哪种钢更坚固：冷轧，热轧或不锈钢？

我需要一个1/4“ x 1 1/2” x 80“的扁钢。我将省略我需要的细节，因为这个问题基本上是在问哪种成分能生产出更坚固的钢。

www.discountsteel.com的钢筋种类繁多，但我不确定如何阅读有关拉伸强度和硬度的额定值。这是所有产品：

不锈钢
冷轧钢
热轧钢

如果单击页面底部的ASTM材料“规格”选项卡并滚动到底部，您将看到机械数据，我对此有以下疑问：

首先，什么是“ 最低拉伸强度”？不锈钢304的最小值为75，但是热轧和冷轧的范围分别为58-80和55-70。为什么不锈钢只有一个数字，而其他却有范围呢？为什么说最低？更高的数字意味着更坚硬的钢铁吗？

最小屈服强度是多少？

第二个是硬度标尺，它使用我已经研究过的洛氏标尺。304的不锈钢等级为88，而热轧的等级为B76。对于冷轧，似乎分为两部分：热轧为B67-B80，冷轧为B80-B90。这让我更加困惑，因为这看起来像是冷轧热轧钢？为什么不锈钢等级仅为88，而其他等级似乎是范围并使用B标度？由于不锈钢仅由原始数字表示，因此不锈钢是否默认默认为刻度？

好的，一些定义：

屈服强度是导致钢屈服所需的力的大小，这意味着永久变形（即永久拉伸）。

拉伸强度（又称“最终强度”）是导致钢实际断裂所需的力的大小。这将等于或大于屈服强度。

最小仅表示钢将至少具有该强度。

硬度是衡量钢抗划伤和凹陷的能力的度量。对于结构用途而言，它可能并不重要，但如果您要寻找耐用的表面，例如工作台顶部或工具支撑点，那将很重要。

刚度（您没有问这个问题，但这是查看材料强度的另一种方式），是对您施加力时某些东西会变形多少的度量。在这方面，钢合金往往非常相似。

如您所见，“最强”实际上并没有特定的定义，它取决于您要查找的内容。

这是屈服强度和抗拉强度之间差异的一个类比：假设您有弹簧。稍微拉一下它，放开它，它就会恢复原来的形状。这是“弹性变形”，没有损坏。现在，您用力拉弹簧，弹簧不再恢复其原始形状。材料已经屈服，您会发生“塑性变形”。取决于应用程序，这可能会或可能不会被视为“故障”。现在非常努力，春假。那是最终的力量。显然，春天已经失败了。

至于范围：“钢”是几种合金的非特定名称，可以制成多个等级，因此您已找到了范围。通常用合金编号指定材料。“冷轧”和“热轧”是钢的成型方法，实际上并没有告诉您有关强度的任何信息。

我还应该指出，我提到的所有这些属性都是针对钢材本身的。如果您想了解实际钢材的行为，则需要了解其材料和形状。

所有钢的杨氏模量均为200 GPa（29 000 ksi）（这是图形的直线部分的斜率）。极限强度为300-400 MPa（曲线图），屈服强度通常为200 MPa（直线弯曲时）。

在测试机中，您可以永久地在图形的笔直部分上下拉伸和收缩钢筋（好吧，疲劳会加剧）。但是一旦进入弯曲部分，卸载将遵循不同的路径（请参见虚线）。

出于结构目的，屈服强度是限制因素。换句话说，您希望您的设计完全限于应力/应变图的弹性（直线）区域。如果进入塑料区域，则会使材料永久变形。（尽管出于重量原因，飞机设计师会进入塑料领域）。

购买不锈钢的唯一原因是因为您需要不锈钢材料（即完成工作）。太贵了。对于大多数目的，通常的防锈措施就足够了（例如适当的油漆覆盖和维护，甚至对最终表面进行镀铬）。不锈钢的杨氏模量较低，在低负荷下会变形更大。但是，这种“可拉伸性”使其更坚硬（但不更强！）。考虑一下要折断一根干燥的树枝与一根绿色的树枝。

硬度与结构目的无关。它成为工具制造和机械设计中的一个因素，但不适用于简单的承重应用。

编辑：

刚度/弹性。

首先，我们需要将应变定义为（变形长度）/（原始长度）。这是一个无量纲的数量，但是如果您想以这种方式考虑，则可以使用mm / mm或in / in。您也可以将其视为％stretch / 100（也就是说，以PerUnit而不是PerCent来衡量-以1为底，而不是100）

现在，我们将应力定义为在横截面上施加的力。想一想。力量越大，伸展度越大。杆越厚，拉伸阻力越大。因此，压力是这两个因素的组合。

变形方程式为：应力= E *应变，其中E为杨氏模量或弹性模量。它具有压力单位-通常用GPa（Kn / mm ^ 2）或Kpi（每平方英寸千克力）表示。

因此，如果施加200 Kn的力，一根1 mm ^ 2的导线的长度将加倍-实际上，它会在此之前断裂。

弯曲：

这很复杂，我们需要计算出横截面积的第二矩。对于矩形，这是I = bh ^ 3/12，其中b是水平尺寸，h是垂直尺寸。假设负载是向下的。如果水平加载，则根据力的方向定义垂直和水平方向。

现在我们需要构造一个加载函数。这是一个数学函数，用于定义梁上每个点的力。

集成该功能。结果是剪切函数。

再次整合。结果是弯矩功能。

将其乘以1 / EI（杨氏模量*惯性矩）。此因子考虑了材料特性和几何特性。

再次整合。结果是偏转角函数（以弧度为单位）

再次整合。结果是绝对偏转函数。现在，您可以插入x（到原点的距离）并以您使用的任何单位接收变形。