常用金属材料的主要性能指标及涵义
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金属材料主要性能指标模具钢在工作性能方面的要求1)硬度模具在工作时受力状态是复杂的,如热作模具通常在交变的温度场下承受交变应力作用,因此它应具有良好的抗软化或塑性变形状态的能力,在长期工作环境下仍能保持模具的形状和尺寸精度。
硬度是模具钢的重要性能之一。
对冷作模具的硬度一般选择在58HRC以上,而热作模具尤其是要求高的抗热疲劳性能的模具,通常硬度在45HRC左右。
对普通使用的塑料模具,一般硬度要求在35HRC左右。
2)强度与韧度零件的成形使模具承受着巨大的冲击、扭曲等负荷,尤其是现代高速冲压、高速精锻造和液态成形等技术以及一次成型技术的发展,模具承受着更大的负荷,往往由于模具钢的强度和韧度不够,造成型腔边缘或局部塌陷、崩刃或断裂而早期失效,因此模具热处理后应具有较高的硬度和韧度。
3)耐磨性零件成形时材料与模具型腔表面发生相对运动,使型腔表面产生了磨损,从而使得模具的尺寸精度、形状和表面的粗糙度发生变化而失效。
磨损是一种复杂的过程,影响因素很多,除取决作用于模具的外界条件外,还在很大程度上取决于采用模具钢的化学成分不均匀性、组织状态、力学性能等。
4)疲劳性能模具工作时承受着机械冲击和热冲击的交变应力,热作模具在工作的过程中,热交变应力更明显地导致模具热裂。
受应力和温度梯度的影响而引起裂纹,往往是在型腔表面形成浅而细的裂纹,他的迅速传播和扩展导致模具失效。
另外,模具钢的化学成分及组织的不均匀,模具钢中存在的冶金缺陷如非金属夹杂物,气孔、显微裂纹等均可导致模具钢的疲劳强度降低,因为在交变应力的作用下,首先在这些薄弱地区产生疲劳裂纹并发展为疲劳破坏。
5)粘着性工模具零件的表面由于两金属原子相相互扩散或单相扩散的作用,往往会有一些被加工金属粘附着,尤其是一些切削、剪切工具和冲压工具的表面会产生粘附或结疤现象,这会影响刃口的锋利程度和局部组织、化学成分的改变,使刃口部分崩裂或粘附金属的脱落划伤模具,使工件表面粗糙。
金属的物理性能包括哪些内容?含义各是什么?金属的物理性能主要包括比重(密度)、熔点、热膨胀性、导热性、导电性和磁性等。
(1)密度:密度是物体质量和其体积的比值。
它的单位为克/立方厘米(g/cm³)。
在体积相同的情况下,物体的密度越大,质量也越大。
(2)熔点:金属从固态向液体状态转变时的熔化温度称为熔点。
熔点一般用摄氏温度(℃)表示。
(3)热膨胀性:热膨胀性是指金属材料受热时,体积会增大,冷却时则收缩的一种性能。
热膨胀的大小一般由线膨胀系数表示。
(4)导热性:导热性是指金属材料在加热或冷却时传导热能的性能,一般由导热系数表示。
导热系数的单位为千卡/米·时·℃。
(5)导电性:导电性是指金属材料传导电流能力的性能。
(6)磁性:金属能导磁的性能称为磁性。
具有导磁能力的金属都能被磁铁吸引。
金属的机械性能主要包括哪些内容?含义各是什么?金属材料的机械性能主要包括强度、弹性、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。
(1)强度:强度是指材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
强度的单位为帕斯卡(Pa)(牛顿/毫米²)。
根据载荷作用在材料上的不同,强度又可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗扭强度和抗剪强度五种。
(2)弹性:金属材料在外力作用下产生变形,当外力去除后,变形消失,材料恢复原状的性能称为弹性。
(3)塑性:金属材料在外力作用下产生变形而不破坏,当外力去除后,仍能使变形保留下来的性能称为塑性。
塑性是用长度延伸率(δ)和断面收缩率(ψ)这两个指标来表示的。
(4)硬度:硬度是指金属材料表面抵抗比它硬的物体压入引起塑性变形的能力。
在实际生产中,最常用的硬度试验方法有布氏硬度试验和洛氏硬度试验两种。
(5)韧性:金属材料抵抗冲击载荷而不致破坏的性能称为韧性。
(6)疲劳强度:金属材料在无数次交变载荷作用下而不致破坏的最大应力称为疲劳强度。
金属材料的使用性能1. 密度(比重):材料单位体积所具有的质量,即密度=质量/体积,单位为g/cm3。
2. 力学性能: 金属材料在外力作用下表现出来的各种特性,如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。
3. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标,是金属材料选用的重要依据。
强度的大小用应力来表示,即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示。
4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中,载荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象,称为“屈服”。
产生屈服现象时的应力,即开始产生塑性变形时的应力,称为屈服点,用符号σs表示,单位为MPa。
5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时,拉断前所能承受的最大应力,用符号σb表示,单位为MPa。
6. 塑性: 金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形),但不会被破坏的能力。
7. 伸长率: 金属在拉力试验时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比,称为伸长率。
用符号δ,%表示。
伸长率反映了材料塑性的大小,伸长率越大,材料的塑性越大。
8. 韧性: 金属材料抵抗冲击载荷的能力,称为韧性,通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。
9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下,折断时所吸收的功。
用符号A?k表示,单位为J 。
10. 硬度: 金属材料的硬度,一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。
根据试验方法和适用范围的不同,可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种。
布氏硬度用符号HB表示:洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示。
部分常用钢的用途(一)各牌号碳素结构钢的主要用途:1.牌号Q195,含碳量低,强度不高,塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。
用于轧制薄板和盘条。
冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。
盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝,用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。
金属材料的力学性能指标金属材料是工程中常用的材料之一,其力学性能指标对于材料的选择和设计具有重要意义。
力学性能指标是评价金属材料力学性能的重要依据,主要包括强度、韧性、塑性、硬度等指标。
下面将对金属材料的力学性能指标进行详细介绍。
首先,强度是评价金属材料抵抗外部力量破坏能力的指标。
强度可以分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
其中,屈服强度是材料在受到外部力作用下开始产生塑性变形的应力值,抗拉强度是材料在拉伸状态下抵抗破坏的能力,抗压强度是材料在受到压缩力作用下抵抗破坏的能力。
强度指标直接影响着材料的承载能力和使用寿命。
其次,韧性是材料抵抗断裂的能力。
韧性指标包括冲击韧性、断裂韧性等。
冲击韧性是材料在受到冲击载荷作用下抵抗破坏的能力,断裂韧性是材料在受到静态载荷作用下抵抗破坏的能力。
韧性指标反映了材料在受到外部冲击或载荷作用下的抗破坏能力,对于金属材料的使用安全性具有重要意义。
再次,塑性是材料在受力作用下产生塑性变形的能力。
塑性指标包括伸长率、收缩率等。
伸长率是材料在拉伸破坏前的延展性能指标,收缩率是材料在受力破坏后的收缩性能指标。
塑性指标直接影响着金属材料的加工性能和成形性能,对于金属材料的加工工艺和成形工艺具有重要影响。
最后,硬度是材料抵抗划伤、压痕等表面破坏的能力。
硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度等。
硬度指标反映了材料表面的硬度和耐磨性能,对于金属材料的耐磨性和使用寿命具有重要意义。
综上所述,金属材料的力学性能指标是评价材料性能的重要依据,强度、韧性、塑性、硬度等指标直接影响着材料的使用性能和工程应用。
在工程设计和材料选择中,需要根据具体的工程要求和使用环境,综合考虑各项力学性能指标,选择合适的金属材料,以确保工程的安全可靠性和经济性。