了解所有有关屈服强度的

当谈到我们日常生活中的金属时，不锈钢和钛是两种重量级的材料（或者我们应该说一种重，一种轻！）。从厨房用具和智能手机到珠宝和手表，这两种材料随处可见。它们耐冲击、耐用且高度耐腐蚀，这就是它们的应用经常重叠的原因。但哪一种更适合您的项目呢？ 本文详细介绍了每种材料的优点和局限性。从成本到可制造性，我们将介绍在不锈钢和钛之间进行选择时最重要的因素。 不锈钢的特性 不锈钢以铁和碳为原料，但其性能与“普通”钢非常不同，因为它含有大量的铬。铬在表面形成一层薄薄的保护性氧化层，这使得不锈钢具有标志性的耐腐蚀性。 （如果您想快速了解不锈钢与其他钢系列的比较，请参阅我们的合金钢与不锈钢指南.) 不同牌号还可能包含镍、钼、锰、硅和氮等元素，以微调特定环境下的强度、成型性和性能。 不锈钢的类型 由于不锈钢可以通过多种方式进行合金化和加工，因此它们分为几个主要“系列”，主要按其微观结构进行分组。 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢家族。它以优异的耐腐蚀性、良好的延展性和强焊接性而闻名。在许多牌号中，铬通常在 ~16–26% 范围内，镍在 ~6–22% 范围内（很大程度上取决于牌号）。铬提供耐腐蚀性，而镍和/或氮有助于稳定奥氏体结构。 304（“18/8”不锈钢）是最常见的牌号之一，广泛用于食品设备、罐体、管道和建筑五金件。 当担心接触氯化物或盐时，通常会选择 316。它含有钼，可以提高抗点蚀能力（这就是为什么它在消费者环境中通常被称为“海洋级”）。 铁素体不锈钢通常具有磁性，主要依赖于铬，通常约为 10-30%，含低碳且几乎不含镍。 它们通常具有中等至良好的耐腐蚀性和强氧化性，这使得它们适用于高温环境。铁素体不锈钢的热膨胀率也低于奥氏体不锈钢，有助于它们在重复的加热和冷却循环下表现良好。 缺点是铁素体不锈钢往往比奥氏体不锈钢具有较低的延展性和韧性，这可能限制其在需要高成型性或耐重冲击性的应用中的使用。 409 是汽车排气部件的常见选择，因为它以合理的成本提供了坚实的抗氧化性。 430 广泛用于厨具、电器和装饰，其中中等耐腐蚀性和外观是优先考虑的。 444 是一种高合金铁素体牌号（通常为钼合金），用于改善与水接触和轻度氯化物相关的应用（例如管道和水加热设备）的腐蚀性能。 446 是一种高铬铁素体牌号，用于需要高温抗氧化性的热使用环境。 马氏体不锈钢当您需要硬度时，是您的首选。与奥氏体和铁素体不锈钢不同，它可以淬火和回火，这就是为什么它常见于刀片和耐磨零件。常见的马氏体钢种含有大约 11–18% 的铬和较高的碳（有时高达 ~1.2%，具体取决于钢种），并且它们通常具有磁性。 为了获得该硬度，您通常会放弃一些延展性和可焊性。耐腐蚀性通常低于 304 和 316 等日常奥氏体钢种，因此当磨损性能比最大耐腐蚀性更重要时，马氏体不锈钢最有意义。 410 是一种可热处理的通用马氏体牌号，用于需要强度、耐磨性和基本耐腐蚀性的平衡组合的部件。 当需要更高硬度时，例如刀、剪刀和一些手术器械，通常指定 420。 440C 具有较高的碳含量，具有极高的硬度和耐磨性，通常用于优质刀片和某些轴承部件。 当 304 或 316 等常见奥氏体钢种不够时，特别是在富含氯化物或高应力的应用中 —双相不锈钢是一个常见的进步。它具有平衡的两相微观结构（奥氏体和铁素体，大约 50/50）。这种结构提供了比典型奥氏体不锈钢更高的强度和强大的抗氯化物应力腐蚀开裂能力，同时还提高了在许多氯化物环境中的抗点蚀和缝隙腐蚀能力。 双相不锈钢通常使用较高的铬（通常约为 20-28%），并可能添加钼和氮以提高耐腐蚀性能和强度。然而，它们确实需要在制造和焊接方面进行更严格的控制，并且成本通常超过 304/316。 2205 是管道、压力容器和船舶/化学服务中使用最广泛的双相不锈钢，在这些领域中，强度和耐氯化物性都很重要。 […]

化学镀镍起源于20世纪中叶。 1944 年，Abner Brenner 博士和 Grace E. Riddell 在研究传统电镀时，意外发现了一种无需使用电流即可将镍沉积到金属表面的方法。这一突破导致了化学镀镍的发展。从那时起，该技术不断发展，其应用范围也不断扩大——从电子和航空航天到石油和天然气、汽车和国防工业。

当工程师谈论“压力”时，它们的意思与考试焦虑或工作压力截然不同。在这里，压力是材料中每单位区域的内力。伸展橡皮筋或在拔河船上拉绳子，您会看到拉伸压力在作用中，这种压力使材料在负载下伸长。 在本文中，我们解释了什么是拉伸应力，它与压力应力和拉伸强度，关键公式以及chiggo如何将这些考虑因素纳入现实世界制造业的方式有何不同。 什么是拉伸压力？ 拉伸压力描述了当您尝试将其拉开时材料的反应。它导致材料沿施加载荷的轴伸长。正式地，它被定义为施加的力除以垂直于该力的横截面区域。 拉伸应力与压力应力 拉伸应力与压缩应力相反。当力起作用伸展或延长物体时，会发生拉伸应力，而当力挤压或缩短后，会发生压力。想象一下坚固的金属条：两端拉动，并且会遇到拉伸压力，略微拉长。将两端推动，好像试图沿其长度粉碎它，并且棒会遇到压力，缩短或凸起。 这些应力也可以同时在结构的不同部分发生。例如，当人或机器在混凝土地板板上移动时，平板的顶部表面被推入压缩，而底部表面则以张力拉伸。如果底部的拉伸应力太高，则可能会出现裂缝 - 这就是为什么工程师将钢筋放在那里抵抗张力的原因。 拉伸应力与拉伸强度 拉伸应力材料在给定时刻所经历的负载是每单位面积的力。它会根据施加力而升高和下降。抗拉强度相比之下，是固定材料的特性，它是材料在产生或断裂之前可以应付的最大拉伸压力。 实际上，工程师不断比较两者。如果零件中的实际拉伸应力保持在其拉伸强度以下，则该零件将略微伸展但保持完整。如果压力超过强度，则会发生故障。这就是为什么设计始终包括安全余量，确保现实压力远低于所选材料的已知强度的原因。 拉伸应力公式 拉伸时，拉伸应力在其拉伸时测量内力。它以一个简单的公式计算： σ= f / a 在哪里： σ=拉伸应力（在Pascals，MPA或PSI中） F =施加力（纽顿或磅） a =横截面区域（以mm²或英寸为单位） 这个方程告诉我们拉力的集中力量。较高的负载或较小的横截面会产生较高的应力。例如，悬浮在细线上的相同重量会产生比厚电缆上的压力要大得多。这就是为什么工程师大小的电缆，杆或横梁以保持压力远低于所使用材料的安全限制的原因。 但是，尽管这种公式给了我们压力的数值，但并未揭示材料本身将如何响应。它会突然突然折断，永久弯曲还是弹簧回到原始形状？为了回答这一点，工程师依靠压力 - 应变曲线。 了解应力应变曲线 为了创建应力 - 应变曲线，将测试标本（通常是Dogbone形）放置在拉伸测试机中。机器握住各端，并逐渐将它们拉开，将样品拉伸至破裂。在此过程中，连续测量施加的应力和所得应力（相对于原始长度的长度变化）。 将结果用X轴的应变绘制，并在Y轴上的应力。在此曲线上，可以识别几个关键点： 弹性区域 起初，压力和应变是成比例的。这是弹性区域，其中胡克定律适用（σ=e猛）。该线性部分的斜率是弹性模量（Young的模量），一种刚度的度量。在该区域中，一旦卸下负载，材料将返回其原始形状。 产量点 随着加载的增加，曲线从直线偏离。这是产量点，弹性行为结束，塑性（永久）变形开始。除此之外，即使卸下负载，材料也不会完全恢复其原始形状。 终极拉伸强度（UTS） 曲线持续向上进入塑料区域，达到峰值。这个最高点是最终的拉伸强度（UTS），它代表材料在颈部（局部变薄）开始之前承受的最大压力。 断裂点 在UTS之后，曲线随着样品颈的倾斜而向下倾斜，无法再承担那么多的负载。最终，材料在断裂点断裂。对于延性材料，由于颈部，骨折的应力通常低于UTS。对于脆性材料，裂缝可能会突然发生在弹性极限附近，而塑性变形很小。 拉伸压力的实际应用 在材料被拉，悬挂或拉伸的任何情况下，拉伸压力决定了它是否可以安全地承担负载或是否会失败。以下是一些关键应用程序和示例： 桥梁和建筑 想想悬挂桥，例如金门桥 - 悬挂在塔之间的巨大钢电缆处于恒定的拉伸压力下，支撑道路和车辆的重量。工程师为这些电缆选择高强度的钢，以便他们可以处理重负荷以及诸如风或地震等额外的力量而不会失败。现代建筑也巧妙地使用了紧张。例如，在预应力的混凝土中，钢质肌腱被嵌入并拉伸，以便梁可以安全地处理载荷。 电缆，绳索和链条 许多日常系统还直接依赖拉伸压力。以电梯为例：其钢电缆处于恒定的张力，不仅承载汽车的重量，而且还带有加速或停止时的额外力。起重机以相同的原理运行，使用高应答电缆安全地抬起和移动重载。即使在像吉他这样简单的东西中，拉伸压力也会发挥作用 - 越紧手起来钉子，琴弦的张力越大，这会使音高提高，直到推到太远的话，琴弦最终会破裂。 机器和螺栓 在机械工程中，拉伸应力同样重要。通过稍微拉伸飞机或汽车发动机工作中的螺栓和螺钉 - 由此产生的拉伸应力会产生将零件固定在一起的夹紧力。如果螺栓的压力过高（拧紧时扭矩过多或使用过多的负载），它可能会产生和失败，可能导致机器分开。这就是为什么螺栓通过表明其产量和拉伸强度的等级进行评分的原因，以及为什么将临界螺栓拧紧到指定的紧张局势的原因。 […]