鋼管的屈服和抗拉取決於什麼

『壹』 無縫鋼管的力學性能

鋼材力學性能是保證鋼材最終使用性能（機械性能）的重要指標，它取決於鋼的化學成分和熱處理制度。在鋼管標准中，根據不同的使用要求，規定了拉伸性能（抗拉強度、屈服強度或屈服點、伸長率）以及硬度、韌性指標，還有用戶要求的高、低溫性能等。
①抗拉強度（σb）
試樣在拉伸過程中，在拉斷時所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。
②屈服點（σs）
具有屈服現象的金屬材料，試樣在拉伸過程中力不增加（保持恆定）仍能繼續伸長時的應力，稱屈服點。若力發生下降時，則應區分上、下屈服點。屈服點的單位為N/mm2（MPa）。
上屈服點（σsu）：試樣發生屈服而力首次下降前的最大應力； 下屈服點（σsl）：當不計初始瞬時效應時，屈服階段中的最小應力。
屈服點的計算公式為：
式中：Fs--試樣拉伸過程中屈服力（恆定），N（牛頓）So--試樣原始橫截面積，mm2。
③斷後伸長率（σ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷後其標距所增加的長度與原標距長度的百分比，稱為伸長率。以σ表示，單位為%。計算公式為：σ=（Lh-Lo）/L0*100%
式中：Lh--試樣拉斷後的標距長度，mm； L0--試樣原始標距長度，mm。
④斷面收縮率（ψ）
在拉伸試驗中，試樣拉斷後其縮徑處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，稱為斷面收縮率。以ψ表示，單位為%。計算公式如下：
式中：S0--試樣原始橫截面積，mm2； S1--試樣拉斷後縮徑處的最少橫截面積，mm2。
⑤硬度指標
金屬材料抵抗硬的物體壓陷表面的能力，稱為硬度。根據試驗方法和適用范圍不同，硬度又可分為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度、顯微硬度和高溫硬度等。對於管材一般常用的有布氏、洛氏、維氏硬度三種。
A、布氏硬度（HB）
用一定直徑的鋼球或硬質合金球，以規定的試驗力（F）壓入式樣表面，經規定保持時間後卸除試驗力，測量試樣表面的壓痕直徑（L）。布氏硬度值是以試驗力除以壓痕球形表面積所得的商。以HBS（鋼球）表示，單位為N/mm2(MPa)。
其計算公式為：
式中：F--壓入金屬試樣表面的試驗力，N； D--試驗用鋼球直徑，mm； d--壓痕平均直徑，mm。
測定布氏硬度較准確可靠，但一般HBS只適用於450N/mm2（MPa）以下的金屬材料，對於較硬的鋼或較薄的板材不適用。在鋼管標准中，布氏硬度用途最廣，往往以壓痕直徑d來表示該材料的硬度，既直觀，又方便。
舉例：120HBS10/1000/30：表示用直徑10mm鋼球在1000Kgf（9.807KN）試驗力作用下，保持30s（秒）測得的布氏硬度值為120N/ mm2（MPa）。

『貳』 鋼材的屈服強度和抗拉強度相關資料，越詳細越好。

又稱為屈服極限 ，常用符號δs，是材料屈服的臨界應力值。 （1）對於屈服現象明顯的材料，屈服強度就是屈服點的應力（屈服值）；（2）對於屈服現象不明顯的材料，與應力-應變的直線關系的極限偏差達到規定值（通常為0.2%的永久形變）時的應力。通常用作固體材料力學機械性質的評價指標，是材料的實際使用極限。因為在應力超過材料屈服極限後產生頸縮，應變增大，使材料破壞，不能正常使用。 當應力超過彈性極限後，進入屈服階段後，變形增加較快，此時除了產生彈性變形外，還產生部分塑性變形。當應力達到B點後，塑性應變急劇增加，應力應變出現微小波動，這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由於下屈服點的數值較為穩定，因此以它作為材料抗力的指標，稱為屈服點或屈服強度(ReL或Rp0.2)。 有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現象，通常以發生微量的塑性變形(0.2％)時的應力作為該鋼材的屈服強度，稱為條件屈服強度（yield strength）。
抗拉強度（tensile strength）
試樣拉斷前承受的最大標稱拉應力。對於塑性材料，它表徵材料最大均勻塑性變形的抗力；對於沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。符號為RM，單位為MPA。
抗拉強度的定義及符號表示：
試樣在拉伸過程中，材料經過屈服階段後進入強化階段後隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應力（σ），稱為抗拉強度或者強度極限（σb），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計算公式為： σ=Fb/So 式中：Fb--試樣拉斷時所承受的最大力，N（牛頓）； So--試樣原始橫截面積，mm2。 抗拉強度（ Rm）指材料在拉斷前承受最大應力值。 萬能材料試驗機
當鋼材屈服到一定程度後，由於內部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重新提高，此時變形雖然發展很快，但卻只能隨著應力的提高而提高，直至應力達最大值。此後，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，並在最薄弱處發生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現頸縮現象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應力值稱為強度極限或抗拉強度。 單位:kn/mm2(單位面積承受的公斤力) 抗拉強度：extensional rigidity. 抗拉強度=Eh，其中E為楊氏模量，h為材料厚度 目前國內測量抗拉強度比較普遍的方法是採用萬能材料試驗機等來進行材料抗拉/壓強度的測定!

『叄』 液壓知識 材料力學

鋼管的屈服強度是指抗拉強度，對鋼管受力進行分析，可以得出，壓強一定的情況下，鋼管應力與內徑成正比，與壁厚成反比。

『肆』 關於鋼管的化學元素問題

碳（C）：

是對鋼的性能影響最大的基本元素。不同的碳含量依據鋼中雜質元素含量和軋後冷卻條件的不同對於鋼的性能影響是不同的，隨著鋼中碳含量的增加，碳鋼在熱軋狀態下的硬度直線上升，塑性和韌性降低。在亞共析范圍內，碳對抗拉強度的影響是，隨著碳含量增加，抗拉強度不斷提高，超過共析范圍後，抗拉強度隨碳含量的增加減緩，最後發展到隨碳含量的增加抗拉強度降低。另外，含碳量增加時碳鋼的耐蝕性降低，同時碳也使碳鋼的焊接性能和冷加工（沖壓、垃拔）性能變壞。
硅（Si）：

硅在碳鋼的含量≤0.50％。硅也是鋼中的有益元素。在沸騰鋼中，含硅量很低，硅是作為脫氧元素加入到鋼中。在鎮靜鋼中硅的含量一般為0.12～0.37％。硅增大了鋼液的流動性，除了形成非金屬夾雜外，硅溶於鐵素體中。隨著硅含量的提高，鋼的抗拉強度提高，屈服點提高，伸長率下降，鋼的面縮率和沖擊韌性顯著降低。
錳（Mn）：

在碳鋼中，錳是有益元素。錳是作為脫氧除硫的元素加入到鋼中的。對於鎮靜鋼來說，錳可以提高硅和鋁的脫氧效果，可以同硫形成硫化錳，相當程度上降低硫在鋼中的危害。錳對碳鋼的力學性能有良好的影響，它能提高鋼熱軋後的硬度和強度，原因是錳溶入鐵素體中引起固溶強化。因此，精煉過程中要按照技術要求嚴格穩定控制各爐次的錳含量。
磷（P）：

一般來說，磷是鋼中的有害元素。它來源於礦石和生鐵等煉鋼原料。磷能提高鋼的強度，但使塑性和韌性降低，特別是使鋼的脆性轉折溫度急劇上升，即提高鋼的冷脆性（低溫變脆）。由於磷的有害影響，同時考慮到磷有較大的偏析，因而對其含量要嚴格的控制。但是在含碳量比較低的鋼種中，磷的冷脆危害比較小。在這種情況下，可以用磷來提高鋼的強度，如鞍鋼生產的高強度IF鋼就需要加入磷。另外，在適當的情況下，還利用磷的其他一些有益作用，如增加鋼的抗大氣腐蝕能力，如集裝箱用鋼；提高磁性，如電工硅鋼；改善鋼材的易切削加工性，減少熱軋薄板的粘結等。
硫（S）:

一般來說，硫是有害元素，他主要來自於煉鐵、煉鋼時加入的原材料和燃燒產物，二氧化硫。硫最大的為危害是引起鋼在熱加工時開裂，即產生所謂的熱脆。硫能提高鋼材的切削加工性，這是硫的有益作用。
氮（N）：

鋼中的氮來自爐料，同時，在冶煉、澆鑄時鋼液也會從爐氣和大氣中吸收氮。氮引起碳鋼的淬火時效和形變時效，從而對碳鋼的性能發生顯著的影響。由於氮的時效作用，鋼的硬度、強度固然提高，但是塑性和韌性降低，特別是在形變時效的情況下，塑性和韌性的降低比較顯著。因此，對於普通低合金鋼來說，時效現象是有害的，因而氮是有害元素。但對於一些細晶粒鋼以及含釩、鈮鋼，由於氮化物的強化細化晶粒作用，氮成為有益元素。另外，作為合金元素，氮在不銹耐酸鋼中得到應用，此外，氮化處理方法能使機器零件獲得極好的綜合力學性能，從而使零件的使用壽命延長。
氫（H）：

鋼中的氫是由銹蝕含水的爐料或從含有水蒸氣的爐氣中吸收的。氫對鋼的危害是很大的。一是引起氫脆，即在低於鋼材極限應力的作用下，經一定的時間後，在無任何預兆的情況下突然斷裂，往往造成災難性的後果。二是導致鋼材內部產生大量細微裂紋缺陷——白點，在鋼材縱端面上呈光滑的銀白的斑點，在酸洗後的端面上呈較多的發絲狀裂紋，白點使鋼材的延伸率顯著下降，尤其是端面收縮率和沖擊韌性降低得更多，有時可能接近於零值。因此具有白點的鋼是不能用的，這類缺陷主要發生在合金鋼中。
氧（O）及其他非金屬夾雜物：

氧在鋼中的溶解度很低，幾乎全部以氧化物夾雜形式存在於鋼中，如FeO、AL2O3、MnO、CaO、MgO等。除此之外，鋼中還存在FeS、MnS、硅酸鹽、氮化物及磷化物等。這些夾雜物破壞了鋼的基體的連續性，在靜載荷和動載荷的情況下往往成為裂紋的起點。這些非金屬夾雜物的各種狀態不同程度的影響到鋼的各種性能，尤其是對於鋼的塑性、韌性、疲勞強度和抗腐蝕性等危害很大。因此，對於非金屬夾雜物應嚴格控制。