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干货|质料宝典之——金属质料知识大全

更新时间  2021-11-17 02:34 阅读
本文摘要:(内容泉源于:有色金属结构质料,关注检察更多详情)金属质料的性能 金属质料的性能决议着质料的适用规模及应用的合理性。金属质料的性能主要分为四个方面,即:机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。1.机械性能 (一)应力的观点,物体内部单元截面积上蒙受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为事情应力,在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力(例如组织应力、热应力、加工历程竣事后留存下来的残余应力…)。

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(内容泉源于:有色金属结构质料,关注检察更多详情)金属质料的性能 金属质料的性能决议着质料的适用规模及应用的合理性。金属质料的性能主要分为四个方面,即:机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。1.机械性能 (一)应力的观点,物体内部单元截面积上蒙受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为事情应力,在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力(例如组织应力、热应力、加工历程竣事后留存下来的残余应力…)。

(二)机械性能,金属在一定温度条件下蒙受外力(载荷)作用时,反抗变形和断裂的能力称为金属质料的机械性能(也称为力学性能)。金属质料蒙受的载荷有多种形式,它可以是静态载荷,也可以是动态载荷,包罗单独或同时蒙受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力,以及摩擦、振动、打击等等,因此权衡金属质料机械性能的指标主要有以下几项:1.1.强度 这是表征质料在外力作用下反抗变形和破坏的最大能力,可分为抗拉强度极限(σb)、抗弯强度极限(σbb)、抗压强度极限(σbc)等。由于金属质料在外力作用下从变形到破坏有一定的纪律可循,因而通常接纳拉伸试验举行测定,即把金属质料制成一定规格的试样,在拉伸试验机上举行拉伸,直至试样断裂,测定的强度指标主要有: (1)强度极限:质料在外力作用下能反抗断裂的最大应力,一般指拉力作用下的抗拉强度极限,以σb表现,如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限,常用单元为兆帕(MPa),换算关系有:1MPa=1N/m2=(9.8)-1kgf/mm2或1kgf/mm2=9.8MPa。(2)屈服强度极限:金属质料试样蒙受的外力凌驾质料的弹性极限时,虽然应力不再增加,可是试样仍发生显着的塑性变形,这种现象称为屈服,即质料蒙受外力到一定水平时,其变形不再与外力成正比而发生显着的塑性变形。

发生屈服时的应力称为屈服强度极限,用σs表现,相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的质料,在拉伸曲线上会泛起显着的屈服点,而对于低塑性质料则没有显着的屈服点,从而难以凭据屈服点的外力图出屈服极限。因此,在拉伸试验方法中,通通例定试样上的标距长度发生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限,用σ0.2表现。

屈服极限指标可用于要求零件在事情中不发生显着塑性变形的设计依据。可是对于一些重要零件还思量要求屈强比(即σs/σb)要小,以提高其宁静可靠性,不外此时质料的使用率也较低了。

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(3)弹性极限:质料在外力作用下将发生变形,可是去除外力后仍能恢回复状的能力称为弹性。金属质料能保持弹性变形的最大应力即为弹性极限,相应于拉伸试验曲线图中的e点,以σe表现,单元为兆帕(MPa):σe=Pe/Fo式中Pe为保持弹性时的最大外力(或者说质料最大弹性变形时的载荷)。

(4)弹性模数:这是质料在弹性极限规模内的应力σ与应变δ(与应力相对应的单元变形量)之比,用E表现,单元兆帕(MPa):E=σ/δ=tgα式中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角。弹性模数是反映金属质料刚性的指标(金属质料受力时反抗弹性变形的能力称为刚性)。

1.2.塑性 金属质料在外力作用下发生永久变形而不破坏的最大能力称为塑性,通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ(%)和试样断面收缩率ψ(%)延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%,这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差(增长量)与L0之比。在实际试验时,同一质料可是差别规格(直径、截面形状-例如方形、圆形、矩形以及标距长度)的拉伸试样测得的延伸率会有差别,因此一般需要特别加注,例如最常用的圆截面试样,其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延伸率表现为δ5,而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延伸率则表现为δ10。

断面收缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x100%,这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处最小截面积F1之差(断面缩减量)与F0之比。实用中对于最常用的圆截面试样通常可通过直径丈量举行盘算:ψ=[1-(D1/D0)2]x100%,式中:D0-试样原直径;D1-试样拉断后断口细颈处最小直径。δ与ψ值越大,讲明质料的塑性越好。

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1.3.韧性 金属质料在打击载荷作用下反抗破坏的能力称为韧性。通常接纳打击试验,即用一定尺寸和形状的金属试样在划定类型的打击试验机上蒙受打击载荷而折断时,断口上单元横截面积上所消耗的打击功表征质料的韧性:αk=Ak/F单元J/cm2或Kg·m/cm2,1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk称作金属质料的打击韧性,Ak为打击功,F为断口的原始截面积。5.疲劳强度极限金属质料在恒久的重复应力作用或交变应力作用下(应力一般均小于屈服极限强度σs),未经显著变形就发生断裂的现象称为疲劳破坏或疲劳断裂,这是由于多种原因使得零件外貌的局部造成大于σs甚至大于σb的应力(应力集中),使该局部发生塑性变形或微裂纹,随着重复交变应力作用次数的增加,使裂纹逐渐扩展加深(裂纹尖端处应力集中)导致该局部处蒙受应力的实际截面积减小,直至局部应力大于σb而发生断裂。

在实际应用中,一般把试样在重复或交变应力(拉应力、压应力、弯曲或扭转应力等)作用下,在划定的周期数内(一般对钢取106~107次,对有色金属取108次)不发生断裂所能蒙受的最大应力作为疲劳强度极限,用σ-1表现,单元MPa。除了上述五种最常用的力学性能指标外,对一些要求特别严格的质料,例如航空航天以及核工业、。


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