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金属材料机械性能代号

金属材料机械性能代号

名称代号单位意义

比例极限σp Mpa材料在受力拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的最大应变值屈服点σs Mpa材料在受力过程中,开始产生显著塑性变形的最小应力值

屈服强度σ0.2Mpa 材料在受力过程中,所产生的塑性变形达到测定长度的0.2%时的应力值

抗拉强度σb Mpa材料在拉伸过程中,从开始到散裂时所达到的最大应力值

抗压强度σbc Mpa材料在拉伸过程中,从开始到断裂期间内所达到的最大应力值

抗弯强度σbb Mpa 在与轴线(材料)相垂直的力作用下,材料呈现弯曲直至破坏时所到达的最大应力值

延伸率δ%材料在拉断后,其测定部分的塑性伸长与原来测定部分长度的百分比

断面收缩率ψ%材料在拉断后,其断裂处横截面积的缩减量与原来的横截面积的百分比

扭转比例极限J p Mpa材料在扭转过程中的规定比例极限值

扭转屈服强度J0.3Mpa 材料在扭转过程中,所产生的部分残余剪应变量达到测定量的0.3%时的计算剪应力

扭转强度Jb Mpa材料在扭转过程中,达到断裂时的最大扭矩计算而得的最大剪应力

σ-1光滑试样承受对称弯曲应力时,在重复或交变情况下,于规定周期

次数内不发生断裂所承受的最大应力

J-1光滑试样承受对称扭转应力时,在重复或交变情况下,于规定周期

次数内不发生断裂所承受的最大应力

HB硬度表示材料抵抗物体压入其表面的能力

HRC

HRB

HRA用于硬度极高的材料(如硬质合金钢)

HV锥式硬度

HS当工件最终表面不允许留下任何痕迹(如钢球或金刚石压痕)时,

如如轧辊辊身和辊径处,采用HS

冲击韧性A k

试样在一次摆锤冲击弯曲试验中冲折时所消耗的功除以试样断裂处原横截面积所得的商

金属材料机械性能代号

Mpa

疲劳极限

HB>450或试样过小,改用洛式硬度(HR)。分别用HRA、HRB

、HRC三种标度表示:标度C用于硬度很高的材料(如:淬火

钢);标度B用于硬度较低的材料(如:退火钢、铸铁)

硬度Mpa

常见八种金属材料及其加工工艺

常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分,很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途,主要是因为其出色的流动性,以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称,它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高,在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层,所以通常都会被磨光。虽然如此,在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施,即在铸件表面加覆一层沥青涂层,沥青渗入铸铁表面的细孔中,从而起到防锈作用。金属加工微信,内容不错,值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性:优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途:铸铁已经具有几百年的应用历史,涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分,铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜,这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18:10。 20世纪初,不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中,设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品,涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的:比如,消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型:奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性:卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途:奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性,主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能,所以经常应用于侵蚀性环境。

金属材料性能

金属材料性能 金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。(注:金属氧化物(如氧化铝)不属于金属材料) 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在加工制造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,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在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 (1)黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 (2)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3)特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及金属基复合材料等。 金属材料特质 1.塑性 塑性是指金属材料在载荷外力的作用下,产生永久变形(塑性变形)而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时,长度和横截面积都要发生变化,因此,金属的塑性可以用长度的伸长(延伸率)和断面的收缩(断面收缩率)两个指标来衡量。 金属材料的延伸率和断面收缩率愈大,表示该材料的塑性愈好,即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料(如低碳钢等),而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料(如灰口铸铁等)。塑性好的材料,它能在较大的宏观范围内产生塑性变形,并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化,从而提高材料的强度,保证了零件的安全使用。此外,塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工,如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此,选择金属材料作机械零件时,必须满足一定的塑性指标。 2.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一

金属材料机械性能代号

名称代号单位意义 比例极限σp Mpa材料在受力拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的最大应变值屈服点σs Mpa材料在受力过程中,开始产生显著塑性变形的最小应力值 屈服强度σ0.2Mpa 材料在受力过程中,所产生的塑性变形达到测定长度的0.2%时的应力值 抗拉强度σb Mpa材料在拉伸过程中,从开始到散裂时所达到的最大应力值 抗压强度σbc Mpa材料在拉伸过程中,从开始到断裂期间内所达到的最大应力值 抗弯强度σbb Mpa 在与轴线(材料)相垂直的力作用下,材料呈现弯曲直至破坏时所到达的最大应力值 延伸率δ%材料在拉断后,其测定部分的塑性伸长与原来测定部分长度的百分比 断面收缩率ψ%材料在拉断后,其断裂处横截面积的缩减量与原来的横截面积的百分比 扭转比例极限J p Mpa材料在扭转过程中的规定比例极限值 扭转屈服强度J0.3Mpa 材料在扭转过程中,所产生的部分残余剪应变量达到测定量的0.3%时的计算剪应力 扭转强度Jb Mpa材料在扭转过程中,达到断裂时的最大扭矩计算而得的最大剪应力 σ-1光滑试样承受对称弯曲应力时,在重复或交变情况下,于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 J-1光滑试样承受对称扭转应力时,在重复或交变情况下,于规定周期 次数内不发生断裂所承受的最大应力 HB硬度表示材料抵抗物体压入其表面的能力 HRC HRB HRA用于硬度极高的材料(如硬质合金钢) HV锥式硬度 HS当工件最终表面不允许留下任何痕迹(如钢球或金刚石压痕)时, 如如轧辊辊身和辊径处,采用HS 冲击韧性A k 试样在一次摆锤冲击弯曲试验中冲折时所消耗的功除以试样断裂处原横截面积所得的商 金属材料机械性能代号 Mpa 疲劳极限 HB>450或试样过小,改用洛式硬度(HR)。分别用HRA、HRB 、HRC三种标度表示:标度C用于硬度很高的材料(如:淬火 钢);标度B用于硬度较低的材料(如:退火钢、铸铁) 硬度Mpa

金属材料力学性能最常用的几项指标

金属材料力学性能最常用的几项指标 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。 对于金属材料的硬度,至今在国内外还没有一个包括所有试验方法的统一而明确的定义。就已经标准化的、被国内外普通采用的金属硬度试验方法而言,金属材料硬度的定义是:材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性,或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言,硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异,因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法,这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种测试方法是最长用的,它们是金属硬度检测的主要测试方法。而洛氏硬度试验又是应用最多的,它被广泛用于产品的检测,据统计,目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法,这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的及不可移动工件的硬度检测。 1.布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金压头施加规定的试验力,使压头压入试样表面,经规定的保持时间后,除去试验力,测量试样表面的压痕直径d,布氏硬度用试验

常见金属材料特性

45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。 应用举例 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。(焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火)。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能,以及一定的强度,好的冷弯性能。 应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊接前应预热100~150℃,一般在调质状态下室使用,还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。

应用举例调质处理后用于制造中速,中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮 等。 HT150{灰铸铁} 应用举例 齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调 质后使用。 应用举例适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固 件。

最新常用金属材料中各种化学成分对性能的影响

常用金属材料中各种化学成分对性能的影响 .生铁: 生铁中除铁外,还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。这些元素对生铁的性 能均有一定的影响。 碳(C):在生铁中以两种形态存在,一种是游离碳(石墨),主要存在 于铸造生铁中,另一种是化合碳(碳化铁),主要存在于炼钢生铁中,碳化 铁硬而脆,塑性低,含量适当可提高生铁的强度和硬度,含量过多,则使生 铁难于削切加工,这就是炼钢生铁切削性能差的原因。石墨很软,强度低, 它的存在能增加生铁的铸造性能。 硅(Si):能促使生铁中所含的碳分离为石墨状,能去氧,还能减少铸件 的气眼,能提高熔化生铁的流动性,降低铸件的收缩量,但含硅过多,也会 使生铁变硬变脆。 锰(Mn):能溶于铁素体和渗碳体。在高炉炼制生铁时,含锰量适当,可 提高生铁的铸造性能和削切性能,在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰,进入炉渣。 磷(P):属于有害元素,但磷可使铁水的流动性增加,这是因为硫减低了 生铁熔点,所以在有的制品内往往含磷量较高。然而磷的存在又使铁增加硬 脆性,优良的生铁含磷量应少,有时为了要增加流动性,含磷量可达 1.2%。硫(S):在生铁中是有害元素,它促使铁与碳的结合,使铁硬脆,并与铁 化合成低熔点的硫化铁,使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性,顾含硫高 的生铁不适于铸造细件。铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%(车轮生铁除外)。 2.钢: 2.1元素在钢中的作用 2.1.1 常存杂质元素对钢材性能的影响 钢除含碳以外,还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氮(N)和氢(H)等元素。这些元素并非为改善钢材质量有意加入的,而是 由矿石及冶炼过程中带入的,故称为杂质元素。这些杂质对钢性能是有一定 影响,为了保证钢材的质量,在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格 的规定。 1)硫 硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。它是钢中的一种有害元素。硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中,FeS和Fe形成低熔点(985℃)化合物。而钢材的热加工温度一般在1150~1200℃以上,所以当钢材热加工时,由于FeS化合物的过早熔化而导致工件开裂,这种现象称为“热脆”。含硫量愈高,热脆现象愈严重,故必须对钢中含硫量进行控制。高级优质钢:S<0.02%~0.03%;优质钢:S<0.03%~0.045%;普通钢:S<0.055%~0.7%以下。 部分常用钢的牌号、性能和用途 1 《信息来源:无缝钢管》

金属材料力学性能

金属材料力学性能 Prepared on 24 November 2020

常见的金属材料力学性能一. 金属材料相关概念 任何机械零件或工具,在使用过程中,往往要受到各种形式的外力作用。这就要求金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力;这种能力就是金属材料的力学性能。诸如金属材料的强度、刚度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料在外力下表现出来的力学性能的指标。 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。一般用单位面 积所承受的作用力表示,符号为σ,单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下,产生屈服现象时的应力,或开始出现塑性变形时的最低应力值,用σs表示。抗拉强度是指金属材料在拉力作用下,被拉断前所承受的最大应力值,用σb表示。 对于大多数机械零件,工作时不允许产生塑性变形,所以屈服强度是零件强度设计的依据;对于因断裂而失效的零件,则用抗拉强度作为其设计的依据。 刚度 刚度是指金属材料在外力载荷作用下抵抗弹性变形的能力。对于机械零件要求较高的尺寸稳定性时,需要考虑刚度指标。 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。

几种常用金属材料力学性能一览表 注:1.上表中材料的强度数值仅供参考,在不同的热处理工艺及环境下其对应的强度值不同。 二.材料的失效与许用应力 通常将材料的强度极限与屈服极限统称为材料的极限应力,用σu 表示。对于脆性材料强度极限为其唯一强度指标;对于塑性材料,其屈服应力小于强度极限,通常以屈服应力作为极限应力。 为了机械零件使用的安全性,对于机械构件要有足够的强度储备。因此,实际是使用的最大应力值必须小于材料的极限应力。最大使用应力称为许用应力,用[σ]表示。许用应力与极限应力的关系如下: [σ]= σu n , σu ={ σs σb 式中,n 为大于1的因数,称为安全因数。对于塑性材料n 为,σu=σ s ;对于脆性材料n 为,σu=σb 。 强度条件 σmax =(F A )max ≤[σ] 式中,F ,机械零件所承受的最大载荷作用力,单位N ;

机械加工常用金属材料及特性

简介:1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢,是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢,综合力学性能良好,淬透性低,水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理,大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件,如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热,焊后消除应力退火。 2. Q235A(A3钢)——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能,以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一,属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后,具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性,淬透性良好,油冷时可得到较高的疲劳强度,水冷时复杂形状的零件易产生裂纹,冷弯塑性中等,回火或调质后切削加工性好,但焊接性不好,易产生裂纹,焊前应预热到100~150℃,一般在调质状态下使用,还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件,如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等,调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件,如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等,经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件,如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等,经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件,如蜗杆、主轴、轴、套环等,碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件,如轴、齿轮等。 4. HT150——灰铸铁。应用举例:齿轮箱体,机床床身,箱体,液压缸,泵体,阀体,飞轮,气缸盖,带轮,轴承盖等 5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征: 强度适当,塑性较好,冷塑性高,焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低,正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件,可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等,各种标准件、紧固件 6. 65Mn——常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条,也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧,卡簧等。 7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢(美国钢号304,日本钢号SUS304)特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛,如食品用设备,一般化工设备,原于能工业用设备 8. Cr12——常用的冷作模具钢(美国钢号D3,日本钢号SKD1) 特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢,属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性;由于Cr12钢碳含量高达2.3%,所以冲击韧度较差、易脆裂,而且容易形成不均匀的共晶碳化物;Cr12钢由于具有良好的耐磨性,多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等

钢材的物理力学性能和机械性能表

钢材的物理力学性能和机械性能表 钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等. 单独作用下所显示的各种机械性能。钢材通常有五大主要的机械性能指标:通过一次拉伸试验可得到抗拉强度,伸长率和屈服点三项基本性能; 通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能; 通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。 1.屈服点(σs) 钢材或试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。 设Ps为屈服点s处的外力,Fo为试样断面积,则屈服点σs =Ps/Fo(MPa),MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2) 2.屈服强度(σ0.2) 有的金属材料的屈服点极不明显,在测量上有困难,因此为了衡量材料的屈服特性,规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力,称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。 3.抗拉强度(σb) 材料在拉伸过程中,从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。 设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力,Fo为试样截面面积,则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。

4.伸长率(δs) 材料在拉断后,其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。 5.屈强比(σs/σb) 钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值,称为屈强比。屈强比越大,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为 0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。 6.硬度 硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。它是金属材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。 ⑴布氏硬度(HB) 以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面,保持一段时间,去载后,负荷与其压痕面积之比值,即为布氏硬度值(HB),单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 ⑵洛氏硬度(HR) 当HB>450或者试样过小时,不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球,在一定载荷下压入被测材料表面,由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同,分三种不同的标度来表示: HRA:是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB:是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球,求得的硬度,用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC:是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度,用于硬度很高的材

(完整版)金属材料知识大全

金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。(注:金 属氧化物(如氧化铝)不属于金属材料) 1.意义 人类文明的发展和社会的进步同金属材料关系十分密切。继石器时代之后 出现的铜器时代、铁器时代,均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代,种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 2.种类 金属材料通常分为黑色金属、有色金属和特种金属材料。 (1)黑色金属又称钢铁材料,包括含铁90%以上的工业纯铁,含碳2%~4%的铸铁,含碳小于 2%的碳钢,以及各种用途的结构钢、不锈钢、耐热钢、高温合金、不锈钢、精密合金等。广义的黑色金属还包括铬、锰及其合金。 (2)有色金属是指除铁、铬、锰以外的所有金属及其合金,通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬 度一般比纯金属高,并且电阻大、电阻温度系数小。 (3)特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过快速冷凝工艺获得的非晶态金属材料,以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等;还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等特殊功能合金以及 金属基复合材料等。 3.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在加工制 造过程中,金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工 艺性能的好坏,决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同,要求的工艺性能也就不同,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在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它 包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它 的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和 非常强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷 的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为 机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。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 的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、 多次冲击抗力和疲劳极限等。 金属材料特质

金属材料性能及国家标准

金属材料性能 为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 ???? 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? (一)、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点(бs ):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值,单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。 ??? 3 、抗拉强度(бb )也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 ( N/mm2 )表示。 ??? 4 、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度( HBS 、 HBW )和洛氏硬度( HKA 、 HKB 、 HRC ) ??? 7 、冲击韧性( Ak ):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳 / 厘米 2 ( J/cm 2 ) . (二)、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能:指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能,主要包括流性能、充满铸模能力;收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力;偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能:指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法,把两个或两个以上金属材料焊接到一起,接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能:指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能:指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示, a 愈大或 d/a 愈小,则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能:金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能:金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 (三)、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性:指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性:指金属材料在高温下,抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验

金属材料机械性能检测

金属材料机械性能检测 抗拉强度(tensile strength) 试样拉断前承受的最大标称拉应力。 抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值,也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料,它表征材料最大均匀塑性变形的抗力,拉伸试样在承受最大拉应力之前,变形是均匀一致的,但超出之后,金属开始出现缩颈现象,即产生集中变形;对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料,它反映了材料的断裂抗力。符号为RM,单位为MPA。 试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段后随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度或者强度极限(σb),单位为N/mm2(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为: σ=Fb/So 式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力,N(牛顿);So--试样原始横截面积,mm2。 抗拉强度(Rm)指材料在拉断前承受最大应力值。 当钢材屈服到一定程度后,由于内部晶粒重新排列,其抵抗变形能力又重新提高,此时变形虽然发展很快,但却只能随着应力的提高而提高,直至应力达最大值。此后,钢材抵抗变形的能力明显降低,并在最薄弱处发生较大的塑性变形,此处试件截面迅速缩小,出现颈缩现象,直至断裂破坏。钢材受拉断裂前的最大应力值称为强度极限或抗拉强度。 单位:kn/mm2(单位面积承受的公斤力) 抗拉强度:Tensile strength. 抗拉强度=Eh,其中E为杨氏模量,h为材料厚度 目前国内测量抗拉强度比较普遍的方法是采用万能材料试验机等来进行材料抗拉/压强度的测定! 屈服强度(yield strength) 屈服强度:是金属材料发生屈服现象时的屈服极限,亦即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。大于此极限的外力作用,将会使零件永久失效,无法恢复。如低碳钢的屈服极限为207MPa,当大于此极限的外力作用之下,零件将会产生永久变形,小于这个的,零件还会恢复原来的样子。 yield strength,又称为屈服极限,常用符号δs,是材料屈服的临界应力值。

金属材料化学元素及机械性能

GG25 HT250 C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30 - ≥250 - 180-225 GG20 HT200 C Si Mn P S (參考) ~~~1≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥200 - - ASTM A126B C Si Mn P S Cr Ni Mo - - - ≤≤- - - 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 - ≥214 - - GGG40 EN-GJS-400-15 EN-JS1030 GB/T 1348 QT400-15 C Si Mn P S (參考) ~~3 ≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥15 130~180 EN-GJS-400-18 EN-JS1025 GB/T 1348 QT400-18 C Si Mn P S (參考) ~~≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥250 ≥400 ≥18 130~180 ASTM A536 65-45-12C Si Mn P S (參考) % Hardness HB 30≥310 ≥448 ≥12 -

ASTM A536 60-40-18 C Si Mn P S (參考) ~~≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥275 ≥414 ≥18 - ASTM A395 65-45-15 C Si Mn P S Cr Ni Mo ≥3≤-≤----0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30≥310 ≥450 ≥15 156~201 65Mn GB/T 711 C Si Mn P S Cr Ni Cu ~~~≤≤≤≤≤ 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Hardness HB 30 ≥430 ≥735 ≥9 ≤229 Q235A C Si Mn P S Cr Ni Mo ~≤~≤≤- 0,2%. N/mm2 Tensile-Str. N/mm2 Elongation A5 % Reduc. Area % ≥235 375~500 26 - 閥門常用材料標準

金属材料基础知识汇总

《金属材料基础知识》 第一部分金属材料及热处理基本知识 一,材料性能:通常所指的金属材料性能包括两个方面: 1,使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能够正常工作,材料所应具备的性能,主要有力学性能(强度、硬度、刚度、塑性、韧性等),物理性能(密度、熔点、导热性、热膨胀性等)。使用性能决定了材料的应用范围,使用安全可靠性和寿命。 2,工艺性能即材料被制造成为零件、设备、结构件的过程中适应的各种冷、热加工的性能,如铸造、焊接、热处理、压力加工、切削加工等方面的性能。 工艺性能对制造成本、生产效率、产品质量有重要影响。 二,材料力学基本知识 金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用,当达到或超过某一限度时,材料就会发生变形以至于断裂。材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。 承压类特种设备材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等。这些指标可以通过力学性能试验测定。 1,强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。材料强度指标可以通过拉伸试验测出。抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。一般金属材料构件都是在弹性状态下工作的。是不允许发生塑性变形,所以机械设计中一般采用屈服强度σs作为强度指标,并加安全系数。2,塑性材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。评定材料塑性的指标通常用伸长率和断面收缩率。 伸长率δ=[(L1—L0)/L0]100% L0---试件原来的长度L1---试件拉断后的长度 断面收缩率φ=[(A1—A0)/A0]100% A0----试件原来的截面积A1---试件拉断后颈缩处的截面积 断面收缩率不受试件标距长度的影响,因此能够更可靠的反映材料的塑性。 对必须承受 强烈变形的材料,塑性优良的材料冷压成型的性能好。 3,硬度金属的硬度是材料抵抗局部塑性变形或表面损伤的能力。硬度与强度有一定的关系,一般情况下,硬度较高的材料其强度也较高,所以可以通过测试硬度来估算材料强度。另外,硬度较高的材料耐磨性也较好。 工程中常用的硬度测试方法有以下四种 (1)布氏硬度HB (2)洛氏硬度HRc(3)维氏硬度HV (4)里氏硬度HL 4,冲击韧性指材料在外加冲击载荷作用下断裂时消耗的能量大小的特性。 材料的冲击韧性通常是在摆锤式冲击试验机是测定的,摆锤冲断试样所作的功称为冲击吸收功。以Ak表示,Sn为断口处的截面积,则冲击韧性ak=Ak/Sn。 在承压类特种设备材料的冲击试验中应用较多。 三金属学与热处理的基本知识 1,金属的晶体结构--物质是由原子构成的。根据原子在物质内部的排列方式不同,可将物质分为晶体和非晶体两大类。凡内部原子呈现规则排列的物质称为晶体,凡内部原子呈现不规则排列的物质称为非晶体,所有固态金属都是晶体。 晶体内部原子的排列方式称为晶体结构。常见的晶体结构有:

常用金属材料的特性

它们都是含碳量比较低的优质碳素结构钢。它们不同的主要是两方面,一是含碳量不同;而是机械性能不同。 从化学成分上来看,是含碳量不同,10#钢平均含碳量为万分之10,20#钢平均含碳量为万分之20。 由于含碳量的不同就导致了它们的机械性能的不同。碳素结构钢随着含碳量的增加,强度硬度都相应提高,塑性纫性相应降低。10#、20#属于低碳钢,强度硬度不高,塑性纫性都很好。它们之间比较来说,10#钢的强度和硬度比20#钢要低;10#钢的塑性和纫性比20#钢要好,也是说要软些。 我国钢号表示方法的分类说明 1.碳素结构钢 ①由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以“Q”,代表钢材的屈服点,后面的数字表示屈服点数值,单位是MPa例如Q235表示屈服点(σs)为235 MPa的碳素结构钢。 ②必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为A、B、C、D。脱氧方法符号:F表示沸腾钢;b表示半镇静钢:Z表示镇静钢;TZ表示特殊镇静钢,镇静钢可不标符号,即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF表示A级沸腾钢。 ③专门用途的碳素钢,例如桥梁钢、船用钢等,基本上采用碳素结构钢的表示方法,但在钢号最后附加表示用途的字母。 2.优质碳素结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.45%的钢,钢号为“45”,它不是顺序号,所以不能读成45号钢。 ②锰含量较高的优质碳素结构钢,应将锰元素标出,例如50Mn。 ③沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后特别标出,例如平均碳含量为0.1%的半镇静钢,其钢号为10b。 3.碳素工具钢 ①钢号冠以“T”,以免与其他钢类相混。 ②钢号中的数字表示碳含量,以平均碳含量的千分之几表示。例如“T8”表示平均碳含量为0.8%。 ③锰含量较高者,在钢号最后标出“Mn”,例如“T8Mn”。 ④高级优质碳素工具钢的磷、硫含量,比一般优质碳素工具钢低,在钢号最后加注字母“A”,以示区别,例如“T8MnA”。 4.易切削钢 ①钢号冠以“Y”,以区别于优质碳素结构钢。 ②字母“Y”后的数字表示碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,例如平均碳含量为0.3%的易切削钢,其钢号为“Y30”。 ③锰含量较高者,亦在钢号后标出“Mn”,例如“Y40Mn”。 5.合金结构钢 ①钢号开头的两位数字表示钢的碳含量,以平均碳含量的万分之几表示,如40Cr。 ②钢中主要合金元素,除个别微合金元素外,一般以百分之几表示。当平均合金含量<1.5%时,钢号中一般只标出元素符号,而不标明含量,但在特殊情况下易致混淆者,在元素符号后亦可标以数字“1”,例如钢号“12CrMoV”和“12Cr1MoV”,前者铬含量为0.4-0.6%,后者为0.9-1.2%,其余成分全部相同。当合金元素平均含量≥1.5%、≥2.5%、≥3.5%……时,在元素符号后面应标明含量,可相应表示为2、3、4……等。例如18Cr2Ni4WA。 ③钢中的钒V、钛Ti、铝AL、硼B、稀土RE等合金元素,均属微合金元素,虽然含量很低,仍应在钢号中标出。例如20MnVB钢中。钒为0.07-0.12%,硼为0.001-0.005%。 ④高级优质钢应在钢号最后加“A”,以区别于一般优质钢。 ⑤专门用途的合金结构钢,钢号冠以(或后缀)代表该钢种用途的符号。例如,铆螺专用的30CrMnSi钢,

金属材料的力学性能教案

复习旧课 1、材料的发展历史 2、工程材料的分类 讲授新课 第一章金属材料的力学性能 材料的性能有使用性能和工艺性能两类 使用性能是保证工件的正常工作应具备的性能,主要包括力学性能、物理性能、化学性能等。 工艺性能是材料在被加工过程中适应各种冷热加工的性能,包括铸造性能、锻压性能、焊接性能、热处理性能、切削加工性能等。 力学性能是指金属在外力作用下所显示的性能能。 金属力学性能指标有:强度、刚度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。 第一节刚度、强度与塑性 一、拉伸试验及力—伸长曲线 L 0——原始标距长度;L 1 ——拉断后试样标距长度 d 0——原始直径。d 1 ——拉断后试样断口直径 国际上常用的是L0=5 d0(短试样),L0=10 d0(长试样) [拉伸曲线]:拉伸试验中记录的拉伸力F与伸长量ΔL(某一拉伸力时试样的长度与原始长度的差ΔL=Lu-L0)的F—ΔL曲线称为拉伸曲线图。 Oe段:为纯弹性变形阶段,卸去载荷时,试样能恢复原状

Es段:屈服阶段 Sb段:强化阶段,试样产生均匀的塑性变形,并出现了强化 Bk段:局部塑性变形阶段 二、刚度 刚度:金属材料抵抗弹变的能力 指标:弹性模量 E E= σ / ε (Gpa ) 弹性范围内. 应力与应变的比值(或线形关系,正比) E↑刚度↑一定应力作用下弹性变形↓ 三、强度指标σ= F/S o 强度:强度是指材料抵抗塑性变形和断裂的能力。 强度表示:强度一般用拉伸曲线上所对应某点的应力来表示。单位采用N/mm2(或MPa 兆帕)σ= F/A o σ——应力(MPa);F——拉力(N);S o——截面积(mm2)。 常用的强度判据主要有屈服点、条件屈服强度(也称为规定残余伸长应力)和抗拉强度等。 1、屈服点与条件屈服强度 [屈服强度]σs 产生屈服时的应力(屈服点),亦表示材料发生明显塑性变形时的最低应力值。 [ 规定残余伸长应力]:σ r0.2产生0.2%残余伸长率时的应力。σ r0.2 = F r0.2/A o 2、抗拉强度 [抗拉强度]:σ b 断裂前最大载荷时的应力(强度极限) σγ0.2常常难以测出,所以,脆性材料没有屈服强度指标,只有抗拉强度指标用于零件的设计计算。 强度意义:一般机械零件或工具使用时,不允许发生塑性变形,故屈服点σ s 是机械设计强度计算的主要依据;抗拉强度代表材料抵抗拉断的能力,若应力大于抗拉强度,则会发生断裂而造成事故。 三、塑性指标 材料产生塑性变形而不破坏的能力称为塑性。常用的塑性指标是断后伸长率δ和断面收缩率。一般通过拉伸实验测定。 1、断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。用符号δ表示。 δ =(L1-L0 /L0)×100%

金属材料力学性能代 含义

金属材料力学性能代号含义 名称代号单位含义 抗拉强度σb MPa 或 N/mm^2材料试样受拉力时,在拉断前所承受的最大应力.抗压强度σbc MPa 或 N/mm^2材料试样受压力时,在压坏前所承受的最大应力.抗弯强度σbb MPa 或 N/mm^2材料试样受弯曲力时,在破坏前所承受的最大应力.抗剪强度τMPa 或 N/mm^2材料试样受剪力时,在剪断前所承受的最大剪应力. 抗扭强度τb MPa 或 N/mm^2材料试样受扭转力时,在扭断前所承受的最大剪应力 屈服点σs MPa 或 N/mm^2材料试样在拉伸过程中,负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服. 屈服时的最小应力称为屈服点和屈服极限. 屈服强度σ0.2MPa 或 N/mm^2材料试样在拉伸过程中, 负荷不增加或开始有所降低而变形继续发生的现象称为屈服. 对某些屈服现象不明显的金属材料, 测定屈服点比较困难,为便于测量,通常按其产生永久变形量等于试样原长0.2%时的应力称为屈服度或条件屈服强度. 弹性极限σcσc 材料能保持弹性变形的最大应力. 真实弹性极限难以测定, 实际规定按永久变形为原长的0.005%时的应力值表示. 比例极限σp MPa 或 N/mm^2在弹性变形阶段, 材料所承受的和应变能保持正比的最大应力,称比例极限. σp与σc两数值很接近,一般常互相通用. 弹性模量E MPa 或 N/mm^2在比例极限的范围内, 应力与应变成正比时的比例常数,衡量材料刚度的指标. E=σ/ε ε——试样纵向线应变. 切变模量G MPa 或 N/mm^2在比例极限的范围内, 应力与应变成正比时的比例常数,衡量材料刚度的指标. G=τ/γ γ——试样切应变. 泊松比μ在弹性范围内, 试样横向线应变与纵向线应变的比值. μ=|ε/ε'| ε'= -με, ε'——试样横向线应变.

金属材料机械性能的指标及意义

金属材料机械性能的指标及意义 材料在一定温度条件和外力作用下,抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。锅炉、压力容器用材料的常规力学性能指标主要包括:强度、硬度、塑性和韧性等。 (1)强度强度是指金属材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。强度指标是设计中决定许用应力的重要依据,常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2(国外用Re表示)和抗拉强度σb(国外用Rm表示),高温下工作时,还要考虑蠕变极限σn和持久强度σD。 (2)塑性塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标包括:伸长率δ,即试样拉断后的相对伸长量;断面收缩率ψ,即试样拉断后,拉断处横截面积的相对缩小量;冷弯(角)α,即试件被弯曲到受拉面出现第一条裂纹时所测得的角度。 (3)韧性韧性是指金属材料抵抗冲击负荷的能力。韧性常用冲击功Ak和冲击韧性值αk表示。Αk值或αk 值除反映材料的抗冲击性能外,还对材料的一些缺陷很敏感,能灵敏地反映出材料品质、宏观缺陷和显微组织方面的微小变化。而且Ak对材料的脆性转化情况十分敏感,低温冲击试验能检验钢的冷脆性。 表示材料韧性的一个新的指标是断裂韧性δ,它是反映材料对裂纹扩展的抵抗能力。 (4)硬度硬度是衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多,原理也不相同,测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验,即布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)、维氏硬度(HV),其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验,其值代表金属弹性变形功的大小。因此,硬度不是一个单纯的物理量,而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。 在断裂力学基础上建立起来的材料抵抗裂纹扩展断裂的韧性性能称为断裂韧性。(Kic,Gic) 常用的35CrMo在850℃油淬,550℃回火后,机械性能如下: σb≥980MPa;σs≥835 MPa;δ5≥12%;ψ≥45%;AK≥63J; 而高级优质的35CrMoA的性能应该更加优良稳定。

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