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金屬材料的主要性能(強度、硬度、韌性)

2019-12-06 14:48 ?瀏覽:

力學性能又稱機械性能,是材料在力的作用下所表現出來的性能。力學性能對金屬材料的使用性能和工藝性能有著非常重要的影響。金屬材料的主要力學性能有:強度、塑性、硬度、韌性、疲勞強度等。

 

一、強度與塑形

金屬材料的強度和塑形是通過拉伸試驗測定出來的。強度是金屬材料在力的作用下,抵抗塑形變形和斷裂的能力。

強度有多種判據,工程上以屈服點和抗拉強度最為常用。屈服點:是指拉伸式樣產生屈服現象時的應力。拉伸強度:指金屬材料在拉斷前所能承受的最大應力。屈服點和抗拉強度在選擇、評定金屬材料及設計機械零件時具有重要意義。由于機器零件或構件工作時,通常不允許發生塑性變形,因此多以屈服點作為強度設計的依據。對于脆性材料,因斷裂前基本不發生塑性變形,故無屈服點可言,在強度計算時,則以抗拉強度為依據。

塑性是指金屬材料產生塑性變形而不被破壞的能力,良好的塑性不僅是金屬進行軋制、鍛造、沖壓、焊接的必要條件,而且在使用時萬一超載,由于產生塑性變形,能夠避免突然斷裂。

 

二、硬度

金屬材料抵抗局部變形,特別是塑性變形、壓痕的能力,稱為硬度。硬度是衡量金屬軟硬的判斷。硬度直接影響到材料的耐磨性及切削加工性,因為機械制造中的刃具、量具、模具及工件的耐磨表面都應具有足夠的硬度,才能保證其使用性能和壽命。若所加工的金屬坯料的硬度過高時,則給切削加工帶來困難。

 

三、韌性

金屬材料斷裂前吸收的變形能量稱為韌性。

四、疲勞強度

機械上許多零件、如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等是在周期性或非周期性動載荷的作用下工作的。這些承受疲勞載荷的零件發生斷裂時,其應力往往大大低于該材料的強度極限,這種斷裂稱作疲勞斷裂。

產生疲勞斷裂的原因,一般認為是由于材料含有雜質、表面劃痕及其它能引起應力集中的缺陷,導致產生微裂紋。這種微裂紋隨應力循環次數的增加而逐漸擴展,致使零件有效截面逐步縮減,直至不能承受所加載荷而突然斷裂。

為了提高零件的疲勞強度,除應改善其結構形狀。減少應力集中外,還可采取表面強化的方法,如提高零件的表面質量、噴丸處理、表面熱處理等。同時,應控制材料的內部質量,避免氣孔。夾雜等缺陷。

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