1. 力學性能(mechanical properties)
金屬材料在(zai)外力作用下表現出來的(de)各種特性,如彈性、塑性、韌性、強度、硬度等。
2. 彈(dan)性(elasticity)
金屬(shu)材(cai)(cai)料受外力(li)作(zuo)用發(fa)生了(le)變形(xing),當去掉外力(li)后,恢復原來形(xing)狀和尺寸(cun)的能力(li),稱為彈(dan)性。金屬(shu)材(cai)(cai)料彈(dan)性的好壞,是通過彈(dan)性極(ji)限、比例極(ji)限來反映的。
金屬的(de)彈性,對(dui)制造彈性零部件具有重(zhong)要意(yi)義。
3. 塑性(xing)(plasticity)
金屬材料在外力(li)(li)作用(yong)下產生(sheng)永久變形(指(zhi)去掉外力(li)(li)后不能恢復原狀的(de)變形),但不會被破壞(huai)的(de)能力(li)(li),叫作塑(su)性。塑(su)性用(yong)伸長率(lv)、斷面收縮率(lv)表示。
金屬的(de)塑性(xing)與變形(xing)方式有關。例如,有些(xie)金屬在受拉伸(shen)變形(xing)時要發生(sheng)破(po)(po)壞,但受擠壓或模鍛時可不發生(sheng)破(po)(po)裂。
金(jin)屬(shu)的(de)(de)塑性(xing)是進行(xing)壓力加(jia)工(gong)(gong)、冷彎工(gong)(gong)藝等必須考慮的(de)(de)重要因素(su)。另外,適當的(de)(de)塑性(xing)對提高金(jin)屬(shu)結構的(de)(de)安全可(ke)靠性(xing)十分必要。
4. 強度(intensity&strength)
金(jin)屬(shu)材料在外力作用下抵抗變形和(he)斷裂的能力稱為(wei)強(qiang)度(du)。金(jin)屬(shu)材料的強(qiang)度(du)是通過比例(li)極(ji)限(xian)、彈性極(ji)限(xian)、屈服(fu)強(qiang)度(du)、抗拉(la)強(qiang)度(du)等許多(duo)強(qiang)度(du)指標(biao)來反映的。
在外力作(zuo)用(yong)下工作(zuo)的零件或構件,其強度是選(xuan)用(yong)金屬材料的重要依據。
5. 強度極限(ultimate strength)
強度極限(xian)σ在(zai)拉伸應力-應變曲(qu)線(xian)上的最大應力點,單位為MPa。
6. 比例極(ji)限(proportional limit)
在彈性(xing)變(bian)形階(jie)段,金(jin)屬材料所承受的和應變(bian)能力保持正比的最大應力,稱(cheng)為(wei)比例極限。由于比例極限很(hen)難測(ce)定(ding),所以常(chang)常(chang)采用發(fa)生很(hen)微小的塑性(xing)變(bian)形量的應力值(zhi)來表示,稱(cheng)為(wei)規定(ding)比例極限。用σp表示,單位為(wei)M(兆帕)。計算公式為(wei):
7. 彈性(xing)極(ji)限(elastic limit )
金屬能保持彈性(xing)變形的(de)最(zui)大應力(li),稱為彈性(xing)極(ji)限(xian)(xian)。由于彈性(xing)極(ji)限(xian)(xian)很(hen)難測定,所(suo)以常常采用很(hen)微小的(de)塑性(xing)變形量的(de)應力(li)值(zhi)來表(biao)示(shi)。彈性(xing)極(ji)限(xian)(xian)用σ。表(biao)示(shi),單(dan)位為MPa(兆(zhao)帕)。
8. 屈(qu)服極限(yield limit)與規(gui)定(ding)的(de)最小屈(qu)服強度(SMYS)
屈(qu)服極限(xian)用σs表(biao)示(shi),指材(cai)料的拉伸應力(li)(li)超(chao)過彈性范圍,開(kai)始發生(sheng)塑性變(bian)形(xing)時的應力(li)(li)。有些材(cai)料的拉伸應力(li)(li)-應變(bian)曲線(xian)并(bing)不出現明顯的屈(qu)服平(ping)臺,即不能明確(que)地確(que)定(ding)其屈(qu)服點。對(dui)于此種情況(kuang),工程上規定(ding)取試樣產生(sheng)0.2%殘(can)余(yu)變(bian)形(xing)的應力(li)(li)值作為(wei)(wei)條件屈(qu)服極限(xian),用0.2表(biao)示(shi),單(dan)位為(wei)(wei)MPa。
SMYS:規定的最小屈服強度(du)(the specified minimum yield strength)。這(zhe)個(ge)詞匯經常(chang)在一些壓力試驗等規范內(nei)出現(xian)。
9. 抗(kang)拉強度(du)(tensile strength)與規(gui)定的最(zui)小(xiao)拉伸強度(du)(SMTS)
金(jin)屬(shu)試(shi)樣拉伸時,在拉斷前(qian)所承受的最(zui)大應力(li),稱為抗(kang)拉強(qiang)度(du)。它表(biao)示金(jin)屬(shu)材料在拉力(li)作用下(xia)抵抗(kang)大量塑性變形和破壞的能(neng)力(li),抗(kang)拉強(qiang)度(du)以σ表(biao)示,單(dan)位(wei)為MPa。計算公式為:試(shi)樣拉斷前(qian)的最(zui)大負荷)/F。(試(shi)樣原橫截面面積(ji))]
SMTS:規定的最小拉(la)伸(shen)強度(du)(the specified minimum tensile strength)。這個(ge)詞匯經常在(zai)一(yi)些壓力試驗等規范(fan)內出現。
10. 抗彎強度(bending strength)
試樣在(zai)位于兩支承中間的(de)集中負(fu)荷作用下折(zhe)斷(duan)時,折(zhe)斷(duan)橫(heng)截面(mian)(危(wei)險截面(mian))所承受(shou)的(de)最大正應力(li),稱為抗(kang)彎強(qiang)度。抗(kang)彎強(qiang)度以表示(shi),單位為MPa。
11. 抗壓強(qiang)度(compressive strength)
材(cai)料在壓(ya)力(li)(li)作用下不(bu)發生(sheng)碎裂時所(suo)能(neng)承(cheng)受的最大(da)正應(ying)力(li)(li),稱(cheng)為抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度。抗(kang)(kang)壓(ya)強(qiang)度以(yi)原面積除(chu)負荷,單位(wei)為MPa。
12. 伸長率(elongation percentage)
金屬在拉伸(shen)試驗時(shi),試樣拉斷后,其標距部分所增(zeng)加的長度與原標距長度的百分比,稱為伸(shen)長率,以(yi) δ 表示 ,單位為 % 。
13. 斷面收縮率(section shrinkage)
金(jin)屬拉伸試(shi)(shi)驗中,在斷(duan)裂處試(shi)(shi)樣截(jie)面面積(ji)減(jian)小(xiao)的百分率(lv),稱為(wei)斷(duan)面收縮率(lv)。以ψ表示,單(dan)位為(wei)%。
14. 持久極(ji)限(endurance lin[持久強(qiang)度(rupture strength)]
持(chi)(chi)(chi)久(jiu)極限指金(jin)屬材料(liao)在給定溫(wen)度(du)下(xia),經(jing)過一(yi)定時間(jian)(jian)破壞時所(suo)能承(cheng)受的(de)恒定應力,單位為MPa。常用符號σb。帶有一(yi)個或兩個指數表(biao)示,如σb/100,表(biao)示在常溫(wen)下(xia)持(chi)(chi)(chi)久(jiu)時間(jian)(jian)為100h的(de)應力;σb400/100,表(biao)示在試驗溫(wen)度(du)400℃時,持(chi)(chi)(chi)久(jiu)時間(jian)(jian)為100h的(de)應力,就是所(suo)謂(wei)高溫(wen)持(chi)(chi)(chi)久(jiu)強度(du)。
15. 蠕變極限(creep limit)
金(jin)屬材料(liao)在(zai)一定溫度(du)和長時(shi)間(jian)(jian)受力(li)狀態(tai)下,即使(shi)所受應力(li)小于其屈(qu)服強(qiang)度(du),但隨著時(shi)間(jian)(jian)的增長,也(ye)會慢(man)慢(man)地產生塑(su)性變(bian)形,這(zhe)種現象稱為(wei)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)
金屬材料在(zai)受重(zhong)復(fu)或(huo)交變(bian)應(ying)力作用時,雖其所(suo)受應(ying)力遠(yuan)小(xiao)于(yu)抗拉強度,甚至小(xiao)于(yu)彈性極限,經(jing)多次循環后(hou),在(zai)無顯著外觀變(bian)形情況下(xia)而(er)會(hui)發生斷裂(lie),這種(zhong)現象稱(cheng)為(wei)疲(pi)勞。金屬材料在(zai)重(zhong)復(fu)或(huo)交變(bian)應(ying)力作用下(xia),經(jing)過周(zhou)次N的應(ying)力循環仍(reng)不發生斷裂(lie)時所(suo)能承受最大(da)應(ying)力稱(cheng)為(wei)疲(pi)勞極限,以σ-1表示(shi),單位為(wei)MPa。
17. 疲勞強度(fatigue strength)
金屬(shu)材料(liao)在重復或交變應力作(zuo)(zuo)用下(xia),循環一定周次N后斷裂時所能承受的(de)(de)最大應力,叫(jiao)作(zuo)(zuo)疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du),以σn表示,單位為(wei)MPa,此時,N稱為(wei)材料(liao)的(de)(de)疲勞(lao)(lao)壽命。某些金屬(shu)材料(liao)在重復或交變應力作(zuo)(zuo)用下(xia)沒(mei)有明顯的(de)(de)疲勞(lao)(lao)極限,常采用疲勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)表示。
18. 沖擊吸(xi)收功(impact absorbing energy)或(huo)沖擊韌性值(impacttoughness)
金屬材料(liao)對沖(chong)擊負荷的抵(di)抗能力稱為(wei)(wei)韌性(xing),通常用沖(chong)擊吸(xi)收功或沖(chong)擊韌性(xing)值來度量。用一定尺寸和形狀的試(shi)樣(yang),在規(gui)定類型的試(shi)驗機上受一次沖(chong)擊負荷折(zhe)斷(duan)時(shi)所吸(xi)收的功,稱沖(chong)擊吸(xi)收功,以符號(hao)A表示,單(dan)位為(wei)(wei)J;試(shi)樣(yang)刻槽(cao)處單(dan)位面積上所消耗的功,稱為(wei)(wei)沖(chong)擊韌性(xing)值,以ak表示,單(dan)位為(wei)(wei)kJ/㎡。計算公(gong)式為(wei)(wei):
在動(dong)負(fu)荷下工(gong)作的(de)金(jin)屬零部件,實際上很少受一次超(chao)載沖擊被(bei)破壞,而是(shi)(shi)受小能(neng)量的(de)多次重復沖擊才(cai)被(bei)破壞,因(yin)此僅用一次消耗于Ak或(huo)沖擊韌性值a4來(lai)衡量其(qi)抗力是(shi)(shi)不(bu)夠準(zhun)確的(de),而應以多次重復沖擊試(shi)驗(yan)來(lai)度量。據研究表(biao)明(ming),在能(neng)量不(bu)太大的(de)情況下,材料承受多次重復沖擊的(de)能(neng)力,主要(yao)決定于強度。
沖擊吸收功Ak包(bao)括以(yi)下三部分:①. 消(xiao)耗于(yu)(yu)試樣彈性(xing)變形(xing)的(de)(de)(de)彈性(xing)功;②. 消(xiao)耗于(yu)(yu)試樣塑性(xing)變形(xing)的(de)(de)(de)塑性(xing)功;③. 消(xiao)耗于(yu)(yu)裂(lie)紋開(kai)始(shi)產生(sheng)、擴(kuo)展直至斷裂(lie)的(de)(de)(de)撕裂(lie)功。
由(you)于沖(chong)擊(ji)(ji)功僅為試樣缺口附近參加變形的(de)(de)體(ti)積(ji)(ji)所吸(xi)收,而此體(ti)積(ji)(ji)又無法測量,且在同(tong)一斷面(mian)(mian)上每(mei)一部(bu)分的(de)(de)變形也不一致,因此用單位截面(mian)(mian)積(ji)(ji)上的(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)功(沖(chong)擊(ji)(ji)值)a來判斷沖(chong)擊(ji)(ji)韌性的(de)(de)方(fang)法在國內外(wai)已逐漸淘汰。
19. 低(di)溫沖擊韌(ren)性(xing)(low temperature impact toughness)和高溫沖擊韌(ren)性(xing)(high temperature impact toughness)
金屬材料(liao)在常溫(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)及高溫(wen)(wen)下所測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功(gong)(gong)或(huo)沖(chong)擊(ji)韌性值(zhi)是不一樣的(de)。低溫(wen)(wen)條件(jian)下測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)韌性,稱為(wei)低溫(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)韌性;高溫(wen)(wen)條件(jian)下測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)韌性,稱為(wei)高溫(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)韌性。低溫(wen)(wen)或(huo)高溫(wen)(wen)下測(ce)得(de)的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)功(gong)(gong)或(huo)沖(chong)擊(ji)韌性值(zhi)都要注明試驗溫(wen)(wen)度。
20. 金(jin)屬材料的冷(leng)脆(cui)(cold brittleness)及脆(cui)性轉變溫度
鋼材在較(jiao)低溫度(du)時(shi)發生(sheng)的(de)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)斷裂(lie),通常(chang)稱(cheng)(cheng)為冷脆(cui)(cui)。材料發生(sheng)脆(cui)(cui)裂(lie)時(shi)的(de)臨界溫度(du)稱(cheng)(cheng)為韌性(xing)(xing)-脆(cui)(cui)裂(lie)轉(zhuan)變溫度(du),簡稱(cheng)(cheng)脆(cui)(cui)性(xing)(xing)轉(zhuan)變溫度(du)。

