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平顶山电焊培训知识——金属材料性能

所谓力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能,包括强度、塑性、硬度、韧性及疲劳强度等表示金属材料各项力学性能的具体数据是通过在专门试验机上试验和测定而获得的。


1.强度是指材料在外力作用下抵抗塑性变形和破裂的能力。抵抗能力越大,金属材料的强度越高。强度的大小通常用应力来表示,根据载荷性质的不同,强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度、抗扭强度和抗弯强度。在机械制造中常用抗拉强度作为金属材料性能的主要指标。


(1)屈服强度钢材在拉伸过程中当载荷不再增加甚至有所下降时,仍继续发生明显的塑性变形现象,称为屈服现象。材料产生屈服现象时的应力,称为屈服强度。


有些金属材料(如高碳钢、铸钢等)没有明显的屈服现象,测定a很困难。在此情况下,规定以试样长度方向产生0.2%塑性变形时的应力作为材料的“条件屈服强度”,或称屈服极限。屈服强度标志着金属材料对微量变形的抗力。材料的屈服强度越高,表示材料抵抗微量塑性变形的能力越大,允许的工作应力也越高。因此,材料的屈服强度是机械设计计算时的主要依据之一,评定金属材料质量的重。


(2)抗拉强度钢材在拉伸时,材料在拉断前所承受的最大应力,称为抗拉强度。


抗拉强度是材料在破坏前所能承受的最大应力a的值越大,表示材料抵抗拉断的能力越大。它也是衡量金属材料强度的重要指标之一其实用意义是:金属结构件所承受的工作应力不能超过材料的抗拉强度,否则会产生断裂,甚至造成严重事故。


2.塑性断裂前金属材料产生永久变形的能力,称塑性。一般用拉伸试棒的延伸率和断面收缩率来衡量。


(1)延伸率试样拉断后的标距长度伸长量与试样原始标距长度的比值的百分率,称为延伸率,用符号8来表示。


断面收缩率试样拉断后截面积的减小量与原截面积之比值的百分率,8和中的值越大,表示金属材料的塑性越好这样的金属可以发生大量塑性变形而不破坏。


(3)冷弯试验在船舶、锅炉、压力容器等工业部门,由于有大量的弯曲和冲压等冷变。


形加工,因此常用冷弯试验来衡量材料在室温时的塑性。将试样在室温下按规定的弯曲半径进行弯曲,在发生断裂前的角度,叫做冷弯角度,用a表示,其单位为度冷弯角度越大,则钢材的塑性越好。弯曲试验在检验钢材和焊接接头性能、质量方面有重要意义。它不仅能考核钢材和焊接接头的塑性,而且还可以发现受拉面材料中的缺陷以焊缝、热影响区和母材三者的变形是否均匀一致。钢材和焊接接头的弯曲试验,根据其受面所处位置不同,有面弯、背弯和侧弯试验。


3.硬度材料抵抗局部变形,特别是塑性变形,压痕或划痕的能力称为硬度硬度是衡量钢材软硬的一个指标,根据测量方法不同,其指标可分为布氏硬度(HBS)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)依据硬度值可近似地确定抗拉强度值。


4.冲击韧性金属材料抗冲击载荷不致被破坏的性能,称为韧性,它的衡量指标是冲击韧性值。冲击韧性值指试样冲断后缺口处单位面积所消耗的功,用符号a表示。a值越大,材料的韧性越好;反之,脆性越大。材料的冲击韧性值与温度有关,温度越低,冲击韧性值越小。


5.疲劳强度金属材料在无数次重复交变载荷作用下,而不致破坏的最大应力,称为疲劳强度。实际上并不可能作无数次交变载荷试验,所以一般试验时规定,钢在经受10~103次,有色金属经受10~10次交变载荷作用时不产生破裂的最大应力,称为疲劳强度,符号是-1。


6.蠕变在长期固定载荷作用下,即使载荷小于屈服强度,金属材料也会逐渐产生塑性变形的现象称端变。蠕变极限值越大,材料的使用越可靠。温度越高或蠕变速度越大,蠕变极限就越小。

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