬于干啥都行的)，一般的調(diào)制工藝屈服強(qiáng)度也能接近800Mpa,抗拉強(qiáng)度900MPa以上。

但是三者兼顧，高屈服、高延伸、有良好抗沖擊能力就比較難了!

幾乎所有的鋼材都存在同樣的問題，那就是在提高鋼材強(qiáng)度的同時，降低鋼材的抗沖擊能力!比如10.9級的高強(qiáng)螺栓，抗拉強(qiáng)度在1040-1240MPa為合格，屈服強(qiáng)度大于940Mpa,延伸率大于10%，沖擊韌性59J/CM2;而同材質(zhì)8.8級高強(qiáng)螺栓(低一個級別)，抗拉強(qiáng)度在830-1030MPa為合格，屈服強(qiáng)度大于660Mpa,延伸率大于12%，沖擊韌性78J/CM2。

所以，對于絕大多數(shù)金屬材料而言，在提升某些技術(shù)指標(biāo)性能的同時，是以降低某些技術(shù)性能指標(biāo)為代價來實現(xiàn)的。是不能兼顧的。鋼鐵工業(yè)是人類***成熟的工業(yè)技術(shù)之一，沒有什么太多的秘密。鋼鐵材料的各項技術(shù)指標(biāo)，并非是越高越好，或者越低越好，而是根據(jù)需要，將各項指標(biāo)調(diào)整到一個能夠兼顧的范圍內(nèi)。對于我們行業(yè)的人而言，鋼材除了結(jié)構(gòu)上有問題外(指的產(chǎn)品缺陷)，各項技術(shù)指標(biāo)沒有好壞之分，要看你在哪里用。只有用錯地方，而沒有用錯東西一說。

來源：快資訊質(zhì)檢聯(lián)盟

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