金属材料基础知识培训
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1、金属材料的机械性能的含义是什么?金属及合金的机械性能是指材料的力学性能,即受外力作用时所反映出来的性能。
它是衡量金属材料的重要指标。
2、金属材料的主要机械性能指标有哪些?金属材料的主要机械性能有:弹性、塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度和断裂韧性。
3、什么是弹性和韧性?金属材料受外力作用时产生变形,当外力去掉后恢复原来的形状的性能,叫弹性;这种随着外力而消失得变形叫弹性变形,其大小与外力成正比。
金属材料在外力作用下,产生永久变形而不致引起破坏的性能,叫塑性。
外力消失时留下的这部分不可恢复得变形叫塑性变形,其大小与外力不成正比。
4、什么叫应力?什么叫应变?材料受到拉伸时单位截面上的拉力叫应力,用σ表示。
材料受到拉伸时单位长度上的伸长量叫应变,用ε表示。
5、什么叫弹性极限?材料所能承受的、不产生永久变形的最大应力叫做弹性极限,用σb表示。
6、什么叫屈服极限?金属材料开始出现明显的塑性变形的应力叫做屈服极限,用示。
有些材料屈服极限很难测定,通常规定产生0.2%塑性变形时的应力作为屈服极限,用σ0.2表示。
7、什么叫刚度?刚度用什么来衡量?金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力叫刚度。
在弹性范围内,应力与应变的比值叫做弹性模数,弹性模数越大,刚度越大。
8、什么叫强度?强度是指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力。
9、表示材料强度的指标有哪些?表示材料强度的指标有:1)、屈服强度:金属材料发生屈服现象时的屈服极限。
σs=P s/F0 (Pa)P s—试样产生屈服现象时所承受的最大外力,N(牛顿);F0—试样原来的截面积,㎡。
2)、抗拉强度:金属材料在拉断前所承受的最大应力。
以σb表示。
σb=P b/F0 (Pa) P b—试样在断裂前的最大拉力,N(牛顿);F0—试样原来的截面积,㎡。
10、什么叫硬度?金属材料抵抗更硬的物体压入其内部的能力叫做硬度。
11、衡量材料的硬度的指标有哪些?衡量硬度的指标有:布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)。
金属材料第一节金属的性能金属材料的性能对零件的使用和加工有十分重要的作用,一般可分为使用性能和工艺性能两大类.使用性能是指材料在工作条件下所必需具备的性能,包罗物理性能、化学性能和力学性能,它反映金属材料在使用过程中暗示出来的特点,决定了材料的应用范围、平安可靠性及使用寿命。
工艺性能是反映金属材料在制造加工过程中的各种性能,如锻造性能、焊接性能、锻压性能、切削加工性及淬透性等。
〔一〕金属材料的机械性能弹性和塑性、刚度、强度、硬度、冲击韧性、疲劳强度1、弹性和塑性弹性:金属材料受外力作用发生变形,当外力去掉后能恢复原状的性能叫弹性。
塑性:金属材料在栽荷作用下发生塑性变形而不破坏的能力。
2、刚度金属材料受力时抵当弹性变形的能力叫做刚性。
3、强度金属材料在外力作用下抵当塑性变形和断裂的能力叫做强度。
强度分抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度与抗扭强度。
4、硬度金属材料抵当更硬物体压力的能力叫做硬度。
5、冲击韧性金属材料抵当冲击载荷作用下断裂的能力叫做冲击韧性。
6、疲劳强度金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力叫做疲劳强度。
〔二〕金属材料的物理、化学及工艺性能1、物理性能金属材料的主要物理性能有密度、熔点、热膨胀性、导热性和导电性等。
2、化学性能金属材料的主要化学性能有耐酸性、耐碱性、抗氧化性等。
3、工艺性能工艺性能是物理、化学、机械性能的综合。
按工艺方法不同分为锻造性、可锻性、可焊性和切削加工性等。
第二节金属的布局与结晶一.钢的晶体构造所有的物质是由原子组成的。
固态物质内的原子摆列有两种类型:一种为原子的摆列紊乱而无规律性;另一种为原子按照必然的规律摆列。
前者就构成了非晶体类固态物质,如玻璃、松香等;后者就组成了晶体类固态物质,如各种固态金属。
〔一〕晶格在晶体内原子依照必然的几何规律在空间摆列成所谓的结晶格子,简称晶格。
由于金属原子具有占据彼此最相近位置的倾向,所以形成以下几种类型的晶格。
一、金属材料分类金属材料——指纯金属或合金,经过熔炼和各种加工后而制成的材料。
按性质特点,通常分为黑色金属材料和有色金属材料两大类。
黑色金属材料的分类(一)钢的分类钢是指含碳量低于2.11%的铁碳合金1.按照化学成分分类(1)碳素钢——钢中除铁外,主要只含有碳、硅、锰、硫、磷等几种元素。
按含碳量分类低碳钢——含碳量低于0.25%的钢。
中碳钢——含碳量在0.25%~0.6%的钢。
高碳钢——含碳量超过0.6%的钢。
(2)合金钢——是指在碳钢的基础上,为改变钢的性能,在冶炼过程时特意加入一种或多种合金元素而炼成的钢。
根据钢中合金元素总含量的多少分为2.按冶炼质量分类(1)普通钢——钢中含硫量不超过0.055%~0.065%;含磷量不超过0.045%~0.085%。
(2)优质钢——钢中含硫量不超过0.030%~0.045%;含磷量不超过0.035%~0.040%。
3.按照用途分类(1)结构钢——用以制造各种工程结构件(如建筑、桥梁、锅炉、船舶、车辆构件)和机械零件(如齿轮、轴类零件)的钢。
用于制造机械零件的钢,通常称为机械制造用结构钢。
主要钢种有优质碳素结构钢、合金结构钢以及各种专门用途的结构钢(如弹簧钢、轴承钢等)。
这类钢大多要经过热处理后才能使用。
(2)工具钢——这是用以制造各种工具的钢。
按其化学成分,通常分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢。
按其用途,又可分为刃具钢(或称刀具钢)、模具钢和量具钢。
(3) 特殊用途钢——是指某些具有特殊物理、化学或机械性能的钢。
如不锈钢、耐碳钢、耐热钢、磁钢等。
4.按照炼钢方法分类转炉钢——用转炉炼出来的钢。
它按炉衬材料分为酸性转炉钢和碱性转炉钢;按进风方法又分为底吹转炉钢、侧吹转炉钢和纯氧顶吹转炉钢。
平炉钢——用平炉炼出来的钢。
它按炉衬材料又分为酸性平炉钢和碱性平炉钢。
电炉钢——用电炉炼出来的钢。
它按炉衬材料又分为酸性电炉钢和碱性电炉钢。
5.按照脱氧程度分类镇静钢——脱氧完全的钢。