항복 강도 대 인장 강도 : 재료 역학의 주요 메트릭
금속을 정의하는 데 사용되는 다른 용어를 이해하는 것은 구성 요소에서 금속을 올바르게 구현하는 데 필수적입니다. 항복 강도와 인장 강도는 가장 중요한 물리적 특성 중 하나이지만,이 두 용어는 무엇이며 그 차이는 무엇입니까?
항복 강도는 재료가 응력에 노출 될 때 (일시적으로) 탄성적으로 (일시적으로) 변형을 멈추고 스트레스를받을 때 (영구적으로) 변형 된 지점을 말합니다.
탄성 변형은 재료가 구부러 지거나 늘어나거나 비틀거나 압축 된 다음 하중이 제거 된 후 원래 모양으로 돌아올 때입니다. 플라스틱 변형은 영구 변형이며, 여기서 성분 또는 재료가 힘이 적용된 후 모양이 변합니다.
항복 강도는 종종 재료의 강도를 정의하는 데 사용됩니다. 대부분의 경우 구성 요소가 변형되면 더 이상 기능적이지 않기 때문입니다. 기계적 특성 측면에서, 항복 강도는 프로젝트 또는 구성 요소의 재료를 지정할 때 가장 중요한 특성 중 하나입니다.
인장 강도는 무엇입니까?
종종 UTS로 약칭되는 인장 강도는 파손되기 전에 재료가 견딜 수있는 스트레스의 양을 측정합니다. 강철의 경우, 이것은 일반적으로 항복 강도의 130-140%입니다.
UTS 포인트는 재료가 파손되는 지점이 아니라, 재료의 변형이 글로벌 균일 변형에서 국소화 된 변형으로 변하는 지점이며, 이는 성분의 스트레칭 및 좁아지는 것으로 나타납니다 (장력에서 실패한 경우).
항복 강도와 인장 강도의 차이점은 무엇입니까?
항복 강도는 재료가 세련되게 변형되기 시작하는 지점이므로 구부러 지거나 스트레칭을하는 반면 인장 강도는 재료가 견딜 수있는 최대 응력입니다.
두 요인 모두 중요하지만, 성분의 재료를 지정할 때 항복 강도가 더 일반적으로 사용됩니다. 재료가 플라스틱 변형의 점을 초과하면 더 이상 사용할 수 없기 때문입니다. 잘 설계된 구성 요소는 일반적으로 응용 프로그램 및 안전 계수에 따라 서비스 중의 항복 강도의 50%에만 스트레스를받습니다.
인장 강도는 항복 강도보다 높습니까?
가벼운 강과 같은 재료에서 항복 강도는 인장 강도보다 약 30-40% 낮지 만 모든 금속에 해당되는 것은 아닙니다. 고 탄소강과 같은 취성 물질에서, 인장 강도는 재산성이 부족하여 파손되기 전에 크게 변하지 않기 때문에 고속 강도보다 약간 높다.
항복 강도와 인장 강도는 어떻게 측정됩니까?
인장 강도 및 항복 강도는 단위 면적당 힘으로 측정 된 엔지니어링 응력, 일반적으로 북미 및 국제 시스템의 파스칼 또는 메가 스칼에서 일반적으로 1 파운드당 파운드 (PSI)로 측정됩니다. 표준화 된 테스트는 평평하거나 둥근 테스트 시편을 사용하여 일반적입니다.
유압 또는 나사 형 테스터는 경험이있는 응력과 변형을 기록하면서 시편을 늘립니다. 대부분의 균질 금속은 항복 강도 포인트까지 선형 응력-변형 관계를 가지고 있습니다.
공통 재료의 항복 강도는 얼마입니까?
재료의 강도는 포함하는 특정 합금 요소에 크게 의존합니다. 다음은 일반적인 엔지니어링 재료의 수율 및 인장 강도의 예입니다.
| 재료 | 항복 강도 (MPA) | 인장 강도 (MPA) |
|---|---|---|
| 알류미늄 | 35 | 90 |
| 구리 | 69 | 200 |
| 놋쇠 | 75 | 300 |
| 저탄소 강철 | 355 | 490 |
| 1095 고 탄소 강철 | 800 | 1270 |
| 304 스테인레스 스틸 | 241 | 586 |
| 몰리브덴 | 565 | 655 |
보시다시피, 알루미늄 및 구리와 같은 연성 재료는 수율과 인장 강도 사이에 큰 간격이 있으며, 고 탄소 공구 강과 같은 취성 물질은 반대입니다.
인장 강도에 대한 사실
텅스텐은 약 980 MPa에서 모든 금속의 가장 높은 인장 강도를 가지고 있습니다.
금과 같은 일부 연성 금속은 스트레스가 낮기 때문에 인장 강도보다 높은 항복 강도를 가지고 있지만 강철과 같은 금속보다 훨씬 더 많이 늘어날 수 있기 때문입니다.
스파이더 실크의 인장 강도는 1.5 gpa에 불과하지만 체중보다 5 배 더 강합니다.
