1. 力學性能(neng)(mechanical properties)
金屬材料在外力作用(yong)下表(biao)現出(chu)來的各種特性,如彈(dan)性、塑(su)性、韌性、強(qiang)度、硬度等。
2. 彈性(elasticity)
金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)受外(wai)力(li)(li)作用發(fa)生了變形,當去掉外(wai)力(li)(li)后(hou),恢(hui)復(fu)原來形狀和尺寸的能力(li)(li),稱為彈(dan)性(xing)。金(jin)(jin)屬(shu)(shu)材料(liao)彈(dan)性(xing)的好壞,是通過彈(dan)性(xing)極(ji)(ji)限(xian)、比(bi)例極(ji)(ji)限(xian)來反(fan)映的。
金屬(shu)的彈(dan)(dan)性,對制造彈(dan)(dan)性零部件具有重要意(yi)義。
3. 塑性(plasticity)
金屬材料在(zai)外力作(zuo)用(yong)下產(chan)生永久變(bian)形(xing)(指(zhi)去掉外力后(hou)不能恢復原狀的變(bian)形(xing)),但不會被(bei)破壞的能力,叫作(zuo)塑(su)性。塑(su)性用(yong)伸(shen)長率(lv)、斷面收縮率(lv)表示。
金(jin)屬(shu)的塑性與變(bian)形(xing)方式(shi)有(you)關。例如,有(you)些金(jin)屬(shu)在受拉伸變(bian)形(xing)時(shi)(shi)要發生破壞,但受擠壓或模鍛時(shi)(shi)可(ke)不發生破裂(lie)。
金屬(shu)的塑(su)(su)性(xing)(xing)是(shi)進行壓力加工、冷彎工藝等必須考(kao)慮的重(zhong)要因(yin)素。另(ling)外(wai),適當的塑(su)(su)性(xing)(xing)對(dui)提高金屬(shu)結構的安全可靠(kao)性(xing)(xing)十分必要。
4. 強度(intensity&strength)
金屬材料在外(wai)力作用(yong)下抵抗變形和斷裂的能力稱為強(qiang)(qiang)度(du)(du)。金屬材料的強(qiang)(qiang)度(du)(du)是通過比(bi)例極(ji)限(xian)、彈性(xing)極(ji)限(xian)、屈服(fu)強(qiang)(qiang)度(du)(du)、抗拉強(qiang)(qiang)度(du)(du)等(deng)許多強(qiang)(qiang)度(du)(du)指標來反映的。
在外力(li)作用下(xia)工(gong)作的零件(jian)或構件(jian),其(qi)強度是選用金屬材料的重要依據。
5. 強(qiang)度極限(ultimate strength)
強度極限σ在拉伸應力(li)-應變曲線(xian)上的最大應力(li)點(dian),單位為MPa。
6. 比例(li)極限(proportional limit)
在彈性變(bian)形階(jie)段(duan),金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)所承受(shou)的(de)(de)(de)和應變(bian)能力保持正比的(de)(de)(de)最(zui)大應力,稱為比例極(ji)限。由于比例極(ji)限很難(nan)測定,所以常(chang)常(chang)采用(yong)發(fa)生很微小的(de)(de)(de)塑(su)性變(bian)形量的(de)(de)(de)應力值來(lai)表示(shi),稱為規(gui)定比例極(ji)限。用(yong)σp表示(shi),單(dan)位為M(兆帕)。計算公式為:
7. 彈性(xing)極限(elastic limit )
金屬能保持彈性(xing)(xing)(xing)變(bian)形的(de)最大應(ying)力,稱為彈性(xing)(xing)(xing)極(ji)限。由于彈性(xing)(xing)(xing)極(ji)限很(hen)難測定,所以常(chang)常(chang)采用很(hen)微(wei)小的(de)塑性(xing)(xing)(xing)變(bian)形量的(de)應(ying)力值來表示。彈性(xing)(xing)(xing)極(ji)限用σ。表示,單位為MPa(兆帕)。
8. 屈服極限(yield limit)與規定的最小(xiao)屈服強度(SMYS)
屈(qu)(qu)服(fu)(fu)極限用(yong)σs表示(shi),指材料的(de)拉(la)伸(shen)應力超過彈性(xing)范圍,開(kai)始發生塑性(xing)變形時的(de)應力。有(you)些材料的(de)拉(la)伸(shen)應力-應變曲線(xian)并(bing)不(bu)出現明顯的(de)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)平臺,即(ji)不(bu)能(neng)明確(que)地確(que)定其(qi)屈(qu)(qu)服(fu)(fu)點。對于此種情況,工(gong)程上規定取試樣(yang)產生0.2%殘余變形的(de)應力值作為條件屈(qu)(qu)服(fu)(fu)極限,用(yong)0.2表示(shi),單位為MPa。
SMYS:規(gui)定的最小(xiao)屈服(fu)強度(the specified minimum yield strength)。這(zhe)個詞匯經常在一些壓力(li)試驗(yan)等規(gui)范內出(chu)現。
9. 抗拉強度(tensile strength)與規定的最小(xiao)拉伸強度(SMTS)
金屬試(shi)樣拉(la)(la)伸時,在拉(la)(la)斷前所承受(shou)的最大應力,稱(cheng)為抗(kang)(kang)拉(la)(la)強度。它表(biao)(biao)示金屬材(cai)料在拉(la)(la)力作用下抵(di)抗(kang)(kang)大量塑性變形和破壞的能力,抗(kang)(kang)拉(la)(la)強度以σ表(biao)(biao)示,單位為MPa。計算公式為:試(shi)樣拉(la)(la)斷前的最大負荷)/F。(試(shi)樣原(yuan)橫截面面積(ji))]
SMTS:規(gui)定的最小拉伸強度(du)(the specified minimum tensile strength)。這個詞匯經常(chang)在一些壓力試驗等規(gui)范(fan)內出現。
10. 抗彎強度(bending strength)
試樣在位于兩(liang)支(zhi)承中間的集中負荷(he)作用下折(zhe)斷時,折(zhe)斷橫截(jie)面(危險(xian)截(jie)面)所承受(shou)的最大正(zheng)應力,稱為抗(kang)彎強度。抗(kang)彎強度以表示,單(dan)位為MPa。
11. 抗壓強(qiang)度(compressive strength)
材料在(zai)壓(ya)力作用下不發生碎裂時所能承受的最大正應(ying)力,稱為抗壓(ya)強(qiang)度(du)。抗壓(ya)強(qiang)度(du)以原面積除負荷,單位為MPa。
12. 伸長(chang)率(elongation percentage)
金屬在拉伸試驗時,試樣拉斷(duan)后,其標距部分所增加的長度(du)與原(yuan)標距長度(du)的百分比,稱為伸長率,以 δ 表示 ,單位為 % 。
13. 斷面收縮(suo)率(lv)(section shrinkage)
金屬拉伸試驗中,在斷裂處試樣截面(mian)面(mian)積(ji)減小的百分率,稱為(wei)斷面(mian)收(shou)縮率。以ψ表(biao)示,單位為(wei)%。
14. 持久極(ji)限(endurance lin[持久強度(rupture strength)]
持(chi)久(jiu)(jiu)極(ji)限指金(jin)屬材(cai)料(liao)在(zai)給定溫度(du)(du)下(xia),經過(guo)一定時(shi)間破壞時(shi)所能承受的恒(heng)定應力(li),單位為MPa。常(chang)用符號σb。帶有一個(ge)或兩個(ge)指數表示(shi),如(ru)σb/100,表示(shi)在(zai)常(chang)溫下(xia)持(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間為100h的應力(li);σb400/100,表示(shi)在(zai)試(shi)驗(yan)溫度(du)(du)400℃時(shi),持(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間為100h的應力(li),就(jiu)是所謂高(gao)溫持(chi)久(jiu)(jiu)強度(du)(du)。
15. 蠕(ru)變極限(creep limit)
金屬材料在一定溫度和長時間受力狀態下,即使(shi)所受應(ying)力小(xiao)于其屈服強(qiang)度,但隨著時間的增長,也會慢慢地(di)產(chan)生塑性變(bian)形,這種現象稱(cheng)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(pi)勞極(ji)限(fatigue limit)
金屬(shu)材料在(zai)受重復或(huo)交(jiao)變(bian)應(ying)力作(zuo)用時,雖其所受應(ying)力遠小于抗拉強度,甚至小于彈性極(ji)限,經(jing)多次循(xun)(xun)環(huan)后(hou),在(zai)無顯著外(wai)觀(guan)變(bian)形(xing)情況下而會發(fa)生(sheng)斷裂(lie),這種現象稱為疲(pi)勞(lao)。金屬(shu)材料在(zai)重復或(huo)交(jiao)變(bian)應(ying)力作(zuo)用下,經(jing)過周(zhou)次N的應(ying)力循(xun)(xun)環(huan)仍不(bu)發(fa)生(sheng)斷裂(lie)時所能承(cheng)受最(zui)大應(ying)力稱為疲(pi)勞(lao)極(ji)限,以(yi)σ-1表示,單(dan)位為MPa。
17. 疲勞強(qiang)度(fatigue strength)
金屬材(cai)料(liao)在重復或交變應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下,循(xun)環(huan)一定周次N后斷(duan)裂時所能承受的最大應(ying)力(li),叫作(zuo)疲勞強度,以σn表示,單位為(wei)MPa,此時,N稱為(wei)材(cai)料(liao)的疲勞壽命。某些金屬材(cai)料(liao)在重復或交變應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下沒有明顯的疲勞極限,常采(cai)用(yong)(yong)疲勞強度表示。
18. 沖(chong)擊(ji)吸收功(impact absorbing energy)或(huo)沖(chong)擊(ji)韌性值(impacttoughness)
金屬(shu)材料對(dui)沖(chong)(chong)擊(ji)負(fu)荷的抵抗(kang)能力(li)稱為(wei)(wei)韌(ren)性,通常用沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong)或沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)性值(zhi)來度量。用一(yi)定尺寸和形狀(zhuang)的試(shi)(shi)樣,在規定類型(xing)的試(shi)(shi)驗機上受一(yi)次沖(chong)(chong)擊(ji)負(fu)荷折(zhe)斷(duan)時所吸(xi)收的功(gong),稱沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收功(gong),以符(fu)號(hao)A表(biao)示,單位為(wei)(wei)J;試(shi)(shi)樣刻槽處(chu)單位面積上所消耗的功(gong),稱為(wei)(wei)沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)性值(zhi),以ak表(biao)示,單位為(wei)(wei)kJ/㎡。計算公式為(wei)(wei):
在(zai)動(dong)負荷(he)下工作的金屬零(ling)部件,實際上很少受(shou)一次(ci)(ci)超載(zai)沖擊被破壞(huai),而是(shi)(shi)受(shou)小能量(liang)的多(duo)次(ci)(ci)重(zhong)復沖擊才被破壞(huai),因(yin)此僅(jin)用一次(ci)(ci)消耗于Ak或沖擊韌性值a4來衡量(liang)其抗(kang)力是(shi)(shi)不夠準(zhun)確的,而應以多(duo)次(ci)(ci)重(zhong)復沖擊試驗來度量(liang)。據研究(jiu)表明,在(zai)能量(liang)不太大(da)的情(qing)況下,材料承受(shou)多(duo)次(ci)(ci)重(zhong)復沖擊的能力,主要決定于強度。
沖擊吸收功(gong)Ak包括以下(xia)三部(bu)分:①. 消耗于試樣彈性(xing)變(bian)形的彈性(xing)功(gong);②. 消耗于試樣塑性(xing)變(bian)形的塑性(xing)功(gong);③. 消耗于裂紋開始產生、擴展直至斷裂的撕(si)裂功(gong)。
由于沖擊(ji)功(gong)僅(jin)為試(shi)樣缺口附近參(can)加變形的體(ti)積(ji)所(suo)吸(xi)收,而此體(ti)積(ji)又無法測量(liang),且在同一斷面上每一部分的變形也不一致,因此用單位截面積(ji)上的沖擊(ji)功(gong)(沖擊(ji)值(zhi))a來判斷沖擊(ji)韌性的方法在國內外已逐漸淘汰。
19. 低溫沖擊(ji)韌性(xing)(low temperature impact toughness)和高溫沖擊(ji)韌性(xing)(high temperature impact toughness)
金屬材料在常(chang)溫(wen)、低(di)溫(wen)及(ji)高(gao)溫(wen)下(xia)所(suo)測(ce)得(de)的沖(chong)擊吸收功(gong)或(huo)沖(chong)擊韌(ren)性值是不一樣的。低(di)溫(wen)條(tiao)(tiao)件下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)擊韌(ren)性,稱為低(di)溫(wen)沖(chong)擊韌(ren)性;高(gao)溫(wen)條(tiao)(tiao)件下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)擊韌(ren)性,稱為高(gao)溫(wen)沖(chong)擊韌(ren)性。低(di)溫(wen)或(huo)高(gao)溫(wen)下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)擊吸收功(gong)或(huo)沖(chong)擊韌(ren)性值都要(yao)注明試驗溫(wen)度。
20. 金(jin)屬材(cai)料的冷脆(cold brittleness)及脆性轉變溫度
鋼材(cai)在較(jiao)低(di)溫度時發生的脆性斷裂(lie),通常(chang)稱(cheng)(cheng)為(wei)冷脆。材(cai)料發生脆裂(lie)時的臨界溫度稱(cheng)(cheng)為(wei)韌性-脆裂(lie)轉變溫度,簡稱(cheng)(cheng)脆性轉變溫度。