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金屬材料性能實用常識

2019-11-08 20:43   评论:27 点击:386

為更公道使用金屬材料,充分發揮其感化,必須把握各種金屬材料製成的零、構件在正常工作情況下應具備的性能(使用性能)及其在冷熱加工過程中材料應具備的性能(工藝性能)。

材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔點、導電性、導熱性 、熱膨脹性、磁性等)、化學性能(耐用腐蝕性、抗氧化性),力學性能也叫機械性能。

材料的工藝性能指材料適應冷、熱加工方法的能力。

(一)、機械性能

機械性能是指金屬材料在外力感化下所表現出來的特性。

1、強度:材料在外力(載荷)感化下,抵抗變形和斷裂的能力。材料單位麵積受載荷稱應力。 2、屈服點(бs):稱屈服強度,指材料在拉抻過程中,材料所受應力達到某一臨界值時,載荷不再增加變形卻繼續增加或產生0.2%L。時應力值,單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。 3、抗拉強度(бb)也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應力值。單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。 4、延伸率(δ):材料在拉伸斷裂後,總伸長與原始標距長度的百分比。 5、斷麵收縮率(Ψ)材料在拉伸斷裂後、斷麵最大縮小麵積與原斷麵積百分比。 6、硬度:指材料抵抗其它更硬物壓力其表麵的能力,常用硬度按其範圍測定分布氏硬度(HBS 、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。 7、衝擊韌性(Ak) :材料抵抗衝擊載荷的能力,單位為焦耳/厘米2(J/cm2)。

對低碳鋼拉伸的應力——應變曲線分析

1.彈性:εe=σe/E, 指標σe ,E 2.剛性:△L=P·l/E·F 抵抗彈性變形的能力強度 3.強度: σs---屈服強度,σb---抗拉強度 4.韌性 :衝擊吸收功Ak 5.疲憊強度: 交變負荷σ-1<σs 6.硬度 HR 、HV、HB

Ⅰ階段 線彈性階段 拉伸初期 應力—應變曲線為一向線 ,此階段應力最高限稱為材料的比例極限σe. Ⅱ階段 屈服階段 當應力增加至一定值時,應力—應變曲線出現水平線段(有微小波動) ,在此階段內,應力幾乎不變,而變形卻急劇增加,材料失往抵抗變形的能力,這類現象稱屈服,相應的應力稱為屈服應力或屈服極限,並用σs表示。 Ⅲ階段 為強化階段,經過屈服後,材料又加強了抵抗變形的能力。強化階段的最高點所對應的應力,稱材料的強度極限。用σb表示,強度極限是材料所能承受的最大應力。 Ⅳ階段 為頸縮階段。當應力增至最大值σb後,試件的某一局部明顯收縮,最後在縮頸處斷裂。

對低碳鋼σs與σb為衡量其強度的首要指標。

剛性:△L=P·l/E·F,抵抗彈性變形的能力。

P---拉力,l---材料原長 ,E---彈性模量 ,F---截麵麵積

塑性變形:外力往處後,不能恢複的變形,即殘餘變形稱塑性變形 。

材料能經受較大塑性變形而不破壞的能力,稱為材料的塑性或延伸性 。

衡量材料塑性的兩個指標是延伸率和斷麵收縮率。

延伸率δ=(△l0/l)×100% 斷麵收縮率ψ=((A-A1)/A)×100%

韌性(衝擊韌性):常用衝擊吸收功 Ak 表示,指材料在衝擊載荷感化下吸收塑性變形功和斷裂功的力 。

疲憊強度:材料抵抗無窮次應力(107)循環也不疲憊斷裂的強度指標,交變負荷σ-1<σs為設計標準。

硬度:材料軟硬程度。

測定硬度試驗的方法很多,大體上可以分為彈性回條法(肖氏硬度)壓進法(布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度)和劃痕法(莫氏硬度)等三大類,生產上利用最廣泛的是壓進法。它是將一定外形 、尺寸的硬質壓頭在一定大小載荷感化下壓進被測材料表層 ,以留下的壓痕表麵麵積大小或深度計算材料的硬度值。

由於硬度測定時的測定規範,所用儀器設備等不同,用壓進法井台測定材料的硬度的方法也有多種。

常用的方法是布氏硬度法(HB),維氏硬度法(HV),洛氏硬度法(HR)。

(二)、工藝性能

指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。

8 、鑄造性能:指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能,首要包括流性能、布滿鑄模能力;收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力;偏析指化學成分不均性。 9、焊接性能:指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法,把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起,接口處能滿足使用目的的特性。 10、頂氣段性能:指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。 11 、冷彎性能:指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α(外角)或彎心直徑d對材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小,則材料的冷彎性愈好。 12、衝壓性能:金屬材料承受衝壓變形加工而不破裂的能力 。在常溫進行衝壓叫冷衝壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。 13、鑄造性能:金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力 。

(三)、化學性能

指金屬材料與四周介質掃觸時抵抗發生化學或電化學反應的性能。

14、耐腐蝕性 :指金屬材料抵抗各種介質腐蝕的能力。 15、抗氧化性:指金屬材料在高溫下,抵抗產生氧化皮能力

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