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金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao)是指金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素(su)或(huo)以金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)元(yuan)素(su)為主構(gou)成的具有金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)特性(xing)的材料(liao)的統(tong)稱。包括(kuo)純金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)、合金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)、金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)間化(hua)(hua)合物(wu)和特種金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao)等。(注:金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)(如氧化(hua)(hua)鋁)不屬(shu)(shu)(shu)于金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)材料(liao))
1.意義(yi)
人類文明的(de)(de)發展和社會的(de)(de)進步同金屬(shu)材(cai)料(liao)關(guan)系十分密切。繼(ji)石器(qi)時(shi)代(dai)之(zhi)后出現的(de)(de)銅器(qi)時(shi)代(dai)、鐵器(qi)時(shi)代(dai),均以金屬(shu)材(cai)料(liao)的(de)(de)應用(yong)為(wei)其時(shi)代(dai)的(de)(de)顯著標志。現代(dai),種類繁多的(de)(de)金屬(shu)材(cai)料(liao)已(yi)成為(wei)人類社會發展的(de)(de)重(zhong)要物(wu)質基(ji)礎。
2.種類
金(jin)屬材料通(tong)常分為黑色金(jin)屬、有色金(jin)屬和特種金(jin)屬材料。
(1)黑色金屬又稱鋼鐵材料,包括(kuo)含鐵(tie)(tie)90%以上的工業純鐵(tie)(tie),含碳2%~4%的鑄鐵,含碳小于 2%的碳鋼,以及各種用途的結構鋼、不銹鋼、耐熱鋼、高溫合金、不銹鋼、精密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。
(2)有色金屬是指除鐵、鉻、錳(meng)以外的(de)所(suo)有金屬及其合金,通常分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強度和硬度一般比純金屬高,并且電阻大、電阻溫度系數小。
(3)特種金屬材料包括不同(tong)用(yong)途的結(jie)構金屬材料和功能金屬材料。其中有通過快速冷凝工藝獲得的非晶態金屬材料,以及準晶、微晶、納米晶金屬材料等;還有隱身、抗氫、超導、形狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金以及金屬基復合材料等。
3.性(xing)能
一般分為工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)使用性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)兩類(lei)。所謂工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是(shi)指(zhi)機械零件(jian)在(zai)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)制(zhi)造(zao)(zao)過程中,金屬材料在(zai)所定(ding)的(de)冷、熱(re)(re)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)條件(jian)下表現出來的(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。金屬材料工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)好(hao)壞(huai),決(jue)定(ding)了它在(zai)制(zhi)造(zao)(zao)過程中加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)成形的(de)適(shi)應能(neng)(neng)力。由于加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)條件(jian)不同(tong),要求的(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)也就不同(tong),如鑄(zhu)造(zao)(zao)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、可(ke)焊性(xing)(xing)(xing)(xing)、可(ke)鍛性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱(re)(re)處理性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、切(qie)削加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)(xing)等。
所謂使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)是指(zhi)機(ji)械(xie)零件(jian)在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)條件(jian)下,金屬材(cai)(cai)料(liao)表(biao)現出來的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),它包括力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、物理性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、化學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)。金屬材(cai)(cai)料(liao)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)好壞(huai),決定了(le)它的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)范圍(wei)與(yu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)壽命。在(zai)機(ji)械(xie)制造業中,一般機(ji)械(xie)零件(jian)都是在(zai)常溫、常壓(ya)和非常強(qiang)烈腐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)介質中使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de),且在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)過(guo)程中各機(ji)械(xie)零件(jian)都將承受不同(tong)載荷(he)的(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)。金屬材(cai)(cai)料(liao)在(zai)載荷(he)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)下抵(di)抗破壞(huai)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),稱為(wei)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(過(guo)去也稱為(wei)機(ji)械(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng))。金屬材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)是零件(jian)的(de)(de)設(she)計和選材(cai)(cai)時的(de)(de)主要(yao)依據。外加載荷(he)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質不同(tong)(例如(ru)拉伸、壓(ya)縮、扭轉、沖(chong)擊(ji)、循環載荷(he)等(deng)),對金屬材(cai)(cai)料(liao)要(yao)求的(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)也將不同(tong)。常用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)力(li)(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)包括:強(qiang)度、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、硬度、沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、多次沖(chong)擊(ji)抗力(li)(li)和疲勞極限等(deng)。
金屬(shu)材(cai)料特質
1.疲勞
許多機械零件和工程構件,是承(cheng)受交變載荷工作(zuo)的(de)。在交變載荷的(de)作(zuo)用(yong)下,雖(sui)然(ran)應力水(shui)平低于材料(liao)的(de)屈服極限(xian),但經過長(chang)時間(jian)的(de)應力反復循環作(zuo)用(yong)以后(hou),也會發生突(tu)然(ran)脆(cui)性斷(duan)裂,這(zhe)種現象(xiang)叫做金屬材料(liao)的(de)疲勞。金屬材料(liao)疲勞斷(duan)裂的(de)特點(dian)是:
(1)載(zai)荷應力是交變的;
(2)載荷(he)的作(zuo)用時間(jian)較長;
(3)斷裂是瞬(shun)時發生(sheng)的;
(4)無論是塑性材料(liao)還是脆性材料(liao),在疲勞(lao)斷裂區都是脆性的(de)。所以,疲勞(lao)斷裂是工(gong)程上最常(chang)見、最危險的(de)斷裂形式(shi)。
金屬材(cai)料的疲勞現(xian)象,按條件不同(tong)可分為(wei)下(xia)列幾種:
(1)高周疲勞:指在低應力(工作應力低于材料的屈服極限,甚至低于彈性極限)條件下,應力循環周數在100000以上的疲勞。它是最常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。
(2)低周疲勞:指在高應力(工作應力接近材料的屈服極限)或高應變條件下,應力循環周數在10000~100000以下的疲勞。由于交變的塑性應變在這種疲勞破壞中起主要作用,因而,也稱為塑性疲勞或應變疲勞。
(3)熱(re)疲勞(lao):指由于溫度變化所產生的熱應力的反復作用,所造成的疲勞破壞。
(4)腐(fu)蝕(shi)疲(pi)勞:指機器部件在交變載荷和腐蝕介質(如酸、堿、海水、活性氣體等)的共同作用下,所產生的疲勞破壞。
(5)接觸疲勞:這是指機器零件的接觸表面,在接觸應力的反復作用下,出現麻點剝落或表面壓碎剝落,從而造成機件失效破壞。
2.塑(su)性(xing)
塑(su)性(xing)是指(zhi)金屬(shu)材料在載荷外力(li)的(de)(de)(de)作用下,產生永久變形(塑(su)性(xing)變形)而(er)不被破壞的(de)(de)(de)能力(li)。金屬(shu)材料在受(shou)到拉伸(shen)時,長度和橫截面(mian)積都要發生變化,因此,金屬(shu)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)可以用長度的(de)(de)(de)伸(shen)長(延伸(shen)率)和斷面(mian)的(de)(de)(de)收縮(斷面(mian)收縮率)兩個指(zhi)標來衡量。
金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)的延(yan)伸(shen)率(lv)和斷面(mian)收縮率(lv)愈(yu)大,表示該材(cai)料(liao)(liao)(liao)的塑(su)(su)性(xing)愈(yu)好(hao)(hao),即(ji)材(cai)料(liao)(liao)(liao)能承(cheng)受較大的塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)而不破壞。一般(ban)把延(yan)伸(shen)率(lv)大于(yu)百分(fen)(fen)之五的金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)稱為塑(su)(su)性(xing)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(如(ru)低碳鋼等(deng)(deng)),而把延(yan)伸(shen)率(lv)小于(yu)百分(fen)(fen)之五的金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)稱為脆性(xing)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(如(ru)灰口鑄(zhu)鐵等(deng)(deng))。塑(su)(su)性(xing)好(hao)(hao)的材(cai)料(liao)(liao)(liao),它能在(zai)較大的宏(hong)觀(guan)范(fan)圍內產(chan)生塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing),并在(zai)塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)的同時使金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)因塑(su)(su)性(xing)變(bian)形(xing)而強化(hua),從而提高材(cai)料(liao)(liao)(liao)的強度,保證(zheng)了零件(jian)的安(an)全使用(yong)。此(ci)外,塑(su)(su)性(xing)好(hao)(hao)的材(cai)料(liao)(liao)(liao)可以順利(li)地進行(xing)某些成型工(gong)藝加工(gong),如(ru)沖(chong)壓(ya)、冷彎、冷拔(ba)、校直等(deng)(deng)。因此(ci),選擇金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)(liao)作機械零件(jian)時,必(bi)須滿足一定的塑(su)(su)性(xing)指(zhi)標(biao)。
3.耐久(jiu)性
建筑(zhu)金屬腐蝕的(de)主要(yao)形態:
(1)均(jun)勻腐(fu)蝕。金屬表面的腐蝕使斷面均勻變薄。因此,常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的指標(腐蝕率)。鋼材在大氣中一般呈均勻腐蝕。
(2)孔蝕(shi)。金屬腐蝕呈點狀并形成深坑。孔蝕的產生與金屬的本性及其所處介質有關。在含有氯鹽的介質中易發生孔蝕。孔蝕常用最大孔深作為評定指標。管道的腐蝕多考慮孔蝕問題。
(3)電偶(ou)腐蝕。不同金屬的接觸處,因所具不同電位而產生的腐蝕。
(4)縫隙腐蝕。金屬表面在縫隙或其他隱蔽區域部常發生由于不同部位間介質的組分和濃度的差異所引起的局部腐蝕。
(5)應力腐(fu)蝕(shi)。在腐蝕介質和較高拉應力共同作用下,金屬表面產生腐蝕并向內擴展成微裂紋,常導致突然破斷。混凝土中的高強度鋼筋(鋼絲)可能發生這種破壞。
4.硬(ying)度
硬度表示材(cai)料(liao)抵抗硬物體壓(ya)入其(qi)表面的能力。它(ta)是金(jin)屬材(cai)料(liao)的重要性能指標之(zhi)一(yi)。一(yi)般硬度越(yue)高,耐磨性越(yue)好。常(chang)用的硬度指標有布氏(shi)硬度、洛氏(shi)硬度和維(wei)氏(shi)硬度。
布氏硬(ying)度(HB):以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(直徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
洛氏硬度(HR):當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面,由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,可采用不同的壓頭和總試驗壓力組成幾種不同的洛氏硬度標尺,每一種標尺用一個字母在洛氏硬度符號HR后面加以注明。常用的洛氏硬度標尺是A,B,C三種(HRA、HRB、HRC)。其中C標尺應用最為廣泛。
HRA:是采用(yong)60kg載(zai)荷(he)鉆石錐(zhui)壓入器求得的(de)硬(ying)度,用(yong)于硬(ying)度極高的(de)材(cai)料(如硬(ying)質合金等)。
HRB:是采(cai)用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的(de)鋼球,求得(de)的(de)硬度(du),用于硬度(du)較低的(de)材料(如(ru)退火鋼、鑄(zhu)鐵(tie)等)。
HRC:是采(cai)用(yong)(yong)150kg載荷(he)和(he)鉆石錐壓入器求得的硬度(du),用(yong)(yong)于硬度(du)很高的材(cai)料(如淬火鋼等)。
維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)(HV):以(yi)120kg以(yi)內的(de)(de)(de)載荷和(he)頂角(jiao)為(wei)136°的(de)(de)(de)金剛石方(fang)形(xing)錐壓(ya)入器壓(ya)入材(cai)料(liao)表面,用材(cai)料(liao)壓(ya)痕凹坑的(de)(de)(de)表面積除以(yi)載荷值,即為(wei)維(wei)氏(shi)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值(HV)。硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)驗是(shi)機(ji)械性(xing)能試(shi)(shi)驗中最(zui)簡單易行的(de)(de)(de)一種試(shi)(shi)驗方(fang)法。為(wei)了(le)能用硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)試(shi)(shi)驗代替某些機(ji)械性(xing)能試(shi)(shi)驗,生(sheng)產上需要一個(ge)比較準(zhun)確的(de)(de)(de)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)換算關系。實踐證明,金屬材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)各種硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值之間(jian),硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值與強(qiang)度(du)(du)(du)值之間(jian)具有近似的(de)(de)(de)相(xiang)應關系。因為(wei)硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值是(shi)由(you)起始塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗(kang)力和(he)繼(ji)續(xu)塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗(kang)力決定的(de)(de)(de),材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)(du)越高,塑(su)性(xing)變(bian)形(xing)抗(kang)力越高,硬(ying)(ying)(ying)度(du)(du)(du)值也(ye)就(jiu)越高。
金(jin)屬材料的性能
金(jin)屬材料的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)決定(ding)著材料的(de)適用范圍及應(ying)用的(de)合理(li)性(xing)(xing)(xing)。金(jin)屬材料的(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)主(zhu)要(yao)分為四個方面,即:機械性(xing)(xing)(xing)能(neng)、化學性(xing)(xing)(xing)能(neng)、物理(li)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)。
1.機械性(xing)能
(一)應力的概念,物體內部單位截面積上承受的力稱為應力。由外力作用引起的應力稱為工作應力,在無外力作用條件下平衡于物體內部的應力稱為內應力(例如組織應力、熱應力、加工過程結束后留存下來的殘余應力…)。
(二(er))機械(xie)性能(neng)(neng),金(jin)屬(shu)在一定溫度條件下承受(shou)外力(li)(li)(li)(載荷)作(zuo)用時,抵抗變形(xing)和(he)斷(duan)裂(lie)的(de)能(neng)(neng)力(li)(li)(li)稱(cheng)為金(jin)屬(shu)材料的(de)機械(xie)性能(neng)(neng)(也(ye)稱(cheng)為力(li)(li)(li)學性能(neng)(neng))。金(jin)屬(shu)材料承受(shou)的(de)載荷有(you)多種形(xing)式,它可(ke)(ke)以是靜態載荷,也(ye)可(ke)(ke)以是動(dong)態載荷,包(bao)括單獨或同時承受(shou)的(de)拉伸應力(li)(li)(li)、壓(ya)應力(li)(li)(li)、彎曲應力(li)(li)(li)、剪切應力(li)(li)(li)、扭轉應力(li)(li)(li),以及摩擦、振動(dong)、沖擊等等,因此衡量金(jin)屬(shu)材料機械(xie)性能(neng)(neng)的(de)指標主要有(you)以下幾項:
1.1.強度
這是(shi)表(biao)征(zheng)材料(liao)在外力(li)(li)作用下抵抗變形和破壞的(de)最大能(neng)力(li)(li),可(ke)分(fen)為(wei)抗拉(la)強(qiang)度極限(σb)、抗彎強(qiang)度極限(σbb)、抗壓強(qiang)度極限(σbc)等(deng)。由于金屬(shu)材料(liao)在外力(li)(li)作用下從變形到破壞有一(yi)(yi)定的(de)規律(lv)可(ke)循(xun),因而通常采(cai)用拉(la)伸試(shi)驗(yan)進行(xing)測定,即把金屬(shu)材料(liao)制成一(yi)(yi)定規格的(de)試(shi)樣(yang)(yang),在拉(la)伸試(shi)驗(yan)機上進行(xing)拉(la)伸,直至(zhi)試(shi)樣(yang)(yang)斷裂,測定的(de)強(qiang)度指(zhi)標主要有:
(1)強度極(ji)限(xian)(xian):材料(liao)在(zai)外力(li)(li)作用(yong)下能抵抗(kang)斷裂的最大應力(li)(li),一般指拉力(li)(li)作用(yong)下的抗(kang)拉強度極(ji)限(xian)(xian),以σb表示(shi),如拉伸(shen)試驗曲線圖中(zhong)最高點b對應的強度極(ji)限(xian)(xian),常用(yong)單位為兆帕(MPa),換算關系有:1MPa=1N/m2=(9.8)-1kgf/mm2或1kgf/mm2=9.8MPa。
(2)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)強度(du)極(ji)(ji)(ji)限(xian):金屬材(cai)料(liao)(liao)試(shi)(shi)樣承受的(de)(de)(de)(de)外力(li)超過材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)極(ji)(ji)(ji)限(xian)時,雖然(ran)應力(li)不再增加,但是試(shi)(shi)樣仍(reng)發生(sheng)明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)變(bian)形(xing),這(zhe)種現象稱(cheng)為(wei)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu),即(ji)材(cai)料(liao)(liao)承受外力(li)到一定程(cheng)度(du)時,其(qi)變(bian)形(xing)不再與外力(li)成正比而產(chan)(chan)生(sheng)明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)(xing)變(bian)形(xing)。產(chan)(chan)生(sheng)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)時的(de)(de)(de)(de)應力(li)稱(cheng)為(wei)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)強度(du)極(ji)(ji)(ji)限(xian),用σs表示,相應于(yu)拉(la)(la)伸試(shi)(shi)驗(yan)曲(qu)線(xian)圖中(zhong)的(de)(de)(de)(de)S點(dian)稱(cheng)為(wei)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)點(dian)。對于(yu)塑性(xing)(xing)高的(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),在(zai)拉(la)(la)伸曲(qu)線(xian)上會(hui)出(chu)現明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)點(dian),而對于(yu)低(di)塑性(xing)(xing)材(cai)料(liao)(liao)則沒有(you)明(ming)(ming)顯的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)點(dian),從而難以根據屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)點(dian)的(de)(de)(de)(de)外力(li)求(qiu)(qiu)出(chu)屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)限(xian)。因此,在(zai)拉(la)(la)伸試(shi)(shi)驗(yan)方法中(zhong),通常規定試(shi)(shi)樣上的(de)(de)(de)(de)標距長度(du)產(chan)(chan)生(sheng)0.2%塑性(xing)(xing)變(bian)形(xing)時的(de)(de)(de)(de)應力(li)作(zuo)(zuo)為(wei)條件屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)限(xian),用σ0.2表示。屈(qu)服(fu)(fu)(fu)(fu)極(ji)(ji)(ji)限(xian)指標可(ke)用于(yu)要(yao)求(qiu)(qiu)零(ling)件在(zai)工作(zuo)(zuo)中(zhong)不產(chan)(chan)生(sheng)明(ming)(ming)顯塑性(xing)(xing)變(bian)形(xing)的(de)(de)(de)(de)設(she)計依據。但是對于(yu)一些重要(yao)零(ling)件還考慮要(yao)求(qiu)(qiu)屈(qu)強比(即(ji)σs/σb)要(yao)小,以提(ti)高其(qi)安全可(ke)靠性(xing)(xing),不過此時材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)利用率也較低(di)了。
(3)彈(dan)性極限(xian)(xian):材(cai)(cai)料(liao)在外力(li)作用下將產(chan)生變(bian)形,但是去(qu)除(chu)外力(li)后仍能恢復原狀的能力(li)稱為(wei)(wei)(wei)彈(dan)性。金屬材(cai)(cai)料(liao)能保(bao)持(chi)彈(dan)性變(bian)形的最大應力(li)即(ji)為(wei)(wei)(wei)彈(dan)性極限(xian)(xian),相應于(yu)拉伸試驗(yan)曲(qu)線(xian)圖(tu)中的e點(dian),以σe表示,單位(wei)為(wei)(wei)(wei)兆帕(MPa):σe=Pe/Fo式中Pe為(wei)(wei)(wei)保(bao)持(chi)彈(dan)性時的最大外力(li)(或者說材(cai)(cai)料(liao)最大彈(dan)性變(bian)形時的載荷(he))。
(4)彈性(xing)模數:這是材料在彈性(xing)極限范圍內的(de)(de)應(ying)(ying)力(li)(li)σ與應(ying)(ying)變δ(與應(ying)(ying)力(li)(li)相對應(ying)(ying)的(de)(de)單位(wei)變形量(liang))之比,用E表示,單位(wei)兆帕(MPa):E=σ/δ=tgα式中α為(wei)拉伸(shen)試驗(yan)曲線(xian)上(shang)o-e線(xian)與水平軸o-x的(de)(de)夾角。彈性(xing)模數是反映金屬材料剛(gang)性(xing)的(de)(de)指標(金屬材料受力(li)(li)時抵抗彈性(xing)變形的(de)(de)能力(li)(li)稱為(wei)剛(gang)性(xing))。
1.2.塑性
金(jin)屬材料(liao)(liao)在(zai)外力作用(yong)下產生永久(jiu)變形(xing)而不(bu)破壞的(de)最(zui)大能力稱為塑性,通(tong)常以拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗時(shi)的(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du)延伸(shen)(shen)率(lv)δ(%)和試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷面(mian)(mian)收縮(suo)率(lv)ψ(%)延伸(shen)(shen)率(lv)δ=[(L1-L0)/L0]x100%,這(zhe)是(shi)拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗時(shi)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)拉斷后(hou)將試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)斷口對合起來后(hou)的(de)標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du)L1與試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)原(yuan)始(shi)標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du)L0之(zhi)差(增長(chang)(chang)(chang)量(liang))與L0之(zhi)比。在(zai)實際試(shi)(shi)(shi)驗時(shi),同(tong)一材料(liao)(liao)但是(shi)不(bu)同(tong)規格(直徑(jing)、截面(mian)(mian)形(xing)狀(zhuang)-例如(ru)方形(xing)、圓(yuan)形(xing)、矩形(xing)以及標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du))的(de)拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)測(ce)得的(de)延伸(shen)(shen)率(lv)會有不(bu)同(tong),因(yin)此(ci)一般需要特別加注,例如(ru)最(zui)常用(yong)的(de)圓(yuan)截面(mian)(mian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang),其初始(shi)標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du)為試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)直徑(jing)5倍時(shi)測(ce)得的(de)延伸(shen)(shen)率(lv)表(biao)示為δ5,而初始(shi)標(biao)距(ju)長(chang)(chang)(chang)度(du)為試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)直徑(jing)10倍時(shi)測(ce)得的(de)延伸(shen)(shen)率(lv)則表(biao)示為δ10。斷面(mian)(mian)收縮(suo)率(lv)ψ=[(F0-F1)/F0]x100%,這(zhe)是(shi)拉伸(shen)(shen)試(shi)(shi)(shi)驗時(shi)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)拉斷后(hou)原(yuan)橫截面(mian)(mian)積(ji)F0與斷口細頸(jing)處最(zui)小截面(mian)(mian)積(ji)F1之(zhi)差(斷面(mian)(mian)縮(suo)減量(liang))與F0之(zhi)比。實用(yong)中(zhong)對于最(zui)常用(yong)的(de)圓(yuan)截面(mian)(mian)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)通(tong)常可通(tong)過直徑(jing)測(ce)量(liang)進行計算(suan):ψ=[1-(D1/D0)2]x100%,式中(zhong):D0-試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)原(yuan)直徑(jing);D1-試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)拉斷后(hou)斷口細頸(jing)處最(zui)小直徑(jing)。δ與ψ值越大,表(biao)明材料(liao)(liao)的(de)塑性越好。
1.3.韌性
金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)載(zai)(zai)荷作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)抵抗破壞的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)(li)(li)(li)(li)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)韌(ren)性(xing)。通常采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan),即用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)一(yi)定(ding)(ding)(ding)(ding)尺寸和形狀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)規定(ding)(ding)(ding)(ding)類型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)機上承(cheng)(cheng)受沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)載(zai)(zai)荷而(er)折(zhe)斷時(shi)(shi)(shi),斷口上單(dan)位橫截面積上所消(xiao)耗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)功(gong)表征材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing):αk=Ak/F單(dan)位J/cm2或(huo)Kg·m/cm2,1Kg·m/cm2=9.8J/cm2αk稱(cheng)作(zuo)(zuo)金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing),Ak為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)功(gong),F為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)斷口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原始截面積。5.疲(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)度極(ji)(ji)(ji)限金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)長(chang)(chang)期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)反復應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)或(huo)交變(bian)(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)(應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)一(yi)般均小于(yu)(yu)屈服極(ji)(ji)(ji)限強(qiang)(qiang)度σs),未經(jing)顯(xian)著變(bian)(bian)形就發生(sheng)(sheng)斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)疲(pi)(pi)勞破壞或(huo)疲(pi)(pi)勞斷裂(lie),這(zhe)是由于(yu)(yu)多(duo)種原因使得零件表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部(bu)造成大(da)(da)(da)于(yu)(yu)σs甚至大(da)(da)(da)于(yu)(yu)σb的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong)),使該局(ju)部(bu)發生(sheng)(sheng)塑性(xing)變(bian)(bian)形或(huo)微(wei)裂(lie)紋(wen),隨著反復交變(bian)(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)次(ci)(ci)(ci)數(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)增加,使裂(lie)紋(wen)逐漸擴(kuo)展加深(裂(lie)紋(wen)尖端處應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)集中(zhong)(zhong))導致(zhi)該局(ju)部(bu)處承(cheng)(cheng)受應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際截面積減(jian)小,直至局(ju)部(bu)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)大(da)(da)(da)于(yu)(yu)σb而(er)產生(sheng)(sheng)斷裂(lie)。在(zai)(zai)(zai)實際應(ying)(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)中(zhong)(zhong),一(yi)般把試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)重復或(huo)交變(bian)(bian)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)(拉(la)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)、壓(ya)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)、彎曲(qu)或(huo)扭(niu)轉(zhuan)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)等)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),在(zai)(zai)(zai)規定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)周期數(shu)內(一(yi)般對(dui)(dui)鋼取106~107次(ci)(ci)(ci),對(dui)(dui)有色金(jin)(jin)屬(shu)取108次(ci)(ci)(ci))不發生(sheng)(sheng)斷裂(lie)所能承(cheng)(cheng)受的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)(da)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)疲(pi)(pi)勞強(qiang)(qiang)度極(ji)(ji)(ji)限,用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)σ-1表示(shi),單(dan)位MPa。除了(le)上述(shu)五種最常用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)學性(xing)能指標外,對(dui)(dui)一(yi)些要(yao)求特別嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao),例如航空(kong)航天以及核工業(ye)、電(dian)廠等使用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料(liao),還(huan)會(hui)要(yao)求下(xia)(xia)述(shu)一(yi)些力(li)(li)(li)(li)(li)學性(xing)能指標:蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)極(ji)(ji)(ji)限:在(zai)(zai)(zai)一(yi)定(ding)(ding)(ding)(ding)溫(wen)(wen)(wen)度和恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)載(zai)(zai)荷下(xia)(xia),材(cai)(cai)料(liao)隨時(shi)(shi)(shi)間緩慢產生(sheng)(sheng)塑性(xing)變(bian)(bian)形的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)。通常采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan),即在(zai)(zai)(zai)恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)溫(wen)(wen)(wen)度和恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)載(zai)(zai)荷下(xia)(xia),試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)規定(ding)(ding)(ding)(ding)時(shi)(shi)(shi)間內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率(總伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)或(huo)殘余伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang))或(huo)者在(zai)(zai)(zai)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)速(su)(su)度相對(dui)(dui)恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)階段,蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)速(su)(su)度不超過某規定(ding)(ding)(ding)(ding)值時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)(da)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li),作(zuo)(zuo)為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)極(ji)(ji)(ji)限,以表示(shi),單(dan)位MPa,式(shi)中(zhong)(zhong)τ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間,t為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)溫(wen)(wen)(wen)度,δ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)伸(shen)(shen)(shen)長(chang)(chang)率,σ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li);或(huo)者以表示(shi),V為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)蠕(ru)(ru)變(bian)(bian)速(su)(su)度。高(gao)溫(wen)(wen)(wen)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)持久(jiu)強(qiang)(qiang)度極(ji)(ji)(ji)限:試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)在(zai)(zai)(zai)恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)溫(wen)(wen)(wen)度和恒(heng)定(ding)(ding)(ding)(ding)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)載(zai)(zai)荷作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),達到規定(ding)(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間而(er)不斷裂(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大(da)(da)(da)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li),以表示(shi),單(dan)位MPa,式(shi)中(zhong)(zhong)τ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間,t為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)溫(wen)(wen)(wen)度,σ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)。金(jin)(jin)屬(shu)缺(que)口敏感性(xing)系數(shu):以Kτ表示(shi)在(zai)(zai)(zai)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間相同(高(gao)溫(wen)(wen)(wen)拉(la)伸(shen)(shen)(shen)持久(jiu)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan))時(shi)(shi)(shi),有缺(que)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)與(yu)無缺(que)口的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)之比:式(shi)中(zhong)(zhong)τ為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)試(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間,為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)缺(que)口試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li),為(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)。或(huo)者用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong):表示(shi),即在(zai)(zai)(zai)相同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)(li)σ作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),缺(que)口試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間與(yu)光(guang)滑(hua)試(shi)(shi)(shi)樣(yang)(yang)持續(xu)(xu)(xu)時(shi)(shi)(shi)間之比。抗熱性(xing):在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia)(xia)材(cai)(cai)料(liao)對(dui)(dui)機械(xie)載(zai)(zai)荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗力(li)(li)(li)(li)(li)。
2.化學性能
金(jin)屬(shu)(shu)與其(qi)他(ta)物質引起化(hua)學反應(ying)的(de)特(te)性(xing)(xing)稱(cheng)為金(jin)屬(shu)(shu)的(de)化(hua)學性(xing)(xing)能(neng)。在實(shi)際應(ying)用(yong)中主要考(kao)慮金(jin)屬(shu)(shu)的(de)抗(kang)(kang)(kang)蝕性(xing)(xing)、抗(kang)(kang)(kang)氧(yang)(yang)化(hua)性(xing)(xing)(又稱(cheng)作氧(yang)(yang)化(hua)抗(kang)(kang)(kang)力,這是特(te)別指金(jin)屬(shu)(shu)在高溫時對氧(yang)(yang)化(hua)作用(yong)的(de)抵抗(kang)(kang)(kang)能(neng)力或者說(shuo)穩(wen)定性(xing)(xing)),以及不同金(jin)屬(shu)(shu)之(zhi)間(jian)、金(jin)屬(shu)(shu)與非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)之(zhi)間(jian)形成的(de)化(hua)合物對機械性(xing)(xing)能(neng)的(de)影響(xiang)等等。在金(jin)屬(shu)(shu)的(de)化(hua)學性(xing)(xing)能(neng)中,特(te)別是抗(kang)(kang)(kang)蝕性(xing)(xing)對金(jin)屬(shu)(shu)的(de)腐蝕疲(pi)勞損傷有著(zhu)重(zhong)大的(de)意義。
3.物理性能
金屬(shu)的物(wu)理性(xing)能主要考慮:
(1)密度(比重):ρ=P/V單位克/立方(fang)厘米或噸/立方(fang)米,式(shi)中(zhong)P為重量(liang)(liang),V為體(ti)積。在實際應用中(zhong),除了根據密度計算金屬零件的重量(liang)(liang)外,很重要(yao)的一點是考慮金屬的比強(qiang)度(強(qiang)度σb與密度ρ之比)來幫(bang)助選材,以及與無損檢測(ce)相關的聲(sheng)學檢測(ce)中(zhong)的聲(sheng)阻抗(密度ρ與聲(sheng)速C的乘積)和(he)射線檢測(ce)中(zhong)密度不(bu)(bu)同的物質對(dui)射線能量(liang)(liang)有不(bu)(bu)同的吸收(shou)能力等等。
(2)熔(rong)點(dian):金(jin)屬(shu)(shu)由固態轉變(bian)成(cheng)液態時的溫(wen)(wen)度,對金(jin)屬(shu)(shu)材料的熔(rong)煉、熱加工(gong)有(you)直接(jie)影(ying)響(xiang),并與材料的高溫(wen)(wen)性能有(you)很(hen)大關系(xi)。
(3)熱(re)膨(peng)脹(zhang)性。隨著溫度(du)變化(hua),材(cai)料(liao)的(de)(de)體積(ji)也發生(sheng)變化(hua)(膨(peng)脹(zhang)或收縮(suo))的(de)(de)現象稱為熱(re)膨(peng)脹(zhang),多(duo)用線膨(peng)脹(zhang)系數衡量(liang)(liang),亦即溫度(du)變化(hua)1℃時(shi),材(cai)料(liao)長度(du)的(de)(de)增減量(liang)(liang)與其(qi)0℃時(shi)的(de)(de)長度(du)之比。熱(re)膨(peng)脹(zhang)性與材(cai)料(liao)的(de)(de)比熱(re)有關。在實際應用中還要考慮比容(材(cai)料(liao)受溫度(du)等外界(jie)影(ying)響時(shi),單(dan)位重量(liang)(liang)的(de)(de)材(cai)料(liao)其(qi)容積(ji)的(de)(de)增減,即容積(ji)與質量(liang)(liang)之比),特別是對于在高溫環境(jing)下工(gong)作,或者在冷、熱(re)交替(ti)環境(jing)中工(gong)作的(de)(de)金(jin)屬零件,必須考慮其(qi)膨(peng)脹(zhang)性能(neng)的(de)(de)影(ying)響。
(4)磁性。能吸(xi)引鐵(tie)磁性物體(ti)的性質即為磁性,它反映(ying)在(zai)導(dao)磁率、磁滯損耗(hao)、剩(sheng)余磁感應強度、矯(jiao)頑磁力等參數上,從而(er)可以把金屬(shu)材料(liao)分成順磁與(yu)逆磁、軟磁與(yu)硬磁材料(liao)。
(5)電(dian)學性能。主要(yao)考(kao)慮(lv)其(qi)電(dian)導率,在電(dian)磁無損(sun)檢測中(zhong)對其(qi)電(dian)阻率和渦流損(sun)耗等都有影(ying)響。
4.工藝性能(neng)
金屬對各(ge)種(zhong)加工(gong)工(gong)藝方法所表(biao)現(xian)出來的適(shi)應性(xing)稱為工(gong)藝性(xing)能,主要有(you)以下四個方面:
(1)切削(xue)(xue)加工性能:反映用切削(xue)(xue)工具(ju)(例如(ru)車削(xue)(xue)、銑削(xue)(xue)、刨削(xue)(xue)、磨削(xue)(xue)等)對金屬材料進行切削(xue)(xue)加工的難易程度(du)。
(2)可(ke)鍛性:反映金屬材(cai)料在壓力(li)(li)加(jia)工過程(cheng)中成型的(de)(de)(de)(de)(de)難(nan)易程(cheng)度,例如將材(cai)料加(jia)熱到一定(ding)溫(wen)度時其(qi)塑性的(de)(de)(de)(de)(de)高低(表現為塑性變形抗力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小),允許熱壓力(li)(li)加(jia)工的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度范圍大(da)小,熱脹冷(leng)縮特性以及(ji)與顯微組織、機械性能(neng)有(you)關(guan)的(de)(de)(de)(de)(de)臨(lin)界變形的(de)(de)(de)(de)(de)界限、熱變形時金屬的(de)(de)(de)(de)(de)流動(dong)性、導熱性能(neng)等。
(3)可鑄性(xing)(xing):反映金屬(shu)材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度(du),表(biao)現為熔化狀態時的流動性(xing)(xing)、吸(xi)氣性(xing)(xing)、氧化性(xing)(xing)、熔點,鑄件顯(xian)微(wei)組織(zhi)的均(jun)勻性(xing)(xing)、致(zhi)密性(xing)(xing),以及冷縮率等。
(4)可焊性(xing)(xing)(xing)(xing):反映金(jin)屬材料在局部快速加熱,使結合(he)部位迅(xun)速熔化或(huo)半(ban)熔化(需加壓),從而使結合(he)部位牢固地結合(he)在一(yi)起而成(cheng)為整體的(de)難易程度,表(biao)現為熔點、熔化時(shi)的(de)吸氣性(xing)(xing)(xing)(xing)、氧化性(xing)(xing)(xing)(xing)、導熱性(xing)(xing)(xing)(xing)、熱脹冷(leng)縮特性(xing)(xing)(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)以及與接縫部位和(he)附近用材顯微組織(zhi)的(de)相關性(xing)(xing)(xing)(xing)、對機械性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)影響等。
金(jin)屬材料、金(jin)屬制品行(xing)業(ye)發展前景
金(jin)屬(shu)制品(pin)行業(ye)包括結構性金(jin)屬(shu)制品(pin)制造(zao)(zao)、金(jin)屬(shu)工具制造(zao)(zao)、集裝(zhuang)(zhuang)箱及(ji)金(jin)屬(shu)包裝(zhuang)(zhuang)容器制造(zao)(zao)、集裝(zhuang)(zhuang)箱、不銹鋼及(ji)類似日用金(jin)屬(shu)制品(pin)制造(zao)(zao),船舶及(ji)海洋工程(cheng)制造(zao)(zao)等。隨(sui)著社會(hui)的進步和科技的發展,金(jin)屬(shu)制品(pin)在工業(ye)、農業(ye)以及(ji)人(ren)們的生活各個領域的運用越(yue)來越(yue)廣泛,也給社會(hui)創造(zao)(zao)越(yue)來越(yue)大的價(jia)值(zhi)。
金屬制品行業在發展過程(cheng)中也(ye)遇到一些困難,例如技(ji)術單(dan)一,技(ji)術水平(ping)偏低(di),缺乏先(xian)(xian)進的設(she)(she)備(bei),人才(cai)短缺等,制約了金屬制品行業的發展。為此,可以(yi)采取提(ti)高(gao)企業技(ji)術水平(ping),引進先(xian)(xian)進技(ji)術設(she)(she)備(bei),培(pei)養適用人才(cai)等提(ti)高(gao)中國金屬制品業的發展。
2009年金屬制品(pin)行(xing)業的產品(pin)將越來越趨向于多元化(hua),業界(jie)的技術水平越來越高(gao),產品(pin)質量會(hui)穩步提高(gao),競爭與市場將進一(yi)(yi)步合理(li)化(hua)。加上國家對行(xing)業的進一(yi)(yi)步規范(fan),以及(ji)相關行(xing)業優惠政(zheng)策的實施,2009-2012年,金屬制品(pin)行(xing)業將有巨大的發展空(kong)間。
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