要說這兩個(gè)概念，先從材料是如何被破壞的說起。任何材料在受到不斷增大或者持續(xù)恒定或者持續(xù)交變的外力作用下，***終會(huì)超過某個(gè)極限而被破壞。對(duì)材料造成破壞的外力種類很多，比如拉力、壓力、剪切力、扭力等。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度這兩個(gè)強(qiáng)度，僅僅是針對(duì)拉力而言。
這兩個(gè)強(qiáng)度是通過拉伸試驗(yàn)得出的，是通過拉力試驗(yàn)機(jī)(一般是wanneng試驗(yàn)機(jī)，可以進(jìn)行各種拉和壓以及彎曲的試驗(yàn))，用規(guī)定的恒定的加荷速率(就是單位時(shí)間內(nèi)拉力的增加量)，對(duì)材料進(jìn)行持續(xù)拉伸，直到斷裂或達(dá)到規(guī)定的破壞程度(比如有些對(duì)接焊縫強(qiáng)度試驗(yàn)可以不拉斷)，這個(gè)造成材料***終破壞的力，就是該材料的抗拉極限載荷�？估瓨O限載荷是一個(gè)力的表述，單位為牛頓(N)，因?yàn)榕ｎD是一個(gè)很小的單位，所以，大部分情況下用千牛(KN)的比較多。因?yàn)楦鞣N材料大小不一，所以抗拉極限載荷很難評(píng)判材料的強(qiáng)度。所以，用抗拉極限載荷除以實(shí)驗(yàn)材料的截面積，就得到單位面積的抗拉極限載荷。單位面積上受的力，這是一個(gè)強(qiáng)度的表述，單位是帕斯卡(Pa)，同樣，帕斯卡是一個(gè)極小的單位，一般都用兆帕(MPa)來表述。
所以，抗拉極限載荷與實(shí)驗(yàn)材料的截面積之比，就是抗拉強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度是材料單位面積上所能承受外力作用的極限。超過這個(gè)極限，材料將被解離性破壞。
那什么是屈服強(qiáng)度呢?屈服強(qiáng)度僅針對(duì)具有彈性材料而言，無(wú)彈性的材料沒有屈服強(qiáng)度。比如各類金屬材料、塑料、橡膠等等，都有彈性，都有屈服強(qiáng)度。而玻璃、陶瓷、磚石等等，一般沒有彈性，這類材料就算有彈性，也微乎其微，所以，沒有屈服強(qiáng)度一說。
彈性材料在受到恒定持續(xù)增大的外力作用下，直到斷裂。究竟發(fā)生了怎樣的變化呢?
首先，材料在外力作用下，發(fā)生彈性形變，遵循胡克定律。什么叫彈性形變呢?就是外力消除，材料會(huì)恢復(fù)原來的尺寸和形狀。當(dāng)外力繼續(xù)增大，到一定的數(shù)值之后，材料會(huì)進(jìn)入塑性形變期。材料一旦進(jìn)入塑性形變，當(dāng)外力，材料的原尺寸和形狀不可恢復(fù)!而這個(gè)造成兩種形變的的臨界點(diǎn)的強(qiáng)度，就是材料的屈服強(qiáng)度!對(duì)應(yīng)施加的拉力而言，這個(gè)臨界點(diǎn)的拉力值，叫屈服點(diǎn)。從晶體角度來說，只有拉力超過屈服點(diǎn)，材料的晶體結(jié)合才開始被破壞!材料的破壞，是從屈服點(diǎn)就已經(jīng)開始，而不是從斷裂的時(shí)候開始的!
弄清楚這兩個(gè)強(qiáng)度怎么來的了，所以說，屈服強(qiáng)度高的材料，能承受的破壞力就大，這是正確的。
但我要說的是不管哪個(gè)強(qiáng)度，只拿一個(gè)來說事，都不能說明這種材料安全與否或者結(jié)實(shí)與否!
咱們這里就說鋼材吧，別的不說了。關(guān)于屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度還有一個(gè)參數(shù)，可能知道的人不多，它究竟起什么左右，可能知道的人更少。這個(gè)參數(shù)就是屈強(qiáng)比!屈強(qiáng)比就是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的比值。范圍是0~1之間。屈強(qiáng)比是衡量鋼材脆性的指標(biāo)之一。屈強(qiáng)比越大，表明鋼材屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的差值越小，鋼材的塑性越差，脆性就越大!
為什么這樣說呢，這里要引進(jìn)一個(gè)新的指標(biāo)--延伸率。通俗一點(diǎn)說就是鋼材被拉斷后，和原來比，伸長(zhǎng)了多少。這是檢驗(yàn)鋼材塑性好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。這個(gè)數(shù)值越大，表明鋼材的延展性越好。上面我說了，當(dāng)鋼材拉伸超過屈服點(diǎn)之后，這個(gè)時(shí)候的鋼材已經(jīng)不可能恢復(fù)原來的尺寸，一直到斷裂，鋼材都在不斷的被拉長(zhǎng)。屈強(qiáng)比越大，屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的差值越小，那么在的加荷速率不變的情況下，鋼材被拉長(zhǎng)的時(shí)間就越短，那么延伸率就越低。
根據(jù)能量守恒定律，能量只能轉(zhuǎn)換或者傳遞。當(dāng)鋼材被拉伸的時(shí)候，歸根結(jié)底是能量的轉(zhuǎn)換吸收。在屈服點(diǎn)之前，鋼材處于彈性形變期，外部拉力幾乎全部被彈力抵消(轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能)，外來能量并沒有多少被吸收或者轉(zhuǎn)化，只有少量轉(zhuǎn)化為熱能。當(dāng)過屈服點(diǎn)之后，外力部分被彈力抵消(轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能)，而部分則被轉(zhuǎn)化為熱能，外力的作用于鋼材上的能量，主要是在塑性形變期被吸收的!
我上面提到，材料的破壞是從屈服點(diǎn)開始的。屈強(qiáng)比越低，那么材料從開始破壞到斷裂的時(shí)間越長(zhǎng)，屈強(qiáng)比越高，材料從開始破壞到斷裂的時(shí)間越短。能量在屈服點(diǎn)到斷裂點(diǎn)之間被大量轉(zhuǎn)化為熱能。
所以，單純說屈服強(qiáng)度高或者抗拉強(qiáng)度高，那么這種材料就一定好或者更安全。未必!只有屈服強(qiáng)度高，同時(shí)屈強(qiáng)比低的鋼材，才更安全一些!可惜，這樣的鋼材成本太高，都不大可能被用于民用車輛上。
現(xiàn)在鋼材除強(qiáng)度，還有一個(gè)重要的指標(biāo)就是韌性!到目前為止，我還沒有看到那一家車企對(duì)所用鋼材的韌性如何做一個(gè)描述!基本上都是對(duì)鋼材的強(qiáng)度大肆渲染!恰恰相反的是，在絕大多數(shù)情況下，提高鋼材的強(qiáng)度，往往會(huì)降低鋼材的韌性!降低韌性，就是增加脆性!而鋼材的韌性，是關(guān)系到鋼材安全的一個(gè)重要指標(biāo)
有一個(gè)指標(biāo)可能被車企有意無(wú)意的遺忘了--沖擊韌性或沖擊功。
用相同的力，推你一下或者猛擊你一下，哪個(gè)對(duì)你的傷害大?da an很明顯!鋼材的抗沖擊能力高低，才是關(guān)系的安全的重要因素!沒見過那次車禍?zhǔn)锹恿χ钡桨衍嚴(yán)瓟嗟陌?都是瞬間撞擊!如果你扛不住瞬間作用力，你抗拉強(qiáng)度再大有毛用?
從現(xiàn)在已經(jīng)直到的鋼材來看，凡是大于1000Mpa的強(qiáng)度，大多是抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度超過800Mpa也不是什么困難的事情，比如40Cr這種常見的“wanneng鋼”(基本上屬于干啥都行的)，一般的調(diào)制工藝屈服強(qiáng)度也能接近800Mpa,抗拉強(qiáng)度900MPa以上。
但是三者兼顧，高屈服、高延伸、有良好抗沖擊能力就比較難了!
幾乎所有的鋼材都存在同樣的問題，那就是在提高鋼材強(qiáng)度的同時(shí)，降低鋼材的抗沖擊能力!比如10.9級(jí)的高強(qiáng)螺栓，抗拉強(qiáng)度在1040-1240MPa為合格，屈服強(qiáng)度大于940Mpa,延伸率大于10%，沖擊韌性59J/CM2;而同材質(zhì)8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓(低一個(gè)級(jí)別)，抗拉強(qiáng)度在830-1030MPa為合格，屈服強(qiáng)度大于660Mpa,延伸率大于12%，沖擊韌性78J/CM2。
所以，對(duì)于絕大多數(shù)金屬材料而言，在提升某些技術(shù)指標(biāo)性能的同時(shí)，是以降低某些技術(shù)性能指標(biāo)為代價(jià)來實(shí)現(xiàn)的。是不能兼顧的。鋼鐵工業(yè)是人類***成熟的工業(yè)技術(shù)之一，沒有什么太多的秘密。鋼鐵材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，并非是越高越好，或者越低越好，而是根據(jù)需要，將各項(xiàng)指標(biāo)調(diào)整到一個(gè)能夠兼顧的范圍內(nèi)。對(duì)于我們行業(yè)的人而言，鋼材除了結(jié)構(gòu)上有問題外(指的產(chǎn)品缺陷)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)沒有好壞之分，要看你在哪里用。只有用錯(cuò)地方，而沒有用錯(cuò)東西一說。