鋼材的物理力學(xué)性能和機械性能表
鋼材的主要機械性能(也叫力學(xué)性能)通常是指鋼材在標(biāo)準(zhǔn)條件下均勻拉伸.冷彎和沖擊等.
單獨用途下所顯示的各種機械性能。鋼材通常有五大主要的機械性能指標(biāo):
通過一次拉伸檢驗可得到抗拉強度,伸長率和屈服點三項基本性能;
通過冷彎檢驗可得到鋼材的冷彎性能;
通過沖擊韌性檢驗可得到?jīng)_擊韌性。
1.屈服點(σs)
鋼材或試樣在拉伸時,當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限,即使應(yīng)力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續(xù)發(fā)生明顯的塑性變形,稱此現(xiàn)象為屈服,而產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的最小應(yīng)力值即為屈服點。
設(shè)Ps為屈服點s處的外力,F(xiàn)o為試樣斷面積,則屈服點σs =Ps/Fo(MPa),MPa稱為兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)
2.屈服強度(σ0.2)
有的金屬材質(zhì)的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材質(zhì)的屈服特性,規(guī)定產(chǎn)生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應(yīng)力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。
3.抗拉強度(σb)
材質(zhì)在拉伸過程中,從開始到發(fā)生斷裂時所達(dá)到的最高應(yīng)力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應(yīng)的還有抗壓強度、抗彎強度等。
設(shè)Pb為材質(zhì)被拉斷前達(dá)到的最高拉力,F(xiàn)o為試樣截面面積,則抗拉強度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸長率(δs)
材質(zhì)在拉斷后,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。
5.屈強比(σs/σb)
鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高,一般WCB屈強比為0.6-0.65,低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材質(zhì)抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材質(zhì)的重要性能指標(biāo)之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(通徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材質(zhì)表面,保持一段時間,去載后,負(fù)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)。
⑵洛氏硬度(HR)
當(dāng)HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度檢驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或通徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材質(zhì)表面,由壓痕的深度求出材質(zhì)的硬度。根據(jù)檢驗材質(zhì)硬度的不同,分三種不同的標(biāo)度來表示:
HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材質(zhì)(如硬質(zhì)合金等)。
HRB:是采用100kg載荷和通徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材質(zhì)(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材質(zhì)(如淬火鋼等)。
⑶維氏硬度(HV)
以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材質(zhì)表面,用材質(zhì)壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)
脆性:用于描述材質(zhì)在未施加明顯外力以及沒有明顯變形的情況下發(fā)生斷裂的性能。
耐壓強力:施加于材質(zhì)上使其長度變短,截面積變大的外力,與拉伸強力相對應(yīng)。
傳導(dǎo)性:材質(zhì)傳輸熱能或者電能的速度。
蠕變:材質(zhì)在壓力條件下產(chǎn)生緩慢的變形量。
延展性:是金屬受外力變形,當(dāng)外力消除之后又恢復(fù)其原有形狀的一中性質(zhì)。
疲勞強度:材質(zhì)承受重復(fù)用途外力的能力。
燃燒點:金屬或其蒸氣開始燃燒的最低溫度點。
吸濕:易于吸收并且保持水分的金屬。
沖擊強度:金屬吸收突然撞擊能量的能力。
柔韌性:在壓力條件下材質(zhì)容易發(fā)生永久性變形而不斷裂的能力。
可塑性:材質(zhì)在較低壓力條件下容易發(fā)生永久性變形的能力。
多孔性:材質(zhì)內(nèi)部空隙的體積占據(jù)材質(zhì)整體體積的比率。
切變強度:兩股方向相反的外力同時施加于材質(zhì)表面,使其中一部分與另一部分相互滑移,材質(zhì)發(fā)生斷裂時的外力大小即為該材質(zhì)的切變強度。
比重:一定體積材質(zhì)的質(zhì)量與相同體積四攝氏度的水的質(zhì)量之比。
比熱:加熱1克某種金屬使其溫度升高一攝氏度所需要的能量。
硬挺性:材質(zhì)承受變形的能力,以壓力與變形位移為平定基礎(chǔ)。
靜強度:材質(zhì)承受導(dǎo)致變形的外加應(yīng)力的能力。
應(yīng)力:拉伸應(yīng)力,壓縮應(yīng)力以及剪切應(yīng)力都是外部施加于材質(zhì),導(dǎo)致材質(zhì)斷裂的用途力。
拉伸強度:材質(zhì)被拉伸所能承受的最高用途力。與壓縮強度對應(yīng)。
熱脹率:溫度變化與材質(zhì)規(guī)格變化之間的比率。
韌性:材質(zhì)吸收沖擊能量而不斷裂的能力。
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