1. 力學性能(mechanical properties)
金屬材料在(zai)外力(li)作用下表現出來的(de)各種特性(xing)(xing),如彈性(xing)(xing)、塑(su)性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、強(qiang)度(du)、硬度(du)等。
2. 彈(dan)性(elasticity)
金屬(shu)(shu)材(cai)料受外力作用發(fa)生了(le)變形,當去掉外力后,恢復原來形狀和尺寸(cun)的能力,稱(cheng)為彈性(xing)。金屬(shu)(shu)材(cai)料彈性(xing)的好(hao)壞,是(shi)通過彈性(xing)極限、比例極限來反映的。
金屬的彈性(xing),對制造彈性(xing)零部件具有重要意義。
3. 塑性(plasticity)
金屬材料在外(wai)力(li)作(zuo)用下產生永久變(bian)形(xing)(指去(qu)掉外(wai)力(li)后不(bu)能恢(hui)復原狀的變(bian)形(xing)),但不(bu)會被破壞(huai)的能力(li),叫作(zuo)塑性。塑性用伸長率、斷面收縮率表示。
金屬的塑性與變(bian)形方式(shi)有關。例如,有些金屬在(zai)受(shou)拉伸變(bian)形時要發(fa)生(sheng)(sheng)破壞,但受(shou)擠壓(ya)或模鍛時可不發(fa)生(sheng)(sheng)破裂。
金屬的(de)塑(su)(su)性是(shi)進行壓力加工(gong)、冷彎工(gong)藝(yi)等必(bi)須(xu)考(kao)慮的(de)重要因(yin)素(su)。另(ling)外,適當的(de)塑(su)(su)性對提高金屬結構的(de)安全可靠性十(shi)分必(bi)要。
4. 強度(intensity&strength)
金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)在外力(li)(li)作用下抵抗(kang)變形和斷裂的能力(li)(li)稱為強(qiang)(qiang)度(du)。金(jin)屬(shu)(shu)材(cai)料(liao)的強(qiang)(qiang)度(du)是通過比例極限、彈性極限、屈服強(qiang)(qiang)度(du)、抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)等許多(duo)強(qiang)(qiang)度(du)指標來反映的。
在(zai)外力作(zuo)用(yong)下工作(zuo)的(de)零(ling)件或構(gou)件,其強(qiang)度是選用(yong)金屬材(cai)料的(de)重要(yao)依據。
5. 強度極限(xian)(ultimate strength)
強度極限σ在拉伸應(ying)力-應(ying)變曲線上的最大應(ying)力點(dian),單位為MPa。
6. 比例極限(proportional limit)
在彈(dan)性(xing)(xing)變(bian)形階段,金屬材料所(suo)承受的(de)(de)和應變(bian)能力保(bao)持正比的(de)(de)最(zui)大(da)應力,稱(cheng)為比例極(ji)(ji)限(xian)。由于比例極(ji)(ji)限(xian)很難測定(ding)(ding),所(suo)以常常采用發生很微小的(de)(de)塑性(xing)(xing)變(bian)形量的(de)(de)應力值來表(biao)示(shi),稱(cheng)為規定(ding)(ding)比例極(ji)(ji)限(xian)。用σp表(biao)示(shi),單位為M(兆帕)。計算公式為:
7. 彈(dan)性極限(elastic limit )
金屬(shu)能保持彈(dan)性變形(xing)的最大應力(li),稱為(wei)彈(dan)性極限(xian)。由(you)于彈(dan)性極限(xian)很難測定,所以(yi)常(chang)常(chang)采用很微小的塑性變形(xing)量的應力(li)值(zhi)來(lai)表(biao)示。彈(dan)性極限(xian)用σ。表(biao)示,單位(wei)為(wei)MPa(兆帕)。
8. 屈服極限(yield limit)與規定的最(zui)小屈服強(qiang)度(SMYS)
屈服(fu)(fu)極(ji)限用σs表示,指材料的拉(la)伸(shen)應力(li)(li)超過彈性范(fan)圍,開(kai)始發生塑性變(bian)形時的應力(li)(li)。有些材料的拉(la)伸(shen)應力(li)(li)-應變(bian)曲(qu)線并不出現明(ming)顯(xian)的屈服(fu)(fu)平(ping)臺,即不能明(ming)確地確定(ding)其(qi)屈服(fu)(fu)點。對于此(ci)種情況,工程上規定(ding)取(qu)試樣產生0.2%殘余變(bian)形的應力(li)(li)值作為(wei)條件屈服(fu)(fu)極(ji)限,用0.2表示,單位(wei)為(wei)MPa。
SMYS:規定的最小(xiao)屈服強度(the specified minimum yield strength)。這個詞匯經常(chang)在一(yi)些壓力試(shi)驗等規范內出現(xian)。
9. 抗拉強(qiang)度(du)(du)(tensile strength)與規定(ding)的最小拉伸(shen)強(qiang)度(du)(du)(SMTS)
金屬(shu)試(shi)樣(yang)拉(la)(la)伸時,在(zai)拉(la)(la)斷前所承(cheng)受(shou)的(de)最大(da)應力,稱為(wei)(wei)抗(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)。它表示金屬(shu)材料在(zai)拉(la)(la)力作用(yong)下(xia)抵抗(kang)大(da)量塑(su)性變形(xing)和破壞的(de)能力,抗(kang)拉(la)(la)強(qiang)度(du)以(yi)σ表示,單位為(wei)(wei)MPa。計算(suan)公式為(wei)(wei):試(shi)樣(yang)拉(la)(la)斷前的(de)最大(da)負荷)/F。(試(shi)樣(yang)原橫截面(mian)面(mian)積)]
SMTS:規(gui)定的最(zui)小拉伸強度(the specified minimum tensile strength)。這個(ge)詞匯經常(chang)在一些壓力試(shi)驗等規(gui)范內(nei)出現。
10. 抗彎(wan)強(qiang)度(du)(bending strength)
試樣在位于兩(liang)支承中(zhong)間的(de)集中(zhong)負荷作用下折(zhe)(zhe)斷時,折(zhe)(zhe)斷橫(heng)截面(危(wei)險截面)所(suo)承受的(de)最大正應力,稱為(wei)抗(kang)彎強(qiang)度。抗(kang)彎強(qiang)度以表示,單位為(wei)MPa。
11. 抗壓強度(du)(compressive strength)
材料在壓力作用下不發生碎裂時所能(neng)承受(shou)的(de)最大正應(ying)力,稱為抗壓強度。抗壓強度以原面(mian)積除負荷,單位為MPa。
12. 伸長率(elongation percentage)
金屬(shu)在拉(la)伸(shen)(shen)試驗(yan)時,試樣拉(la)斷后,其標距部(bu)分所增加的長(chang)度(du)與原標距長(chang)度(du)的百分比(bi),稱為(wei)伸(shen)(shen)長(chang)率,以 δ 表示 ,單位為(wei) % 。
13. 斷(duan)面收縮率(section shrinkage)
金屬(shu)拉伸試驗(yan)中,在斷裂處(chu)試樣截面(mian)面(mian)積減小的百分率,稱為斷面(mian)收縮率。以ψ表示,單(dan)位(wei)為%。
14. 持久極限(endurance lin[持久強度(rupture strength)]
持久極限指金屬(shu)材料在(zai)(zai)給定溫度(du)下(xia),經過一定時間(jian)破壞時所能承受(shou)的恒(heng)定應力(li),單位為MPa。常用符號σb。帶有一個(ge)或兩個(ge)指數表示,如σb/100,表示在(zai)(zai)常溫下(xia)持久時間(jian)為100h的應力(li);σb400/100,表示在(zai)(zai)試驗溫度(du)400℃時,持久時間(jian)為100h的應力(li),就(jiu)是所謂高溫持久強(qiang)度(du)。
15. 蠕變極限(creep limit)
金屬材料在一定溫(wen)度和長時(shi)間(jian)受力狀態下,即(ji)使所受應力小于其屈(qu)服強度,但(dan)隨(sui)著時(shi)間(jian)的增長,也會慢(man)(man)慢(man)(man)地產生塑性變形,這種現象(xiang)稱為蠕變。
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(ji)限(fatigue limit)
金屬材(cai)料(liao)在受(shou)重復(fu)(fu)或交變應力作用時(shi),雖其(qi)所(suo)受(shou)應力遠小于(yu)抗拉強度(du),甚(shen)至小于(yu)彈性極(ji)限,經多次循(xun)環后(hou),在無顯著外觀變形(xing)情況下而會發(fa)生斷裂(lie),這(zhe)種現象稱為疲(pi)勞。金屬材(cai)料(liao)在重復(fu)(fu)或交變應力作用下,經過周次N的應力循(xun)環仍(reng)不發(fa)生斷裂(lie)時(shi)所(suo)能承受(shou)最大應力稱為疲(pi)勞極(ji)限,以(yi)σ-1表示,單(dan)位為MPa。
17. 疲勞強(qiang)度(fatigue strength)
金(jin)屬材料在重復(fu)或交(jiao)變應力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下,循環一定周(zhou)次N后斷裂時(shi)所能承受(shou)的最大應力(li)(li),叫(jiao)作(zuo)(zuo)疲(pi)勞強度,以σn表(biao)示,單位為MPa,此時(shi),N稱為材料的疲(pi)勞壽命。某些金(jin)屬材料在重復(fu)或交(jiao)變應力(li)(li)作(zuo)(zuo)用(yong)下沒有(you)明顯的疲(pi)勞極限,常采用(yong)疲(pi)勞強度表(biao)示。
18. 沖擊吸收(shou)功(impact absorbing energy)或(huo)沖擊韌性值(impacttoughness)
金屬材料對沖擊(ji)負荷的抵抗能力稱為(wei)韌(ren)性,通常用沖擊(ji)吸收(shou)功或沖擊(ji)韌(ren)性值來度量。用一定尺寸和形(xing)狀的試樣,在(zai)規定類型的試驗(yan)機上(shang)受一次沖擊(ji)負荷折(zhe)斷時所吸收(shou)的功,稱沖擊(ji)吸收(shou)功,以符號A表示,單位(wei)為(wei)J;試樣刻槽處單位(wei)面(mian)積上(shang)所消耗的功,稱為(wei)沖擊(ji)韌(ren)性值,以ak表示,單位(wei)為(wei)kJ/㎡。計(ji)算公式為(wei):
在(zai)動負荷下(xia)(xia)工作(zuo)的金屬零部件(jian),實(shi)際上很少(shao)受一次超載沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)被(bei)破(po)壞,而(er)是(shi)受小能(neng)量(liang)的多次重(zhong)(zhong)復沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)才被(bei)破(po)壞,因此(ci)僅用一次消耗于Ak或沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性值a4來(lai)衡量(liang)其抗力是(shi)不(bu)夠準確的,而(er)應以多次重(zhong)(zhong)復沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)試驗來(lai)度量(liang)。據研究表(biao)明,在(zai)能(neng)量(liang)不(bu)太大的情況(kuang)下(xia)(xia),材料承受多次重(zhong)(zhong)復沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)的能(neng)力,主要決定于強度。
沖擊吸收功(gong)Ak包(bao)括以下三部分:①. 消(xiao)耗于(yu)試樣彈性(xing)(xing)變形(xing)的(de)彈性(xing)(xing)功(gong);②. 消(xiao)耗于(yu)試樣塑性(xing)(xing)變形(xing)的(de)塑性(xing)(xing)功(gong);③. 消(xiao)耗于(yu)裂紋開始產生、擴展直至斷裂的(de)撕裂功(gong)。
由于沖擊功僅為試樣缺口(kou)附(fu)近參加變形的(de)體積(ji)(ji)所吸收,而此體積(ji)(ji)又無(wu)法測量,且在同一斷面上每一部分的(de)變形也不一致,因(yin)此用(yong)單位(wei)截面積(ji)(ji)上的(de)沖擊功(沖擊值)a來判斷沖擊韌(ren)性(xing)的(de)方(fang)法在國內(nei)外已逐漸淘汰。
19. 低(di)溫沖擊韌性(low temperature impact toughness)和高溫沖擊韌性(high temperature impact toughness)
金屬材料在(zai)常溫(wen)、低(di)(di)溫(wen)及高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)(xia)所測得的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收功或沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)值是不一樣(yang)的(de)。低(di)(di)溫(wen)條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)測得的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing),稱(cheng)為(wei)低(di)(di)溫(wen)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing);高(gao)溫(wen)條(tiao)件下(xia)(xia)(xia)測得的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing),稱(cheng)為(wei)高(gao)溫(wen)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)。低(di)(di)溫(wen)或高(gao)溫(wen)下(xia)(xia)(xia)測得的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收功或沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)值都要注明試驗溫(wen)度。
20. 金屬材料的冷(leng)脆(cui)(cold brittleness)及脆(cui)性轉(zhuan)變溫度(du)
鋼材(cai)在較低(di)溫(wen)度時(shi)發生的脆(cui)性(xing)斷裂,通常稱(cheng)為冷脆(cui)。材(cai)料(liao)發生脆(cui)裂時(shi)的臨界溫(wen)度稱(cheng)為韌性(xing)-脆(cui)裂轉變溫(wen)度,簡稱(cheng)脆(cui)性(xing)轉變溫(wen)度。