1. 力學性(xing)能(mechanical properties)
金屬(shu)材料在外力作用(yong)下表現出來的各種特性,如(ru)彈(dan)性、塑性、韌性、強度、硬度等。
2. 彈(dan)性(elasticity)
金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)受外(wai)力(li)作用發生了變形(xing),當去掉外(wai)力(li)后(hou),恢復原來形(xing)狀和(he)尺寸的能力(li),稱為彈性。金(jin)屬(shu)材(cai)料(liao)(liao)彈性的好(hao)壞(huai),是通過彈性極限、比(bi)例(li)極限來反(fan)映(ying)的。
金屬的彈性(xing),對制造彈性(xing)零部件具有重(zhong)要意義。
3. 塑性(plasticity)
金屬材料在(zai)外力作用下(xia)產生永久變(bian)形(指去掉外力后(hou)不(bu)能(neng)恢復原狀的變(bian)形),但不(bu)會被破(po)壞的能(neng)力,叫作塑(su)性(xing)。塑(su)性(xing)用伸長率、斷(duan)面收縮(suo)率表示。
金屬(shu)的塑性與變形(xing)方式(shi)有(you)關(guan)。例如,有(you)些金屬(shu)在(zai)受(shou)(shou)拉伸變形(xing)時要(yao)發(fa)生破(po)壞(huai),但受(shou)(shou)擠壓或模鍛時可不發(fa)生破(po)裂(lie)。
金屬的(de)塑(su)性(xing)是進行壓力加工(gong)、冷彎工(gong)藝等必須考慮的(de)重要因(yin)素。另外,適當的(de)塑(su)性(xing)對提高金屬結構的(de)安(an)全可靠(kao)性(xing)十分(fen)必要。
4. 強(qiang)度(intensity&strength)
金屬(shu)材料在(zai)外(wai)力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為強(qiang)度。金屬(shu)材料的強(qiang)度是(shi)通過比例極(ji)限(xian)、彈性(xing)極(ji)限(xian)、屈服(fu)強(qiang)度、抗拉強(qiang)度等許(xu)多(duo)強(qiang)度指(zhi)標來反映(ying)的。
在外力作用(yong)下工作的(de)零件或構件,其強度是選用(yong)金屬(shu)材料的(de)重要依據。
5. 強度極限(ultimate strength)
強度極限σ在拉伸應(ying)力(li)-應(ying)變曲線上的最大應(ying)力(li)點,單位為MPa。
6. 比例極限(proportional limit)
在彈性(xing)變形階段,金(jin)屬材料所承受(shou)的(de)和應(ying)變能力保持正比的(de)最大(da)應(ying)力,稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)比例極限(xian)。由(you)于比例極限(xian)很難(nan)測定,所以(yi)常常采(cai)用發生(sheng)很微小的(de)塑性(xing)變形量的(de)應(ying)力值來表示,稱(cheng)為(wei)(wei)(wei)規(gui)定比例極限(xian)。用σp表示,單位為(wei)(wei)(wei)M(兆帕)。計算公式為(wei)(wei)(wei):
7. 彈(dan)性極限(xian)(elastic limit )
金(jin)屬能保持彈(dan)(dan)性變形的最大應(ying)力,稱為(wei)彈(dan)(dan)性極(ji)限。由于彈(dan)(dan)性極(ji)限很難測定,所以常(chang)常(chang)采用很微小(xiao)的塑(su)性變形量的應(ying)力值來表(biao)(biao)示。彈(dan)(dan)性極(ji)限用σ。表(biao)(biao)示,單位為(wei)MPa(兆帕)。
8. 屈服極限(xian)(yield limit)與規定的最小屈服強度(SMYS)
屈服極(ji)限用σs表示,指材(cai)料(liao)的拉伸(shen)應力(li)超過彈性范圍,開始發生(sheng)塑性變形時的應力(li)。有些材(cai)料(liao)的拉伸(shen)應力(li)-應變曲線并不出現明顯的屈服平臺(tai),即不能明確(que)(que)地確(que)(que)定其(qi)屈服點。對于此種情況,工程上規定取試樣產生(sheng)0.2%殘余變形的應力(li)值(zhi)作為(wei)條(tiao)件屈服極(ji)限,用0.2表示,單位(wei)為(wei)MPa。
SMYS:規定的最小屈服強度(du)(the specified minimum yield strength)。這個詞(ci)匯經常在一些壓力試驗等規范(fan)內出現。
9. 抗(kang)拉強度(tensile strength)與規定的最(zui)小拉伸強度(SMTS)
金屬試樣拉(la)伸時,在拉(la)斷前所承受的最大應力,稱(cheng)為抗拉(la)強度。它表示金屬材料(liao)在拉(la)力作用下抵抗大量塑性變(bian)形和(he)破壞的能力,抗拉(la)強度以σ表示,單(dan)位為MPa。計算公(gong)式(shi)為:試樣拉(la)斷前的最大負荷)/F。(試樣原橫截面面積)]
SMTS:規定的(de)最小拉(la)伸強度(the specified minimum tensile strength)。這個(ge)詞匯經常在一(yi)些(xie)壓力(li)試驗等(deng)規范內出現。
10. 抗(kang)彎強度(bending strength)
試樣在位于兩(liang)支(zhi)承中(zhong)間的集中(zhong)負荷作用下折(zhe)斷(duan)時(shi),折(zhe)斷(duan)橫截面(危險截面)所承受(shou)的最大(da)正應力,稱(cheng)為(wei)抗彎(wan)強度。抗彎(wan)強度以表示,單位為(wei)MPa。
11. 抗(kang)壓(ya)強度(compressive strength)
材料在壓(ya)(ya)力作用下不發生碎裂時所能(neng)承受(shou)的最大正(zheng)應力,稱為抗壓(ya)(ya)強度。抗壓(ya)(ya)強度以原面積除負荷,單位為MPa。
12. 伸(shen)長率(elongation percentage)
金屬(shu)在拉伸(shen)(shen)試驗時,試樣拉斷后,其標距部(bu)分所(suo)增(zeng)加的(de)長(chang)(chang)度與原標距長(chang)(chang)度的(de)百(bai)分比(bi),稱為(wei)伸(shen)(shen)長(chang)(chang)率,以 δ 表示 ,單位為(wei) % 。
13. 斷(duan)面收縮率(section shrinkage)
金屬拉伸試驗中,在斷裂處(chu)試樣(yang)截(jie)面(mian)面(mian)積減小的(de)百分率(lv),稱為(wei)斷面(mian)收縮率(lv)。以ψ表示,單位為(wei)%。
14. 持(chi)久(jiu)極限(endurance lin[持(chi)久(jiu)強度(rupture strength)]
持(chi)(chi)久極限(xian)指(zhi)金屬材料在給定(ding)溫(wen)度(du)(du)下(xia),經過(guo)一(yi)定(ding)時(shi)(shi)間破壞(huai)時(shi)(shi)所能承受(shou)的(de)恒定(ding)應力,單位為(wei)MPa。常用(yong)符(fu)號σb。帶有(you)一(yi)個或(huo)兩個指(zhi)數(shu)表(biao)(biao)示(shi)(shi),如σb/100,表(biao)(biao)示(shi)(shi)在常溫(wen)下(xia)持(chi)(chi)久時(shi)(shi)間為(wei)100h的(de)應力;σb400/100,表(biao)(biao)示(shi)(shi)在試(shi)驗溫(wen)度(du)(du)400℃時(shi)(shi),持(chi)(chi)久時(shi)(shi)間為(wei)100h的(de)應力,就(jiu)是所謂高溫(wen)持(chi)(chi)久強度(du)(du)。
15. 蠕變極限(creep limit)
金屬材料在一(yi)定溫(wen)度和長時(shi)間受力狀態下,即使(shi)所受應力小(xiao)于其屈服強度,但隨著時(shi)間的增長,也會慢(man)慢(man)地產生塑性變形,這種現象稱為蠕變。
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. 疲勞極限(fatigue limit)
金(jin)屬(shu)材(cai)料在(zai)(zai)受(shou)重(zhong)復(fu)(fu)或(huo)交變(bian)應(ying)力(li)作用(yong)時,雖其所受(shou)應(ying)力(li)遠小(xiao)于抗(kang)拉強度,甚至小(xiao)于彈性極(ji)限(xian),經多次循環后(hou),在(zai)(zai)無顯著外觀變(bian)形情況下(xia)而會(hui)發生斷(duan)裂,這種現象稱為(wei)疲勞(lao)(lao)。金(jin)屬(shu)材(cai)料在(zai)(zai)重(zhong)復(fu)(fu)或(huo)交變(bian)應(ying)力(li)作用(yong)下(xia),經過周次N的應(ying)力(li)循環仍不發生斷(duan)裂時所能承受(shou)最(zui)大應(ying)力(li)稱為(wei)疲勞(lao)(lao)極(ji)限(xian),以(yi)σ-1表示,單位為(wei)MPa。
17. 疲勞強度(fatigue strength)
金屬材(cai)料在(zai)重復或交變應(ying)力(li)作用(yong)下(xia),循環一(yi)定周次N后斷裂時所能承受的(de)最大應(ying)力(li),叫作疲(pi)勞強(qiang)度,以σn表示,單(dan)位為(wei)MPa,此時,N稱為(wei)材(cai)料的(de)疲(pi)勞壽命。某些金屬材(cai)料在(zai)重復或交變應(ying)力(li)作用(yong)下(xia)沒有明顯的(de)疲(pi)勞極限(xian),常采用(yong)疲(pi)勞強(qiang)度表示。
18. 沖擊(ji)吸(xi)收功(impact absorbing energy)或沖擊(ji)韌性值(impacttoughness)
金屬材料(liao)對沖(chong)擊(ji)負荷(he)的抵抗(kang)能力稱為(wei)(wei)韌性(xing)(xing),通常用沖(chong)擊(ji)吸收(shou)(shou)功(gong)或(huo)沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)值(zhi)來度量。用一(yi)定(ding)(ding)尺寸和形狀的試樣,在規定(ding)(ding)類型的試驗機(ji)上(shang)受(shou)一(yi)次沖(chong)擊(ji)負荷(he)折斷時(shi)所(suo)吸收(shou)(shou)的功(gong),稱沖(chong)擊(ji)吸收(shou)(shou)功(gong),以(yi)符號(hao)A表(biao)示,單(dan)(dan)位為(wei)(wei)J;試樣刻槽處單(dan)(dan)位面(mian)積上(shang)所(suo)消(xiao)耗的功(gong),稱為(wei)(wei)沖(chong)擊(ji)韌性(xing)(xing)值(zhi),以(yi)ak表(biao)示,單(dan)(dan)位為(wei)(wei)kJ/㎡。計算公式為(wei)(wei):
在動(dong)負荷下工作的金屬零部件(jian),實際上很少受(shou)一次(ci)超載沖擊(ji)被破壞(huai),而是受(shou)小能量的多(duo)次(ci)重復沖擊(ji)才被破壞(huai),因此僅用(yong)一次(ci)消耗于Ak或沖擊(ji)韌(ren)性值(zhi)a4來衡量其抗力是不夠準確的,而應以多(duo)次(ci)重復沖擊(ji)試驗來度量。據(ju)研究表明,在能量不太(tai)大的情況(kuang)下,材料承受(shou)多(duo)次(ci)重復沖擊(ji)的能力,主要決定于強度。
沖擊吸收功(gong)(gong)Ak包括以下(xia)三部分:①. 消耗于(yu)試(shi)樣彈(dan)性(xing)變形的(de)彈(dan)性(xing)功(gong)(gong);②. 消耗于(yu)試(shi)樣塑性(xing)變形的(de)塑性(xing)功(gong)(gong);③. 消耗于(yu)裂紋開始產生、擴展直至斷裂的(de)撕裂功(gong)(gong)。
由于沖(chong)(chong)擊(ji)功僅(jin)為試樣(yang)缺口附近參加變形的(de)體(ti)積所吸收,而此(ci)體(ti)積又無法(fa)測量,且在(zai)同一斷面上每(mei)一部分的(de)變形也不(bu)一致,因此(ci)用單(dan)位(wei)截面積上的(de)沖(chong)(chong)擊(ji)功(沖(chong)(chong)擊(ji)值(zhi))a來(lai)判斷沖(chong)(chong)擊(ji)韌性的(de)方(fang)法(fa)在(zai)國(guo)內外已(yi)逐漸淘汰。
19. 低溫沖擊韌(ren)性(low temperature impact toughness)和高溫沖擊韌(ren)性(high temperature impact toughness)
金屬材料(liao)在常溫、低(di)溫及高溫下(xia)(xia)所測得(de)(de)(de)的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收功(gong)(gong)或沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing)值(zhi)是(shi)不(bu)一樣的(de)。低(di)溫條件(jian)下(xia)(xia)測得(de)(de)(de)的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing),稱為(wei)低(di)溫沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing);高溫條件(jian)下(xia)(xia)測得(de)(de)(de)的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing),稱為(wei)高溫沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing)。低(di)溫或高溫下(xia)(xia)測得(de)(de)(de)的(de)沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)收功(gong)(gong)或沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌性(xing)(xing)(xing)值(zhi)都要(yao)注明試驗溫度(du)。
20. 金屬材料(liao)的冷脆(cold brittleness)及(ji)脆性轉變(bian)溫度
鋼材(cai)在較低溫度(du)時發生的(de)脆(cui)(cui)性斷裂,通常稱(cheng)為冷脆(cui)(cui)。材(cai)料發生脆(cui)(cui)裂時的(de)臨(lin)界溫度(du)稱(cheng)為韌性-脆(cui)(cui)裂轉變溫度(du),簡(jian)稱(cheng)脆(cui)(cui)性轉變溫度(du)。