1章 金属材料的主要性能
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1、金属材料的性能包括:使用性能和工艺性能。
2、使用性能:是指金属材料在使用条件下所表现出来的性能,包括①物理性能(如密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等)。
②化学性能(如抗腐蚀性、抗氧化性等)。
③力学性能(如强度、塑性、硬度、冲击韧性及疲劳强度等)。
④工艺性能。
力学性能的概念:力学性能是指金属在外力作用下所表现出来的性能。
3、力学性能包括:强度、硬度、塑性、冲击韧性a)金属在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力称为强度。
强度的大小用应力来表示。
b)根据载荷作用方式不同,强度可分为:抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度等。
一般情况下多以抗拉强度作为判别金属强度高低的指标。
4、金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为:弹性变形和塑性变形两种5、不能随载荷的去除而消失的变形称为塑形变形。
在载荷不增加或略有减小的情况下,试样还继续伸长的现象叫做屈服。
屈服后,材料开始出现明显的塑性变形。
Fs称为屈服载荷6、sb:强化阶段:7、随塑性变形增大,试样变形抗力也逐渐增加,这种现象称为形变强化(或称加工硬化)。
Fb:试样拉伸的最大载荷。
8、在拉伸试验过程中,载荷不增加(保持恒定),试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。
用符号σs表示,计算公式:σs=Fs/So对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示,计算公式:σ0.2=F0.2/So9、(2)抗拉强度材料在拉断前所能承受的最大应力称为抗拉强度,用符号σb表示。
计算公式为:σb=Fb/So10、断裂前金属材料产生永久变形的能力称为塑性。
塑性由拉伸试验测得的。
常用伸长率和断面收率表示。
11、伸长率:试样拉断后,标距的伸长与原始标距的百分比称为伸长率。
用δ表示:计算公式:δ=(l1-l0)/l0×100%断面收缩率:试样拉断后,缩颈处横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比称为断面收缩率。
用ψ表示12、材料抵抗局部变形特别是塑性变形压痕或划痕的能力称为硬度。
金属材料的主要性能金属材料性能一般分为工艺性能和使用性能两类。
所谓工艺性能是指机械零件加工制造过程中,金属材料所定冷、热加工条件下表现出来性能。
金属材料工艺性能好坏,决定了它制造过程中加工成形适应能力。
加工条件不同,要求工艺性能也就不同,如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
所谓使用性能是指机械零件使用条件下,金属材料表现出来性能,它包括机械性能、物理性能、化学性能等。
金属材料使用性能好坏,决定了它使用范围与使用寿命。
机械制造业中,一般机械零件都是常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用,且使用过程中各机械零件都将承受不同载荷作用。
金属材料载荷作用下抵抗破坏性能,称为机械性能(或称为力学性能)。
金属材料机械性能是零件设计和选材时主要依据。
外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求机械性能也将不同。
常用机械性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。
下面将分别讨论各种机械性能。
1.强度强度是指金属材料静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)性能。
载荷作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。
各种强度间常有一定联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本强度指针。
2.塑性塑性是指金属材料载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏能力。
3.硬度硬度是衡量金属材料软硬程度指针。
目前生产中测定硬度方法最常用是压入硬度法,它是用一定几何形状压头一定载荷下压入被测试金属材料表面,被压入程度来测定其硬度值。
常用方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法。
4.疲劳前面所讨论强度、塑性、硬度都是金属静载荷作用下机械性能指针。
实际上,许多机器零件都是循环载荷下工作,这种条件下零件会产生疲劳。
5.冲击韧性以很大速度作用于机件上载荷称为冲击载荷,金属冲击载荷作用下抵抗破坏能力叫做冲击韧性。