問題
在進(jìn)行金屬材料拉伸性能檢測時(shí)，有時(shí)會碰到材料的被檢測參數(shù)名稱為“屈服點(diǎn)”（yield point），有人說應(yīng)檢測上屈服強(qiáng)度，有人說應(yīng)檢測下屈服強(qiáng)度，請問應(yīng)如何操作為妥？
解答
我國的GB/T 228—1987《金屬拉伸試驗(yàn)方法》中2.8節(jié)曾給出屈服點(diǎn)的定義如下。
2.8 屈服點(diǎn)(σs)：呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象的金屬材料，試樣在試驗(yàn)過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長時(shí)的應(yīng)力。如力發(fā)生下降，應(yīng)區(qū)分上、下屈服點(diǎn)。
2.8.1 上屈服點(diǎn)(σsU)：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。
2.8.2 下屈服點(diǎn)(σsL)：當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力。
GB 10623—1989《金屬力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語》中3.24給出的屈服點(diǎn)（yield point）定義與GB/T 228—1987完全一致。
GB/T 228—2002《金屬材料 室溫拉伸試驗(yàn)方法》（等效采用ISO 6892:1998）中的4.9.2和GB/T 10623—2008《金屬材料 力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語》（修改采用ISO 23718:2007）中的3.19刪除了“屈服點(diǎn)”的定義，取而代之的是“屈服強(qiáng)度”，GB/T 228—2002中的4.9.2表述如下。
4.9.2 屈服強(qiáng)度（yield strength）：當(dāng)金屬材料呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在試驗(yàn)期間達(dá)到塑性變形發(fā)生而力不增加的應(yīng)力點(diǎn)，應(yīng)區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。
4.9.2.1 上屈服強(qiáng)度（ReH）（upper yield strength）：試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最高應(yīng)力（見圖2）。
4.9.2.2 下屈服強(qiáng)度（ReL）（lower yield strength）：在屈服期間，不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)的最低應(yīng)力（見圖2）。
從GB/T 228—2002 圖2d) 可知，試驗(yàn)過程中力不增加（保持恒定）時(shí)的應(yīng)力為下屈服強(qiáng)度。也就是說，GB/T 228—2002將GB/T 228—1987中的3個屈服性能參數(shù)（屈服點(diǎn)、上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)）變?yōu)榱?個（上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度），其中GB/T 228—1987中的上屈服點(diǎn)對應(yīng)GB/T 228—2002中的上屈服強(qiáng)度，屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)都對應(yīng)GB/T 228—2002中的下屈服強(qiáng)度。這主要是因?yàn)樵瓉碛捎诩夹g(shù)限制難以分辨出的細(xì)微試驗(yàn)力變化而造成的屈服平臺，可以通過精確的試驗(yàn)力-延伸曲線區(qū)分出上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度。
后續(xù)修訂的金屬材料拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 228.1—2010和GB/T 228.1—2021）及GB/T 10623—2008《金屬材料 力學(xué)性能試驗(yàn)術(shù)語》均保持了GB/T 228—2002關(guān)于屈服平臺為下屈服強(qiáng)度的定義，這些也與ISO 6892-1:2019的規(guī)定一致[ 見ISO 6892-1:2019圖2d)]。
我國2002年以后發(fā)布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)中已鮮見屈服點(diǎn)的術(shù)語了，但之前發(fā)布實(shí)施，目前仍有效的標(biāo)準(zhǔn)中仍有屈服點(diǎn)的描述，如HB 5143—1996《金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法》、HB 5195—1996《金屬高溫拉伸試驗(yàn)方法》，其屈服點(diǎn)的定義與GB/T 228—1987《金屬拉伸試驗(yàn)方法》中定義一致。
ASTM E6-23a《力學(xué)測試方法相關(guān)術(shù)語》標(biāo)準(zhǔn)中的屈服點(diǎn)的定義為：“屈服點(diǎn)系以前用于試驗(yàn)方法ASTM E8/E8M的性能術(shù)語，現(xiàn)在稱為上屈服強(qiáng)度”。ASTM A370-24a中14.1進(jìn)一步明確：“屈服點(diǎn)是材料中低于最大應(yīng)力的第一個應(yīng)力點(diǎn)，此時(shí)即使應(yīng)力增加，應(yīng)變也不會隨之增加”。其圖7也將屈服平臺標(biāo)注為屈服點(diǎn)。
值得注意的是，日本拉伸試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)JIS Z 2241:2022/AMENDMENT 1:2023《金屬材料拉伸試驗(yàn)方法》系修改采用ISO 6892-1:2019制定，其圖2也將屈服平臺標(biāo)注為下屈服強(qiáng)度。JIS G 0202：2024《鋼鐵用語( 試驗(yàn))》中屈服點(diǎn)的定義與ISO 6892-1:2019中屈服強(qiáng)度的定義一致，但其術(shù)語下的注釋卻為“當(dāng)不產(chǎn)生異議時(shí)，也將上屈服點(diǎn)（上屈服強(qiáng)度）稱為屈服點(diǎn)”。
二 屈服點(diǎn)的檢測
我國現(xiàn)行有效的標(biāo)準(zhǔn)中找不到屈服點(diǎn)的術(shù)語了，但之前發(fā)布實(shí)施，目前仍有效的標(biāo)準(zhǔn)中仍有屈服點(diǎn)的描述，如HB 5143—1996《金屬室溫拉伸試驗(yàn)方法》、HB 5195—1996《金屬高溫拉伸試驗(yàn)方法》。如果需要檢測屈服點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)最新拉伸試驗(yàn)方法的規(guī)定，區(qū)分上屈服強(qiáng)度和下屈服強(qiáng)度進(jìn)行檢測。
國外ISO和歐盟現(xiàn)行有效的的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中或規(guī)定檢測上屈服強(qiáng)度，如結(jié)構(gòu)鋼系列標(biāo)準(zhǔn)ISO 630-1~6等，或規(guī)定檢測下屈服強(qiáng)度，如緊固件機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn)ISO 898-1：2013等，筆者未見過有檢測屈服點(diǎn)的技術(shù)要求。
日本仍有不少現(xiàn)行有效的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定檢測屈服點(diǎn)。此時(shí)可根據(jù)JIS G 0202：2024《鋼鐵用語( 試驗(yàn))》標(biāo)準(zhǔn)，將屈服點(diǎn)視為上屈服強(qiáng)度。日本近幾年的標(biāo)準(zhǔn)中往往在屈服點(diǎn)的下面有“如果沒有特別指定，屈服點(diǎn)為上屈服強(qiáng)度”的說明，如JIS G3101—2024《一般構(gòu)造用軋制鋼材》。
ASTM A36/A36M-19《碳素結(jié)構(gòu)鋼標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》、ASTM A370-24a等都要求檢測屈服點(diǎn)，此時(shí)將屈服點(diǎn)按照上屈服強(qiáng)度檢測即可。
解答專家：《理化檢驗(yàn)-物理分冊》期刊編委會
副主任委員，教授級高級工程師王濱。
京公網(wǎng)安備11010802046783號
