1. 力學性(xing)能(mechanical properties)
金屬材(cai)料(liao)在外(wai)力作用下表現出(chu)來的各種特(te)性(xing),如(ru)彈(dan)性(xing)、塑性(xing)、韌性(xing)、強度(du)、硬(ying)度(du)等。
2. 彈性(xing)(elasticity)
金屬(shu)材料受外力(li)作用發生了變(bian)形(xing),當去掉(diao)外力(li)后,恢(hui)復原(yuan)來形(xing)狀和(he)尺(chi)寸的能力(li),稱(cheng)為彈(dan)(dan)性。金屬(shu)材料彈(dan)(dan)性的好壞,是通過彈(dan)(dan)性極(ji)(ji)限(xian)、比例(li)極(ji)(ji)限(xian)來反映的。
金(jin)屬的彈(dan)性,對制造彈(dan)性零部(bu)件具(ju)有重要(yao)意義。
3. 塑性(plasticity)
金屬(shu)材(cai)料在外(wai)力(li)(li)作用下產生永久變形(xing)(指(zhi)去掉外(wai)力(li)(li)后不能(neng)恢(hui)復(fu)原狀的(de)變形(xing)),但不會被破壞的(de)能(neng)力(li)(li),叫作塑性。塑性用伸長率、斷(duan)面收縮率表示。
金屬的塑(su)性與變形(xing)方式(shi)有(you)關。例如(ru),有(you)些金屬在受(shou)拉(la)伸變形(xing)時(shi)要發(fa)生破壞,但受(shou)擠壓或模鍛(duan)時(shi)可不(bu)發(fa)生破裂。
金屬的塑性(xing)是進行壓力加工(gong)、冷彎工(gong)藝等必(bi)須考慮(lv)的重(zhong)要因素。另外,適當(dang)的塑性(xing)對提高金屬結構的安全可靠性(xing)十分必(bi)要。
4. 強度(intensity&strength)
金屬(shu)材料在外力作用下抵(di)抗變(bian)形(xing)和斷裂的能力稱(cheng)為強(qiang)度(du)。金屬(shu)材料的強(qiang)度(du)是(shi)通過比例(li)極(ji)(ji)限(xian)、彈(dan)性極(ji)(ji)限(xian)、屈服強(qiang)度(du)、抗拉強(qiang)度(du)等許多強(qiang)度(du)指(zhi)標來反映的。
在外力作用下工作的零件或(huo)構件,其強度是選用金屬材料的重(zhong)要依據。
5. 強度極限(ultimate strength)
強(qiang)度極限σ在拉伸應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變(bian)曲線上(shang)的(de)最大應(ying)(ying)力點(dian),單(dan)位為MPa。
6. 比例(li)極(ji)限(proportional limit)
在彈(dan)性變形階段,金屬材料所(suo)承(cheng)受的(de)和應(ying)變能力(li)保持正比的(de)最(zui)大(da)應(ying)力(li),稱(cheng)為(wei)比例(li)極限(xian)。由(you)于比例(li)極限(xian)很(hen)難測定(ding),所(suo)以(yi)常常采用(yong)發生很(hen)微小的(de)塑(su)性變形量的(de)應(ying)力(li)值(zhi)來表(biao)示,稱(cheng)為(wei)規定(ding)比例(li)極限(xian)。用(yong)σp表(biao)示,單(dan)位為(wei)M(兆帕)。計算(suan)公式為(wei):
7. 彈性極(ji)限(elastic limit )
金(jin)屬能(neng)保持彈性(xing)(xing)變形的最大(da)應力(li)(li),稱為彈性(xing)(xing)極限(xian)。由于(yu)彈性(xing)(xing)極限(xian)很難測(ce)定,所以常常采用很微小的塑性(xing)(xing)變形量的應力(li)(li)值來(lai)表示。彈性(xing)(xing)極限(xian)用σ。表示,單位為MPa(兆帕)。
8. 屈服(fu)極限(yield limit)與規定的最小屈服(fu)強度(SMYS)
屈(qu)服極限用σs表示(shi),指(zhi)材料(liao)的(de)拉伸應(ying)力超過彈性(xing)范圍,開始發生塑(su)性(xing)變(bian)形時的(de)應(ying)力。有(you)些材料(liao)的(de)拉伸應(ying)力-應(ying)變(bian)曲線并不出現明顯的(de)屈(qu)服平(ping)臺,即不能明確(que)地確(que)定(ding)其屈(qu)服點(dian)。對于此種情況(kuang),工程上(shang)規定(ding)取試樣產(chan)生0.2%殘余變(bian)形的(de)應(ying)力值作為條件屈(qu)服極限,用0.2表示(shi),單(dan)位為MPa。
SMYS:規定的(de)最小屈服(fu)強度(the specified minimum yield strength)。這個(ge)詞匯(hui)經常在一些壓力試驗等規范(fan)內(nei)出現。
9. 抗拉強度(du)(du)(tensile strength)與規定(ding)的(de)最小(xiao)拉伸強度(du)(du)(SMTS)
金(jin)屬試(shi)樣(yang)拉伸時(shi),在拉斷前所承受的最大應力(li),稱為(wei)抗拉強(qiang)度(du)。它表(biao)示金(jin)屬材料在拉力(li)作用(yong)下抵抗大量塑(su)性變形和破壞的能力(li),抗拉強(qiang)度(du)以σ表(biao)示,單(dan)位為(wei)MPa。計算公(gong)式為(wei):試(shi)樣(yang)拉斷前的最大負荷)/F。(試(shi)樣(yang)原橫(heng)截面(mian)面(mian)積)]
SMTS:規(gui)定(ding)的最小拉伸(shen)強度(du)(the specified minimum tensile strength)。這個詞匯經常在(zai)一些壓力試(shi)驗等規(gui)范內(nei)出現。
10. 抗彎(wan)強度(bending strength)
試樣在(zai)位(wei)(wei)于兩支承(cheng)中間的(de)集中負(fu)荷作用下折(zhe)斷(duan)時,折(zhe)斷(duan)橫截面(危險截面)所(suo)承(cheng)受的(de)最大正應力,稱為(wei)抗彎強度。抗彎強度以表(biao)示,單位(wei)(wei)為(wei)MPa。
11. 抗壓(ya)強度(compressive strength)
材料在壓(ya)力(li)作用下(xia)不發生碎裂時所能(neng)承受的最大正(zheng)應力(li),稱為抗壓(ya)強度。抗壓(ya)強度以(yi)原面積除負荷,單位為MPa。
12. 伸長(chang)率(elongation percentage)
金屬在(zai)拉(la)伸試驗(yan)時,試樣拉(la)斷后,其標距(ju)部分所(suo)增加的(de)長(chang)度與原(yuan)標距(ju)長(chang)度的(de)百分比,稱為伸長(chang)率(lv),以 δ 表示(shi) ,單位(wei)為 % 。
13. 斷面收縮率(section shrinkage)
金屬拉伸試驗中,在斷裂處試樣截面(mian)面(mian)積減小的百分率,稱為斷面(mian)收(shou)縮率。以ψ表示,單(dan)位(wei)為%。
14. 持久(jiu)極限(endurance lin[持久(jiu)強度(rupture strength)]
持久(jiu)極限指金屬材料在給定溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)下(xia),經過一定時間破壞時所能承受(shou)的恒定應(ying)力(li),單位為(wei)MPa。常用符號σb。帶有一個(ge)或兩個(ge)指數表(biao)示(shi),如σb/100,表(biao)示(shi)在常溫(wen)(wen)(wen)下(xia)持久(jiu)時間為(wei)100h的應(ying)力(li);σb400/100,表(biao)示(shi)在試(shi)驗溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)400℃時,持久(jiu)時間為(wei)100h的應(ying)力(li),就(jiu)是所謂(wei)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)持久(jiu)強度(du)(du)。
15. 蠕變極限(creep limit)
金屬(shu)材料(liao)在一定(ding)溫度(du)和(he)長時(shi)(shi)間受(shou)力狀態下,即使所受(shou)應力小(xiao)于其屈服強(qiang)度(du),但隨著時(shi)(shi)間的增長,也會慢慢地產生塑(su)性(xing)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(pi)勞極(ji)限(fatigue limit)
金屬材料在受(shou)重(zhong)復(fu)或交(jiao)變應(ying)(ying)力(li)(li)作用時,雖其(qi)所受(shou)應(ying)(ying)力(li)(li)遠(yuan)小(xiao)于抗(kang)拉(la)強度,甚至小(xiao)于彈(dan)性極(ji)限(xian),經多次(ci)循(xun)(xun)環(huan)后(hou),在無顯著外觀變形情況下而會發(fa)生斷(duan)裂,這種現象稱為(wei)疲(pi)勞。金屬材料在重(zhong)復(fu)或交(jiao)變應(ying)(ying)力(li)(li)作用下,經過周次(ci)N的應(ying)(ying)力(li)(li)循(xun)(xun)環(huan)仍不發(fa)生斷(duan)裂時所能承受(shou)最大應(ying)(ying)力(li)(li)稱為(wei)疲(pi)勞極(ji)限(xian),以σ-1表示,單位為(wei)MPa。
17. 疲(pi)勞強度(du)(fatigue strength)
金(jin)屬材料(liao)在(zai)重(zhong)復(fu)或交變應(ying)(ying)力作用(yong)下,循環一定周次N后斷(duan)裂時(shi)所能承受的最大應(ying)(ying)力,叫作疲(pi)(pi)勞強度(du),以σn表示,單位為MPa,此(ci)時(shi),N稱為材料(liao)的疲(pi)(pi)勞壽(shou)命。某些金(jin)屬材料(liao)在(zai)重(zhong)復(fu)或交變應(ying)(ying)力作用(yong)下沒有明顯的疲(pi)(pi)勞極限,常采用(yong)疲(pi)(pi)勞強度(du)表示。
18. 沖擊吸收功(impact absorbing energy)或(huo)沖擊韌性值(impacttoughness)
金屬材料對(dui)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)負(fu)荷的(de)抵抗能力稱為韌(ren)性(xing),通常用沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)吸收功(gong)或沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)值來度量。用一定尺寸和形(xing)狀的(de)試樣,在規(gui)定類(lei)型的(de)試驗機上受一次沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)負(fu)荷折斷時所吸收的(de)功(gong),稱沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)吸收功(gong),以符號A表(biao)示,單(dan)(dan)位為J;試樣刻槽處單(dan)(dan)位面積上所消耗(hao)的(de)功(gong),稱為沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性(xing)值,以ak表(biao)示,單(dan)(dan)位為kJ/㎡。計算公(gong)式(shi)為:
在(zai)動負(fu)荷下(xia)工作的(de)金(jin)屬(shu)零部件,實(shi)際上很少受(shou)一(yi)次(ci)(ci)(ci)超載沖(chong)擊被破壞,而是受(shou)小能(neng)量(liang)的(de)多次(ci)(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊才被破壞,因此僅用一(yi)次(ci)(ci)(ci)消耗(hao)于Ak或沖(chong)擊韌(ren)性(xing)值a4來衡量(liang)其抗(kang)力是不夠準(zhun)確(que)的(de),而應以多次(ci)(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊試驗來度(du)(du)量(liang)。據研究表明,在(zai)能(neng)量(liang)不太大(da)的(de)情況下(xia),材料承受(shou)多次(ci)(ci)(ci)重(zhong)復(fu)沖(chong)擊的(de)能(neng)力,主(zhu)要決定于強度(du)(du)。
沖擊(ji)吸收功(gong)Ak包(bao)括以下三(san)部分(fen):①. 消耗于(yu)試(shi)樣(yang)彈性變形(xing)的(de)彈性功(gong);②. 消耗于(yu)試(shi)樣(yang)塑(su)性變形(xing)的(de)塑(su)性功(gong);③. 消耗于(yu)裂紋開(kai)始產生(sheng)、擴(kuo)展直至斷裂的(de)撕(si)裂功(gong)。
由于沖(chong)擊功僅為試樣缺口附近參(can)加變形的體(ti)積所吸收,而此(ci)體(ti)積又無法測(ce)量,且在同(tong)一斷(duan)(duan)面(mian)(mian)上每一部分的變形也不一致,因此(ci)用單位截面(mian)(mian)積上的沖(chong)擊功(沖(chong)擊值(zhi))a來判斷(duan)(duan)沖(chong)擊韌性的方(fang)法在國內外已逐漸淘汰。
19. 低(di)溫沖擊(ji)韌性(low temperature impact toughness)和高溫沖擊(ji)韌性(high temperature impact toughness)
金屬(shu)材(cai)料在(zai)常溫(wen)、低溫(wen)及(ji)高(gao)溫(wen)下(xia)所測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊吸收(shou)(shou)功或沖(chong)擊韌性值是不一樣的(de)。低溫(wen)條件下(xia)測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊韌性,稱為低溫(wen)沖(chong)擊韌性;高(gao)溫(wen)條件下(xia)測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊韌性,稱為高(gao)溫(wen)沖(chong)擊韌性。低溫(wen)或高(gao)溫(wen)下(xia)測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊吸收(shou)(shou)功或沖(chong)擊韌性值都要注明試驗(yan)溫(wen)度(du)。
20. 金(jin)屬材(cai)料(liao)的冷脆(cold brittleness)及(ji)脆性轉變(bian)溫度
鋼材在較(jiao)低溫(wen)度(du)時發(fa)生(sheng)的脆性(xing)斷(duan)裂,通常稱為冷(leng)脆。材料發(fa)生(sheng)脆裂時的臨界溫(wen)度(du)稱為韌性(xing)-脆裂轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du),簡稱脆性(xing)轉(zhuan)變(bian)溫(wen)度(du)。

