《金属材料的物理性能》金属材料的基本知识
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机电信息工程金属材料的物理化学性能分析王栋1王瑞2(1.新乡职业技术学院,河南新乡453006*.豫新汽车热管理科技有限公司,河南新乡453006)摘要:金属材料在加工和使用的过程中需要考虑其性能要求,来满足工艺性能的需要。
本文主要分析金属材料的物理和化学性能包含的内容和特点,要求。
关键词:材料;物理性能;化学性能;要求1物理性能1.1密度金属的密度就是单位体积金属的质量,其单位为Pg/n?,金属按照密度的大小分为轻金属和重金属,我们把密度小于4.5X103kg/m3的金属称为是轻金属,常见的有铝、镁、钛及其合金;把密度大于4,5X103 kg/m?的金属称为是重金属,这样的金属有金、银、铜、铅等。
在航空、汽车和较大体积的机器时,都应当考虑其密度要求,因为密度的大小很大程度上决定了零件的自身重量。
而机床外壳,底座、箱体等要求自重的,我们就采用密度较大的材料来保证其自身的强度和硬度。
1.2熔点熔点对于金属材料来说有着十分重要的作用,因为金属材料一般在作为成品使用之前都需要进行热处理工艺,如果不能准确地掌握材料的熔点的话,那作能够直接完成所有的工作,个别重要岗位仍然需要钳工进行手工操作,包括设备的维护、维修等等。
3.2钳工工艺在先进制造技术中的实际应用基于现代制造技术社会及企业对制造技术都提出了更高的要求和标准,与此同时,基于钳工工艺也开始要求精密度和准确度,其能够切实满足多元化的维修需要。
在进行一些较大的零件切割时,技术人员可以不再单纯地使用传统技术技能,可以利用现代信息技术及制造技术实现机床切割或自动化切割。
而对于一些微型零件的切割时,也可以采用微细车削、铳削,同时也可以利用渗透融合先进技术的微细钻削。
例如,在当前社会极其常见的桌面微细锂削机,其体积小、占地面积小,在使用时能够快速移动,像行李箱一样拖走。
据调查显示,钳工工艺中极其重要的工艺主要包括装配钳工、机修钳工及工具钳工。
首先,所谓装配钳工,本质上来讲是通过工件加工、机械设备装配实么在进行热处理时就不能准确地得到我们需要的合金组织。
一金属材料的基本知识现代生产中,特别是机械行业中,大量使用各种金属材料,为了合理选择和使用金属材料,充分发挥金属材料的性能潜力,必须了解金属材料的性能。
金属材料的性能,一般可以分为两类:一类是使用性能,包括力学(机械)性能、物理性能、化学性能等,作为结构材料首先要考虑的是金属材料使用过程中在外力作用下所表现出来的特性;另一类是工艺性能,它包括铸造性能、切削性能、焊接性能、热处理性能等,它反映金属材料在制造加工过程中所表现出来的各种特性。
一、金属材料的力学性能金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性,如:强度、塑性、弹性、硬度、韧性、疲劳、蠕变等。
机械性能指标反映了金属材料在各种形式外力作用下抵抗变形或破坏的能力,是设计金属制件时选材和进行强度计算的主要依据。
1.强度金属材料在静载荷作用下抵抗永久塑性变形和断裂的能力,称为强度。
下面简要介绍拉伸曲线及由此得出的材料性能指标。
2.塑性塑性是指金属材料在载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。
常用的塑性指标是延伸率δ和断面收缩率ψ,两个指标均为百分率(%)表示。
塑性指标在工程技术中具有重要的实际意义。
塑性好的材料,适宜于各种压力加工,如:冲压、挤压、冷拔、热轧及锻造等;制成零件在使用时,万一超载,也能由于塑性变形使材料强度提高而避免突然断裂。
3.硬度硬度是指材料抵抗其他硬物压入其表面的能力,它反映了材料抵抗局部塑性变形的能力。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
4.冲击韧性冲击韧性是指金属材料抵抗冲击力而不破坏的能力。
许多零件和工具在工作过程中,往往受到冲击载荷的作用,如冲床的冲头、锻锤的锤杆、内燃机的活塞箱、连杆及风动工具等,这些零件不仅要求具有足够的静载荷强度,而且要具有足够的抵抗冲击载荷的能力。
冲击韧性用αk表示。
5.疲劳强度许多机械零件,如轴、齿轮、弹簧等在交变应力下工作,虽然它们所承受的应力通常低于材料的屈服点,但在交变应力的长期作用下,材料在不发生明显的塑性变形、事前无察觉的情况下突然断裂,该现象称疲劳。
金属材料及处理工艺基础知识一、金属材料分类:金属材料的分类有多种方式,有按照密度分的,价格分的…常用的是分类是把金属材料分成黑色金属和有色金属两大类。
1.黑色金属:通常指铁,锰、铬及它们的合金。
常用的黑色材料为钢铁。
其又分为三类:纯铁,钢,铸铁。
纯铁:其主要由Fe组成的,含C量在0.0218%以下,工业中很少用;钢:含C量在218%-2.3%之间的铁碳合金〔不加其他元素的称碳素钢,加入其他合金元素的称合金钢〕。
其又可以按照成分分类〔碳素钢,合金钢〕,用途分类〔轴承钢,不锈钢,工具钢,模具钢,弹簧钢,渗碳用钢,耐磨钢,耐热钢…〕,品质分类〔普通钢,优质钢,高级优质钢〕,成形方式分类〔锻钢,铸钢,热轧钢,冷拉钢〕,形式分类〔板材,棒材,管材,异形钢等〕等等。
铸铁:含C量在2.3%-6.69%之间的铁碳合金成为铸铁。
按石墨的形态其又可以分为灰铸铁,球墨铸铁,蠕墨铸铁等,石墨的不同形态和基体的配合而具有不同的性能。
2.有色金属:又称非铁金属,指除黑色金属外的金属和合金,如铜、锡、铅、锌、铝、镍锰以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。
二、金属材料的使用性能及指标金属材料常用的性能指标有力学性能和物理性能。
1.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。
强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。
屈服强度、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,常用单位为MPa。
屈服强度:金属试样在拉力试验过程中,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。
一般的,材料到达屈服强度,就开始伴随着永久的塑性变形,因此其是非常重要的指标。
抗拉强度:金属试样在拉力试验时,拉断前所能承受的最大应力,用符号σb表示,单位为MPa。