鋼材的物理力學性能和機械性能表
鋼材的主要機械性能(也叫力學性能)通常是指鋼材在標準條件下均勻拉伸.冷彎和沖擊等.
單獨用途下所顯示的各種機械性能。鋼材通常有五大主要的機械性能指標:
通過一次拉伸檢驗可得到抗拉強度,伸長率和屈服點三項基本性能;
通過冷彎檢驗可得到鋼材的冷彎性能;
通過沖擊韌性檢驗可得到沖擊韌性。
1.屈服點(σs)
鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生明顯的塑性變形,稱此現象為屈服,而產生屈服現象時的最小應力值即為屈服點。
設Ps為屈服點s處的外力,Fo為試樣斷面積,則屈服點σs =Ps/Fo(MPa),MPa稱為兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)
2.屈服強度(σ0.2)
有的金屬材質的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此為了衡量材質的屈服特性,規定產生永久殘余塑性變形等于一定值(一般為原長度的0.2%)時的應力,稱為條件屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。
3.抗拉強度(σb)
材質在拉伸過程中,從開始到發生斷裂時所達到的最高應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大小。與抗拉強度相應的還有抗壓強度、抗彎強度等。
設Pb為材質被拉斷前達到的最高拉力,Fo為試樣截面面積,則抗拉強度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸長率(δs)
材質在拉斷后,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分比叫伸長率或延伸率。
5.屈強比(σs/σb)
鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般WCB屈強比為0.6-0.65,低合金結構鋼為0.65-0.75合金結構鋼為0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材質抵抗硬物體壓入其表面的能力。它是金屬材質的重要性能指標之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大小(通徑一般為10mm)的淬硬鋼球壓入材質表面,保持一段時間,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度檢驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或通徑為1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材質表面,由壓痕的深度求出材質的硬度。根據檢驗材質硬度的不同,分三種不同的標度來表示:
HRA:是采用60kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的材質(如硬質合金等)。
HRB:是采用100kg載荷和通徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的材質(如退火鋼、鑄鐵等)。
HRC:是采用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的材質(如淬火鋼等)。
⑶維氏硬度(HV)
以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材質表面,用材質壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)
脆性:用于描述材質在未施加明顯外力以及沒有明顯變形的情況下發生斷裂的性能。
耐壓強力:施加于材質上使其長度變短,截面積變大的外力,與拉伸強力相對應。
傳導性:材質傳輸熱能或者電能的速度。
蠕變:材質在壓力條件下產生緩慢的變形量。
延展性:是金屬受外力變形,當外力消除之后又恢復其原有形狀的一中性質。
疲勞強度:材質承受重復用途外力的能力。
燃燒點:金屬或其蒸氣開始燃燒的最低溫度點。
吸濕:易于吸收并且保持水分的金屬。
沖擊強度:金屬吸收突然撞擊能量的能力。
柔韌性:在壓力條件下材質容易發生永久性變形而不斷裂的能力。
可塑性:材質在較低壓力條件下容易發生永久性變形的能力。
多孔性:材質內部空隙的體積占據材質整體體積的比率。
切變強度:兩股方向相反的外力同時施加于材質表面,使其中一部分與另一部分相互滑移,材質發生斷裂時的外力大小即為該材質的切變強度。
比重:一定體積材質的質量與相同體積四攝氏度的水的質量之比。
比熱:加熱1克某種金屬使其溫度升高一攝氏度所需要的能量。
硬挺性:材質承受變形的能力,以壓力與變形位移為平定基礎。
靜強度:材質承受導致變形的外加應力的能力。
應力:拉伸應力,壓縮應力以及剪切應力都是外部施加于材質,導致材質斷裂的用途力。
拉伸強度:材質被拉伸所能承受的最高用途力。與壓縮強度對應。
熱脹率:溫度變化與材質規格變化之間的比率。
韌性:材質吸收沖擊能量而不斷裂的能力。
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