1. 力(li)學性(xing)能(mechanical properties)


  金屬(shu)材料在外力作(zuo)用下表現(xian)出來的各種特性(xing),如彈性(xing)、塑性(xing)、韌性(xing)、強度(du)、硬度(du)等。


2. 彈(dan)性(elasticity)


  金(jin)屬材(cai)料受外力作用發生了變形,當去掉外力后,恢(hui)復原來(lai)形狀和尺(chi)寸的能(neng)力,稱為彈性。金(jin)屬材(cai)料彈性的好壞,是(shi)通(tong)過(guo)彈性極限、比例極限來(lai)反映(ying)的。


  金屬的彈性,對(dui)制(zhi)造彈性零部件具(ju)有(you)重要意(yi)義。


3. 塑性(plasticity)


  金屬材料在外(wai)力(li)作(zuo)用下產生永(yong)久變(bian)形(xing)(指去掉外(wai)力(li)后不(bu)能恢復(fu)原狀的變(bian)形(xing)),但不(bu)會被(bei)破壞的能力(li),叫作(zuo)塑(su)性。塑(su)性用伸長率、斷面(mian)收縮率表示。


  金(jin)(jin)屬(shu)(shu)的塑性與變(bian)形方(fang)式有關。例如,有些金(jin)(jin)屬(shu)(shu)在(zai)受拉伸變(bian)形時要(yao)發(fa)生破(po)壞,但受擠壓或模鍛時可(ke)不(bu)發(fa)生破(po)裂。


  金(jin)屬的塑(su)(su)性(xing)是進行壓力加(jia)工、冷彎工藝等(deng)必(bi)須(xu)考慮的重要因素。另(ling)外,適(shi)當(dang)的塑(su)(su)性(xing)對提(ti)高金(jin)屬結構(gou)的安(an)全可靠性(xing)十分必(bi)要。


4. 強度(intensity&strength)


  金屬材(cai)料在(zai)外力(li)作用下(xia)抵抗變(bian)形和斷裂的(de)能力(li)稱為強度。金屬材(cai)料的(de)強度是通(tong)過比例極限、彈性極限、屈服強度、抗拉強度等許多強度指標來反映的(de)。


  在外(wai)力作用(yong)下工作的零(ling)件或構(gou)件,其強度是選用(yong)金屬材料的重要依據。


5. 強度(du)極限(ultimate strength)


  強(qiang)度極限(xian)σ在拉伸應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變曲(qu)線(xian)上的(de)最大應(ying)(ying)力點,單位為MPa。


6. 比例極限(proportional limit)


  在(zai)彈(dan)性變(bian)形(xing)階段,金(jin)屬材(cai)料所承(cheng)受的(de)和應變(bian)能力保持正比(bi)的(de)最大應力,稱為(wei)比(bi)例極限(xian)。由于比(bi)例極限(xian)很(hen)難測定(ding),所以常常采用(yong)發(fa)生很(hen)微小的(de)塑性變(bian)形(xing)量的(de)應力值來表示(shi),稱為(wei)規定(ding)比(bi)例極限(xian)。用(yong)σp表示(shi),單(dan)位(wei)為(wei)M(兆帕)。計(ji)算公式為(wei):


7. 彈性極限(elastic limit )


  金屬能保持彈(dan)性(xing)變形的(de)(de)最(zui)大應(ying)力,稱為彈(dan)性(xing)極限(xian)。由于彈(dan)性(xing)極限(xian)很(hen)難測定,所以(yi)常(chang)常(chang)采用(yong)很(hen)微小(xiao)的(de)(de)塑(su)性(xing)變形量(liang)的(de)(de)應(ying)力值(zhi)來(lai)表示(shi)。彈(dan)性(xing)極限(xian)用(yong)σ。表示(shi),單位為MPa(兆帕)。


8. 屈(qu)服(fu)極限(yield limit)與規定的最小屈(qu)服(fu)強(qiang)度(SMYS)


  屈(qu)服極限用σs表示,指材料的(de)拉伸應(ying)力超過彈(dan)性范(fan)圍,開(kai)始發(fa)生塑性變形時的(de)應(ying)力。有些材料的(de)拉伸應(ying)力-應(ying)變曲線并不(bu)出(chu)現明(ming)(ming)顯(xian)的(de)屈(qu)服平臺,即不(bu)能明(ming)(ming)確(que)地確(que)定其屈(qu)服點。對于(yu)此種情(qing)況,工程上規定取試樣產(chan)生0.2%殘(can)余(yu)變形的(de)應(ying)力值作為條件屈(qu)服極限,用0.2表示,單位為MPa。


  SMYS:規定的最小(xiao)屈服強度(the specified minimum yield strength)。這個詞匯經常在一(yi)些壓力試驗等規范內出(chu)現。


9. 抗拉(la)(la)強度(du)(tensile strength)與規定的最小拉(la)(la)伸強度(du)(SMTS)


  金屬試(shi)樣(yang)拉伸時,在(zai)拉斷(duan)前所承(cheng)受的最(zui)大(da)應力(li)(li),稱(cheng)為抗拉強度。它表示金屬材料在(zai)拉力(li)(li)作用下抵抗大(da)量塑性變形和破(po)壞的能力(li)(li),抗拉強度以σ表示,單位為MPa。計算公式為:試(shi)樣(yang)拉斷(duan)前的最(zui)大(da)負(fu)荷)/F。(試(shi)樣(yang)原橫截面面積(ji))]


  SMTS:規定的最(zui)小拉伸強度(du)(the specified minimum tensile strength)。這個(ge)詞(ci)匯(hui)經常在(zai)一些壓力試(shi)驗等規范內出(chu)現。


10. 抗(kang)彎強(qiang)度(bending strength)


  試樣在位于兩支承(cheng)中(zhong)間的集中(zhong)負荷作用下折斷(duan)時,折斷(duan)橫(heng)截(jie)面(危險截(jie)面)所承(cheng)受(shou)的最(zui)大正應(ying)力,稱為抗彎強度(du)。抗彎強度(du)以表(biao)示,單位為MPa。


11. 抗(kang)壓強度(compressive strength)


  材料在(zai)壓力(li)作用下不發生(sheng)碎裂時所能承受(shou)的最大正(zheng)應力(li),稱為抗壓強度。抗壓強度以原面積除負荷,單(dan)位為MPa。


12. 伸(shen)長率(elongation percentage)


  金(jin)屬在拉伸(shen)試(shi)驗時(shi),試(shi)樣拉斷(duan)后,其標距部分所(suo)增(zeng)加的(de)長(chang)度(du)與原標距長(chang)度(du)的(de)百分比,稱為(wei)伸(shen)長(chang)率,以 δ 表示 ,單(dan)位為(wei) % 。


13. 斷(duan)面收縮率(section shrinkage)


  金屬拉伸試(shi)驗中,在斷裂處試(shi)樣截面(mian)面(mian)積減小(xiao)的百分率(lv),稱為(wei)斷面(mian)收縮率(lv)。以(yi)ψ表示,單位為(wei)%。


14. 持久極限(endurance lin[持久強(qiang)度(rupture strength)]


  持久(jiu)(jiu)極限指金(jin)屬材料在(zai)給(gei)定(ding)溫(wen)度下,經過一(yi)(yi)定(ding)時(shi)(shi)(shi)(shi)間破壞(huai)時(shi)(shi)(shi)(shi)所能承(cheng)受的(de)恒定(ding)應(ying)力,單位為MPa。常(chang)用(yong)符號σb。帶有一(yi)(yi)個或兩個指數表(biao)示(shi),如(ru)σb/100,表(biao)示(shi)在(zai)常(chang)溫(wen)下持久(jiu)(jiu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間為100h的(de)應(ying)力;σb400/100,表(biao)示(shi)在(zai)試驗溫(wen)度400℃時(shi)(shi)(shi)(shi),持久(jiu)(jiu)時(shi)(shi)(shi)(shi)間為100h的(de)應(ying)力,就(jiu)是(shi)所謂高溫(wen)持久(jiu)(jiu)強度。


15. 蠕變極限(creep limit)


  金(jin)屬材料在一定溫度(du)和長時(shi)(shi)間受力(li)狀態下,即使所受應力(li)小于其(qi)屈服強度(du),但隨著(zhu)時(shi)(shi)間的增(zeng)長,也會慢慢地產生塑性變(bian)形,這種現象稱為蠕變(bian)。


  蠕變極限,是指金屬材料在一定溫度和恒定應力下,在規定的時間內的蠕變變形量或蠕變速度不超過某一規定值時所能承受的最大應力,單位為MPa。以伸長率測定蠕變極限時,符號為σ0.2帶有三個指數。如σ0.2 700/100,即表示試驗溫度為700℃時,經100h試驗后,允許伸長率為0.2%時的蠕變極限。此時還必須注明,蠕變極限是按總伸長率或殘余伸長率測得的,在以給定的蠕變速度測定的蠕變極限時,符號σ帶有兩個指數。如σ6001.10-5 ,即表示在試驗溫度為600℃時,蠕變速度為1×10-5%/h的蠕變極限。此時必須注明測得規定蠕變速度的試驗時間。


16. 疲勞極限(fatigue limit)


  金屬材料在受重復(fu)或(huo)交變應(ying)力(li)作用時,雖其(qi)所受應(ying)力(li)遠(yuan)小于抗(kang)拉強度,甚(shen)至小于彈性極限,經多次循環(huan)后,在無(wu)顯著外觀變形情況下而(er)會(hui)發生斷(duan)裂(lie),這(zhe)種現象(xiang)稱為疲勞。金屬材料在重復(fu)或(huo)交變應(ying)力(li)作用下,經過周次N的應(ying)力(li)循環(huan)仍(reng)不發生斷(duan)裂(lie)時所能(neng)承(cheng)受最大應(ying)力(li)稱為疲勞極限,以σ-1表示(shi),單(dan)位為MPa。


17. 疲勞強度(du)(fatigue strength)


  金屬材(cai)料在重復或(huo)交變(bian)應(ying)(ying)力(li)作用(yong)(yong)下(xia),循環一定周次N后斷裂時所能承受的(de)(de)最(zui)大應(ying)(ying)力(li),叫作疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du),以σn表示,單位(wei)為(wei)MPa,此時,N稱為(wei)材(cai)料的(de)(de)疲(pi)勞(lao)壽命。某(mou)些金屬材(cai)料在重復或(huo)交變(bian)應(ying)(ying)力(li)作用(yong)(yong)下(xia)沒(mei)有明顯的(de)(de)疲(pi)勞(lao)極限,常采(cai)用(yong)(yong)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)表示。


18. 沖(chong)擊吸(xi)收(shou)功(impact absorbing energy)或沖(chong)擊韌性值(impacttoughness)


  金屬材料(liao)對沖(chong)擊(ji)負荷的(de)(de)抵抗能力稱為韌(ren)性(xing),通常用沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)(gong)(gong)或沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)值(zhi)來度量(liang)。用一(yi)定(ding)尺寸(cun)和形狀(zhuang)的(de)(de)試樣(yang),在規定(ding)類型的(de)(de)試驗機(ji)上受一(yi)次沖(chong)擊(ji)負荷折斷時(shi)所(suo)(suo)吸(xi)收的(de)(de)功(gong)(gong)(gong),稱沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)(gong)(gong),以(yi)符(fu)號A表示,單(dan)位(wei)為J;試樣(yang)刻槽處單(dan)位(wei)面積上所(suo)(suo)消耗的(de)(de)功(gong)(gong)(gong),稱為沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)值(zhi),以(yi)ak表示,單(dan)位(wei)為kJ/㎡。計算公式為:


  在動負荷下工作(zuo)的金屬零部件(jian),實際(ji)上很少受(shou)(shou)一(yi)次超載沖(chong)擊(ji)被(bei)破壞(huai)(huai),而(er)是受(shou)(shou)小(xiao)能量(liang)的多(duo)次重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)才(cai)被(bei)破壞(huai)(huai),因(yin)此(ci)僅用一(yi)次消(xiao)耗于Ak或沖(chong)擊(ji)韌性(xing)值a4來衡量(liang)其抗力是不(bu)夠準確(que)的,而(er)應以(yi)多(duo)次重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)試驗來度(du)量(liang)。據研究表明(ming),在能量(liang)不(bu)太大的情況(kuang)下,材料承(cheng)受(shou)(shou)多(duo)次重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)的能力,主要決(jue)定(ding)于強度(du)。


  沖擊吸收功Ak包括以下三部分:①. 消耗(hao)(hao)于(yu)試樣彈性變形(xing)的(de)彈性功;②. 消耗(hao)(hao)于(yu)試樣塑性變形(xing)的(de)塑性功;③. 消耗(hao)(hao)于(yu)裂(lie)紋開(kai)始產生、擴展直至斷裂(lie)的(de)撕裂(lie)功。


  由于沖(chong)擊(ji)功僅(jin)為試樣缺口附近參加變形的體積所吸收,而此(ci)體積又無法(fa)測(ce)量(liang),且(qie)在(zai)同(tong)一(yi)斷面上每(mei)一(yi)部分(fen)的變形也不一(yi)致(zhi),因此(ci)用單位(wei)截面積上的沖(chong)擊(ji)功(沖(chong)擊(ji)值(zhi))a來判斷沖(chong)擊(ji)韌性的方法(fa)在(zai)國內(nei)外已逐漸淘汰。


19. 低溫沖擊(ji)韌(ren)性(low temperature impact toughness)和(he)高溫沖擊(ji)韌(ren)性(high temperature impact toughness)


  金屬材料在(zai)常溫(wen)(wen)、低(di)溫(wen)(wen)及高溫(wen)(wen)下(xia)所(suo)測得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)吸收(shou)功或(huo)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing)值是不一(yi)樣的(de)。低(di)溫(wen)(wen)條件下(xia)測得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing),稱為低(di)溫(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing);高溫(wen)(wen)條件下(xia)測得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing),稱為高溫(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing)。低(di)溫(wen)(wen)或(huo)高溫(wen)(wen)下(xia)測得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)吸收(shou)功或(huo)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)(xing)值都要注明試驗溫(wen)(wen)度。


20. 金屬材料的(de)冷脆(cui)(cold brittleness)及(ji)脆(cui)性轉(zhuan)變溫度(du)


  鋼材在較低溫度(du)時發生(sheng)的脆性(xing)斷裂(lie),通常稱為(wei)冷脆。材料發生(sheng)脆裂(lie)時的臨界溫度(du)稱為(wei)韌性(xing)-脆裂(lie)轉變溫度(du),簡稱脆性(xing)轉變溫度(du)。