钢材性能，力学、物理特性不再混淆

houette

钢材的物理性能钢材不受外力载荷作用，本身固有的物理固有属性，只和材料成分、晶体结构相关，不会因外加机械力发生形变或断裂改变，包含熔点、密度、线胀系数、热导率、电导率、磁导率等指标，决定材料冷热加工、装配匹配、温控工况适配性。

性能名称

英文名称

符号

常用单位

含义

熔点

Melting Point

—

℃

金属材料由固态转变为液态时的熔化温度

密度

Density

ρ

g/cm³

金属材料单位体积的质量

比热容

Specific Heat

Capacity

c

J/(kg·K)

单位质量的某种物质，在温度升高（或降低）1℃时所吸收（或释放）的的热量。

热导率

Thermal

Conductivity

κ

W/(m·K)

亦称导热系数，在单位时间内，温度降低1℃时，流经垂直于热流方向单位面积的热量。表征材料导热能力

电导率

Electrical

Conductivity

σ

S/m

金属材料传导电流的能力，称为导电性。衡量金属材料导电性的参数称为电导率，在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流。

磁导率

Magnetic

Permeability

μ

H/m

B—H磁化曲线上任一点B和H的比值，即μ=B/H。表征材料的导磁能力。

线胀系数

Coefficient of

Linear Expansion

α/αl

10⁻⁶/K

(或℃-1)

一般金属材料受热时，体积胀大的现象称为热膨胀。金属材料温度每升高1℃所增加的长度与原来长度的比值。表征材料热膨胀程度。

力学性能（机械性能）
材料在外力（拉力、压力、冲击、交变载荷等）作用下，抵抗塑性变形、断裂、表面压入损伤的能力，是结构设计、强度校核、热处理定级的核心依据；包含强度、塑性、韧性、硬度等，紧固件4.8/8.8/10.9/12.9性能等级就由力学性能划定。

性能名称

英文名称

符号

单位符号

含义

强度

Strength

R

MPa

金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力，R=F/S0

屈服强度

Yield Strength

Re

MPa

拉伸试验过程中，力不再增加，金属试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。开始产生塑性变形而力不增加的应力点，称为屈服强度。如应力在屈服阶段发生变化，应区分上屈服强度和下屈服强度

上屈服强度

Upper

Yield Strength

ReH

MPa

试样发生屈服而力首次下降前的最高应力，称为上屈服强度

下屈服强度

Lower

Yield Strength

ReL

MPa

在屈服期间，不计初始瞬时效应时的最低应力。由于下屈服点的数值较为稳定，因此以它作为材料抗力的指标，称为屈服点或屈服强度(ReL或Rp0.2)。

规定塑性延伸强度

Proof Strength

Rp

MPa

在拉伸试验中，当试样产生的、不可恢复的塑性变形（非比例延伸）达到引伸计原始标距的规定百分比时的应力，用于量化材料抵抗微量塑性变形的能力。强度使用的符号应附以下脚注说明所规定的百分率，例如Rp0.2，表示规定非比例伸长率为0.2%时的应力。它主要用于评估无明显物理屈服点材料（如奥氏体不锈钢、铝合金等）的屈服性能

抗拉强度

Tensile Strength

Rm

MPa

拉伸试验时，金属材料在拉断前承受的最大应力。判定螺栓极限拉断载荷，性能等级分级核心指标

抗剪强度

Shear Strength

τ

MPa

试样在剪切断裂前能承受的最大切应力

抗扭强度

Torsional Strength

τb

MPa

试样在扭转断裂前承受最大扭矩对应的应力

持久强度

Rupture Strength

-

MPa

金属材料在高温条件下，经过规定时间发生断裂时的应力，称为持久强度。通常所指持久强度，是试样在一定温度条件下，经105 h后的断裂强度。表达式为σ(T,t) ，σ表示应力，单位为MPa；T为温度，单位为℃；t为时间，单位为h。

蠕变强度

Creep Strength

—

MPa

金属材料在高于一定温度下，受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试样也会随着时间的延续，缓慢地产生塑性变形，这种现象称为蠕变。金属材料在给定温度和规定时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力，称为蠕变强度

塑性

Plasticity

—

—

金属材料在外力作用下，产生永久变形而不破裂的能力

断后伸长率

Elongation after Fracture

A

%

金属材料拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比

断面收缩率

Reduction of Area

Z

%

金属材料拉伸时，在断裂处试样截面面积减小的百分比

韧性

Toughness

—

—

金属材料在冲击力作用下而不破坏的能力

冲击吸收能量

Impact Absorbed Energy

KV/KU

J

规定形状和尺寸的试样，在冲击试验力一次作用下断裂时所吸收的功。根据试样缺口的不同，V型缺口试样的冲击吸收能量用KV表示；深度2mm的U型缺口试样的冲击吸收能量用KU2表示；深度8mm的U型缺口试样的冲击吸收能量用KU8表示

韧脆转变温度

Ductile-Brittle Transition

Temperature

—

℃

在一系列不同温度的冲击试验中，冲击吸收功急剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域

硬度

Hardness

—

—

金属材料抵抗更硬物体压入其表面的能力

布氏硬度

Brinell Hardness

HBW

—

用一定大小的载荷把直径为的淬火钢球压入被测金属材料表面，保持一段时间后卸除载荷。载荷与压痕表面积的比值即为布氏硬度值，记作HB。

布氏硬度范围为8~650HBW。

洛氏硬度

Rockwell Hardness

HR

—

在初始试验力和总试验力作用下，将金刚石圆锥或钢球压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量残余压痕深度增量计算的硬度值。洛氏硬度用符号HR表示，在洛氏硬度试验中采用不同的压头和不同的试验力，会产生不同的组合，对应于洛氏硬度不同的标尺。最常用的三种标尺为A、B、C，即HRA、HRB、HRC，要根据实验材料硬度的不同，选用不同硬度范围的标尺来表示：

HRA是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：钢材薄板、硬质合金。

HRB是采用100Kg载荷和直径1.5875mm淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料。例如：软钢、有色金属、退火钢等。

HRC是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度较高的材料。例如：淬火钢、铸铁等。

维氏硬度

Vickers Hardness

HV

—

用相对面夹角为136°正四棱体金刚石压头以选定的试验力（49.03～980.7N）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力，测量压痕对角线长度计算的硬度值

物理性能是钢材与生俱来的“先天属性”，把控加工工艺、装配适配；力学性能是材料承受外力的“承载能力”，决定零件承载上限与使用寿命。分清物理性能和力学性能，是钢材选材、工艺编制、质量验收的第一道门槛。