1. 力學性能(mechanical properties)
金屬材(cai)料在外力作用(yong)下(xia)表現出(chu)來(lai)的各(ge)種特性,如彈性、塑性、韌性、強度(du)、硬度(du)等。
2. 彈(dan)性(elasticity)
金屬材料受外力作用(yong)發生了(le)變形,當去掉(diao)外力后,恢(hui)復原來形狀和尺寸的(de)能力,稱為彈性。金屬材料彈性的(de)好壞(huai),是(shi)通(tong)過彈性極(ji)限、比例極(ji)限來反映(ying)的(de)。
金屬的彈(dan)性,對制造(zao)彈(dan)性零(ling)部件具有(you)重要意義。
3. 塑性(plasticity)
金屬材料(liao)在(zai)外力作用下產(chan)生永久(jiu)變形(指去掉外力后不(bu)能恢(hui)復原狀(zhuang)的(de)(de)變形),但不(bu)會被破(po)壞的(de)(de)能力,叫作塑性。塑性用伸長率、斷(duan)面收縮率表示。
金屬(shu)的塑性與變形方(fang)式有(you)關。例如,有(you)些金屬(shu)在受拉伸變形時(shi)要發(fa)生破(po)壞(huai),但受擠(ji)壓或模(mo)鍛時(shi)可不發(fa)生破(po)裂。
金屬的塑性是進行壓力加(jia)工、冷彎工藝等必須考(kao)慮的重要因素。另外,適當的塑性對提(ti)高(gao)金屬結(jie)構的安全可靠性十分必要。
4. 強度(intensity&strength)
金屬材料在(zai)外力(li)作用(yong)下抵(di)抗變形和斷裂的能(neng)力(li)稱為強(qiang)度(du)。金屬材料的強(qiang)度(du)是通過(guo)比(bi)例極限、彈(dan)性極限、屈服(fu)強(qiang)度(du)、抗拉強(qiang)度(du)等許多強(qiang)度(du)指(zhi)標來反映的。
在(zai)外(wai)力作用下工作的零件(jian)或構件(jian),其(qi)強度是選用金屬(shu)材料的重要依據。
5. 強度極限(ultimate strength)
強度極限(xian)σ在拉伸應力(li)-應變曲線上的最大(da)應力(li)點,單(dan)位為(wei)MPa。
6. 比例極(ji)限(proportional limit)
在彈性變形階段,金屬材料所承(cheng)受的(de)(de)和應變能(neng)力(li)保持正(zheng)比的(de)(de)最大應力(li),稱為(wei)比例極限(xian)。由于(yu)比例極限(xian)很(hen)難測定,所以(yi)常(chang)常(chang)采用發生很(hen)微小的(de)(de)塑性變形量的(de)(de)應力(li)值來表示,稱為(wei)規定比例極限(xian)。用σp表示,單位為(wei)M(兆帕(pa))。計(ji)算公式(shi)為(wei):
7. 彈性極限(elastic limit )
金屬(shu)能保持(chi)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)變形的最大應力(li),稱(cheng)為(wei)彈(dan)(dan)性(xing)(xing)極限。由于彈(dan)(dan)性(xing)(xing)極限很難(nan)測定,所以常常采(cai)用很微(wei)小(xiao)的塑性(xing)(xing)變形量的應力(li)值來(lai)表示(shi)。彈(dan)(dan)性(xing)(xing)極限用σ。表示(shi),單位為(wei)MPa(兆帕)。
8. 屈(qu)服(fu)極限(yield limit)與規(gui)定的最小屈(qu)服(fu)強度(SMYS)
屈服極限用σs表示,指材料(liao)的拉伸應(ying)力(li)超過彈(dan)性(xing)范圍(wei),開始發生塑性(xing)變(bian)形(xing)時的應(ying)力(li)。有些材料(liao)的拉伸應(ying)力(li)-應(ying)變(bian)曲(qu)線(xian)并不出現明(ming)顯的屈服平臺,即不能明(ming)確地確定其屈服點。對于(yu)此種情(qing)況,工程上規定取試樣(yang)產生0.2%殘余變(bian)形(xing)的應(ying)力(li)值作為(wei)條件屈服極限,用0.2表示,單位(wei)為(wei)MPa。
SMYS:規(gui)定的最小屈服(fu)強度(the specified minimum yield strength)。這個(ge)詞匯經(jing)常(chang)在(zai)一些壓力試驗(yan)等規(gui)范(fan)內(nei)出現(xian)。
9. 抗拉強度(tensile strength)與規定的最小(xiao)拉伸強度(SMTS)
金(jin)屬試(shi)(shi)樣(yang)拉伸時,在拉斷(duan)(duan)前所承受(shou)的(de)(de)最大(da)應力(li),稱(cheng)為(wei)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)。它(ta)表(biao)示(shi)金(jin)屬材料(liao)在拉力(li)作(zuo)用下抵(di)抗(kang)大(da)量塑性變形和破壞的(de)(de)能(neng)力(li),抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度(du)以(yi)σ表(biao)示(shi),單位為(wei)MPa。計(ji)算公式為(wei):試(shi)(shi)樣(yang)拉斷(duan)(duan)前的(de)(de)最大(da)負荷)/F。(試(shi)(shi)樣(yang)原(yuan)橫截面(mian)面(mian)積)]
SMTS:規定的最小拉伸強度(the specified minimum tensile strength)。這(zhe)個詞匯經常(chang)在一些(xie)壓力(li)試驗等規范內出現。
10. 抗彎強度(du)(bending strength)
試樣在(zai)位(wei)于兩支承(cheng)中間(jian)的(de)集中負荷作用下折(zhe)斷時,折(zhe)斷橫截(jie)面(危險截(jie)面)所承(cheng)受(shou)的(de)最大正應力(li),稱為抗彎強度。抗彎強度以表示,單位(wei)為MPa。
11. 抗壓強度(compressive strength)
材料在(zai)壓力作用下不發生碎裂時所能承受的最(zui)大正(zheng)應力,稱(cheng)為(wei)抗(kang)壓強度。抗(kang)壓強度以原(yuan)面積除負(fu)荷,單(dan)位為(wei)MPa。
12. 伸長(chang)率(lv)(elongation percentage)
金屬在拉(la)伸(shen)試(shi)驗時(shi),試(shi)樣拉(la)斷后,其標距(ju)部分(fen)所增加的長度(du)與(yu)原標距(ju)長度(du)的百分(fen)比,稱為伸(shen)長率,以 δ 表示 ,單位為 % 。
13. 斷(duan)面收縮率(section shrinkage)
金屬拉伸試(shi)驗中(zhong),在斷(duan)(duan)裂處(chu)試(shi)樣截面面積減小的百(bai)分率(lv),稱為(wei)斷(duan)(duan)面收(shou)縮率(lv)。以ψ表示,單位為(wei)%。
14. 持(chi)久極(ji)限(endurance lin[持(chi)久強度(rupture strength)]
持(chi)(chi)久(jiu)(jiu)極限指金屬材料在(zai)給定溫(wen)度下,經過一(yi)定時(shi)間(jian)破壞時(shi)所(suo)(suo)能承(cheng)受的恒定應(ying)力,單位為(wei)MPa。常用符號σb。帶(dai)有一(yi)個或兩個指數表示(shi),如σb/100,表示(shi)在(zai)常溫(wen)下持(chi)(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間(jian)為(wei)100h的應(ying)力;σb400/100,表示(shi)在(zai)試驗溫(wen)度400℃時(shi),持(chi)(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間(jian)為(wei)100h的應(ying)力,就是所(suo)(suo)謂(wei)高溫(wen)持(chi)(chi)久(jiu)(jiu)強(qiang)度。
15. 蠕變(bian)極限(xian)(creep limit)
金(jin)屬材料在一定溫度和長時間受力狀態下,即(ji)使所受應力小于其屈服強度,但隨著時間的(de)增長,也(ye)會慢(man)慢(man)地產生塑性變(bian)形,這種現象(xiang)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(ji)限(fatigue limit)
金屬材(cai)料(liao)在受(shou)重(zhong)(zhong)復(fu)或交變應(ying)力(li)作用時,雖(sui)其所受(shou)應(ying)力(li)遠小于(yu)抗拉強度,甚至小于(yu)彈性極限(xian),經(jing)多次(ci)循環(huan)后,在無顯著外觀變形情況(kuang)下(xia)(xia)而會發生(sheng)斷(duan)裂(lie),這(zhe)種現(xian)象稱為疲勞。金屬材(cai)料(liao)在重(zhong)(zhong)復(fu)或交變應(ying)力(li)作用下(xia)(xia),經(jing)過周次(ci)N的應(ying)力(li)循環(huan)仍不發生(sheng)斷(duan)裂(lie)時所能承受(shou)最大應(ying)力(li)稱為疲勞極限(xian),以(yi)σ-1表(biao)示(shi),單位為MPa。
17. 疲(pi)勞強度(fatigue strength)
金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)重復(fu)或交變(bian)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia),循環一定(ding)周(zhou)次N后斷裂時所能(neng)承受(shou)的(de)最大(da)應(ying)力(li),叫作(zuo)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du),以(yi)σn表示(shi),單(dan)位為(wei)(wei)MPa,此時,N稱(cheng)為(wei)(wei)材(cai)料(liao)(liao)的(de)疲(pi)勞(lao)壽命。某些(xie)金屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)在(zai)(zai)重復(fu)或交變(bian)應(ying)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)沒有明顯的(de)疲(pi)勞(lao)極限,常(chang)采用(yong)疲(pi)勞(lao)強(qiang)度(du)(du)表示(shi)。
18. 沖(chong)擊(ji)吸收功(impact absorbing energy)或沖(chong)擊(ji)韌(ren)性值(impacttoughness)
金屬(shu)材(cai)料對沖(chong)(chong)擊(ji)負(fu)荷(he)的(de)(de)(de)抵抗能(neng)力稱為(wei)(wei)韌性(xing),通常用沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)(xi)收(shou)功或沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)值來度量。用一(yi)定(ding)尺(chi)寸和形狀的(de)(de)(de)試(shi)樣,在(zai)規定(ding)類(lei)型的(de)(de)(de)試(shi)驗機上(shang)受一(yi)次沖(chong)(chong)擊(ji)負(fu)荷(he)折斷時所(suo)吸(xi)(xi)收(shou)的(de)(de)(de)功,稱沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)(xi)收(shou)功,以符號A表(biao)示(shi),單位(wei)為(wei)(wei)J;試(shi)樣刻槽處單位(wei)面(mian)積上(shang)所(suo)消耗的(de)(de)(de)功,稱為(wei)(wei)沖(chong)(chong)擊(ji)韌性(xing)值,以ak表(biao)示(shi),單位(wei)為(wei)(wei)kJ/㎡。計算公式為(wei)(wei):
在動負荷(he)下工作的(de)金屬零部件,實際上很少(shao)受(shou)一(yi)(yi)次(ci)(ci)超載沖(chong)擊(ji)被破壞(huai)(huai),而(er)(er)是受(shou)小能量的(de)多次(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)才被破壞(huai)(huai),因此僅用一(yi)(yi)次(ci)(ci)消耗于Ak或沖(chong)擊(ji)韌性值a4來衡(heng)量其抗力(li)是不夠準確的(de),而(er)(er)應以(yi)多次(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)試驗來度量。據(ju)研(yan)究表明,在能量不太大的(de)情況下,材料承(cheng)受(shou)多次(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊(ji)的(de)能力(li),主要(yao)決定于強(qiang)度。
沖擊吸收(shou)功Ak包括以下(xia)三部分:①. 消耗于試樣彈性(xing)變(bian)形的(de)彈性(xing)功;②. 消耗于試樣塑(su)性(xing)變(bian)形的(de)塑(su)性(xing)功;③. 消耗于裂紋開始(shi)產生(sheng)、擴展直至(zhi)斷(duan)裂的(de)撕(si)裂功。
由于沖(chong)(chong)擊功(gong)僅為試樣缺口(kou)附近(jin)參加變(bian)(bian)形的體積(ji)所吸收,而此(ci)體積(ji)又無法測(ce)量,且(qie)在同(tong)一斷(duan)面(mian)(mian)上每一部分的變(bian)(bian)形也不一致(zhi),因此(ci)用單位截面(mian)(mian)積(ji)上的沖(chong)(chong)擊功(gong)(沖(chong)(chong)擊值)a來(lai)判斷(duan)沖(chong)(chong)擊韌性的方法在國內外已逐漸淘汰(tai)。
19. 低溫(wen)沖擊(ji)韌(ren)性(low temperature impact toughness)和高溫(wen)沖擊(ji)韌(ren)性(high temperature impact toughness)
金(jin)屬材料在(zai)常溫(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)及高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)所測得(de)的(de)沖擊(ji)(ji)吸收功(gong)或(huo)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性值是不一樣的(de)。低溫(wen)(wen)條件下(xia)(xia)測得(de)的(de)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性,稱為(wei)低溫(wen)(wen)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性;高(gao)溫(wen)(wen)條件下(xia)(xia)測得(de)的(de)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性,稱為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性。低溫(wen)(wen)或(huo)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)測得(de)的(de)沖擊(ji)(ji)吸收功(gong)或(huo)沖擊(ji)(ji)韌(ren)性值都要注(zhu)明試驗溫(wen)(wen)度。
20. 金(jin)屬材(cai)料的(de)冷脆(cui)(cold brittleness)及脆(cui)性(xing)轉變溫度
鋼材在較低溫(wen)度(du)(du)時(shi)發(fa)生的(de)脆(cui)性(xing)斷裂,通(tong)常稱(cheng)為冷脆(cui)。材料發(fa)生脆(cui)裂時(shi)的(de)臨界溫(wen)度(du)(du)稱(cheng)為韌性(xing)-脆(cui)裂轉變溫(wen)度(du)(du),簡稱(cheng)脆(cui)性(xing)轉變溫(wen)度(du)(du)。

