,通常以拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣標(biāo)距長度延伸率δ(%)和試樣斷面收縮率ψ(%)延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%
,這是拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷后將試樣斷口對(duì)合起來后的標(biāo)距長度L1與試樣原始標(biāo)距長度L0之差(增長量)與L0之比。在實(shí)際試驗(yàn)時(shí),同一材料但是不同規(guī)格(直徑
、截面形狀-例如方形
、圓形、矩形以及標(biāo)距長度)的拉伸試樣測得的延伸率會(huì)有不同,因此一般需要特別加注
,例如較常用的圓截面試樣
,其初始標(biāo)距長度為試樣直徑5倍時(shí)測得的延伸率表示為δ5
,而初始標(biāo)距長度為試樣直徑10倍時(shí)測得的延伸率則表示為δ10。斷面收縮率ψ=[(F0-F1)/F0]x100%
,這是拉伸試驗(yàn)時(shí)試樣拉斷后原橫截面積F0與斷口細(xì)頸處較小截面積F1之差(斷面縮減量)與F0之比
。實(shí)用中對(duì)于較常用的圓截面試樣通?div id="4qifd00" class="flower right">
?赏ㄟ^直徑測量進(jìn)行計(jì)算:ψ=[1-(D1/D0)2]x100%
,式中:D0-試樣原直徑
;D1-試樣拉斷后斷口細(xì)頸處較小直徑。δ與ψ值越大
,表明材料的塑性越好。
1.3
韌性
金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力稱為韌性。通常采用沖擊試驗(yàn)
,即用特定尺寸和形狀的金屬試樣在規(guī)定類型的沖擊試驗(yàn)機(jī)上承受沖擊載荷而折斷時(shí)
,斷口上單位橫截面積上所消耗的沖擊功表征材料的韌性:αk=Ak/F
。單位J/cm2或Kg·m/cm2
,1Kg·m/cm2=9.8J/cm2
。αk稱作金屬材料的沖擊韌性
,Ak為沖擊功
,F(xiàn)為斷口的原始截面積。
1.4
疲勞性能
疲勞強(qiáng)度極限金屬材料在長期的反復(fù)應(yīng)力作用或交變應(yīng)力作用下(應(yīng)力一般均小于屈服極限強(qiáng)度σs),未經(jīng)顯著變形就發(fā)生斷裂的現(xiàn)象稱為疲勞破壞或疲勞斷裂
,這是由于多種原因使得零件表面的局部造成大于σs甚至大于σb的應(yīng)力(應(yīng)力集中)
,使該局部發(fā)生塑性變形或微裂紋,隨著反復(fù)交變應(yīng)力作用次數(shù)的增加
,使裂紋逐漸擴(kuò)展加深(裂紋處應(yīng)力集中)導(dǎo)致該局部處承受應(yīng)力的實(shí)際截面積減小
,直至局部應(yīng)力大于σb而產(chǎn)生斷裂。在實(shí)際應(yīng)用中
,一般把試樣在重復(fù)或交變應(yīng)力(拉應(yīng)力
、壓應(yīng)力
、彎曲或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力等)作用下
,在規(guī)定的周期數(shù)內(nèi)(一般對(duì)鋼取106~107次
,對(duì)有色金屬取108次)不發(fā)生斷裂所能承受的較大應(yīng)力作為疲勞強(qiáng)度極限
,用σ-1表示,單位MPa
。
除了上述幾種較常用的力學(xué)性能指標(biāo)外
,對(duì)一些要求特別嚴(yán)格的材料
,例如航空航天以及核工業(yè)、電廠等使用的金屬材料
,還會(huì)要求下述一些力學(xué)性能指標(biāo)。
蠕變極限:在特定溫度和恒定拉伸載荷下
,材料隨時(shí)間緩慢產(chǎn)生塑性變形的現(xiàn)象稱為蠕變。通常采用高溫拉伸蠕變?cè)囼?yàn)
,即在恒定溫度和恒定拉伸載荷下
,試樣在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的蠕變伸長率(總伸長或殘余伸長)或者在蠕變伸長速度相對(duì)恒定的階段
,蠕變速度不超過某規(guī)定值時(shí)的較大應(yīng)力,作為蠕變極限
,以表示
,單位MPa
,式中τ為試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間
,t為溫度,δ為伸長率
,σ為應(yīng)力;或者以表示
,V為蠕變速度
。
高溫拉伸長久強(qiáng)度極限:試樣在恒定溫度和恒定拉伸載荷作用下
,達(dá)到規(guī)定的持續(xù)時(shí)間而不斷裂的較大應(yīng)力。
金屬缺口敏感性系數(shù):以Kτ表示在持續(xù)時(shí)間相同(高溫拉伸長久試驗(yàn))時(shí)
,有缺口的試樣與無缺口的光滑試樣的應(yīng)力之比
。
抗熱性:在高溫下材料對(duì)機(jī)械載荷的抗力
。
Vol.2
化學(xué)性能
金屬與其他物質(zhì)引起化學(xué)反應(yīng)的特性稱為金屬的化學(xué)性能。在實(shí)際應(yīng)用中主要考慮金屬的抗蝕性、抗氧化性(又稱作氧化抗力
,這是特別指金屬在高溫時(shí)對(duì)氧化作用的抵抗能力或者說穩(wěn)定性),以及不同金屬之間
、金屬與非金屬之間形成的化合物對(duì)機(jī)械性能的影響等等
。在金屬的化學(xué)性能中
,特別是抗蝕性對(duì)金屬的腐蝕疲勞損傷有著重大的意義
。
Vol.3
物理性能
金屬的物理性能主要考慮:
(1)密度(比重):ρ=P/V
,單位:克/立方厘米或噸/立方米
,式中P為重量,V為體積。在實(shí)際應(yīng)用中
,除了根據(jù)密度計(jì)算金屬零件的重量外
,很重要的一點(diǎn)是考慮金屬的比強(qiáng)度(強(qiáng)度σb與密度ρ之比)來幫助選材,以及與無損檢測相關(guān)的聲學(xué)檢測中的聲阻抗(密度ρ與聲速C的乘積)和射線檢測中密度不同的物質(zhì)對(duì)射線能量有不同的吸收能力等等
。
(2)熔點(diǎn):金屬由固態(tài)轉(zhuǎn)變成液態(tài)時(shí)的溫度
,對(duì)金屬材料的熔煉、熱加工有直接影響
,并與材料的高溫性能有很大關(guān)系。
(3)熱膨脹性:隨著溫度變化
,材料的體積也發(fā)生變化(膨脹或收縮)的現(xiàn)象稱為熱膨脹,多用線膨脹系數(shù)衡量
,亦即溫度變化1℃時(shí)
,材料長度的增減量與其0℃時(shí)的長度之比
。熱膨脹性與材料的比熱有關(guān)
。在實(shí)際應(yīng)用中還要考慮比容(材料受溫度等外界影響時(shí)
,單位重量的材料其容積的增減
,即容積與質(zhì)量之比)
,特別是對(duì)于在高溫環(huán)境下工作,或者在冷、熱交替環(huán)境中工作的金屬零件
,須考慮其膨脹性能的影響
。
(4)磁性:能吸引鐵磁性物體的性質(zhì)即為磁性,它反映在導(dǎo)磁率
、磁滯損耗
、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度
、矯頑磁力等參數(shù)上
,從而可以把金屬材料分成順磁與逆磁
、軟磁與硬磁材料。
(5)電學(xué)性能:主要考慮其電導(dǎo)率,在電磁無損檢測中對(duì)其電阻率和渦流損耗等都有影響
。
Vol.4
工藝性能
金屬對(duì)各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來的適應(yīng)性稱為工藝性能
,主要有以下四個(gè)方面:
(1)切削加工性能:反映用切削工具(例如車削
、銑削
、刨削
、磨削等)對(duì)金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。
(2)可鍛性:反映金屬材料在壓力加工過程中成型的難易程度
,例如將材料加熱到特定溫度時(shí)其塑性的高低(表現(xiàn)為塑性變形抗力的大?div id="m50uktp" class="box-center"> 。试S熱壓力加工的溫度范圍大小
,熱脹冷縮特性以及與顯微組織
、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限、熱變形時(shí)金屬的流動(dòng)性
、導(dǎo)熱性能等
。
(3)可鑄性:反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度
,表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性
、吸氣性
、氧化性
、熔點(diǎn)
,鑄件顯微組織的均勻性
、致密性
,以及冷縮率等
。
(4)可焊性:反映金屬材料在局部快速加熱,使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化(需加壓)
,從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度
,表現(xiàn)為熔點(diǎn)
、熔化時(shí)的吸氣性、氧化性
、導(dǎo)熱性
、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性
、正火
、淬火
、調(diào)質(zhì)... 這些熱處理還分不清
?看這里
!" class="Themebg Themebghover" href="/Article-detail-id-3114103.html">退火、正火
、淬火
、調(diào)質(zhì)....