1. 力學性能(neng)(mechanical properties)
金(jin)屬材(cai)料(liao)在外力(li)作用下表現出來的各種特性(xing)(xing),如彈性(xing)(xing)、塑性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)、強(qiang)度(du)、硬(ying)度(du)等。
2. 彈性(elasticity)
金(jin)屬(shu)材料(liao)受外力作(zuo)用(yong)發生了變形,當去掉外力后,恢復原來形狀和尺寸的能(neng)力,稱為彈(dan)(dan)性。金(jin)屬(shu)材料(liao)彈(dan)(dan)性的好壞,是通(tong)過彈(dan)(dan)性極限、比例極限來反(fan)映(ying)的。
金(jin)屬的彈性,對制造(zao)彈性零部件(jian)具有(you)重要(yao)意義。
3. 塑性(xing)(plasticity)
金屬材料(liao)在外(wai)(wai)力(li)作用(yong)下產生永久變形(指去掉外(wai)(wai)力(li)后(hou)不能(neng)恢復原狀的變形),但不會被(bei)破壞的能(neng)力(li),叫作塑(su)性(xing)。塑(su)性(xing)用(yong)伸長率(lv)、斷面收縮率(lv)表示。
金屬的塑性(xing)與變形(xing)方式有關。例(li)如,有些(xie)金屬在受(shou)拉伸變形(xing)時(shi)要發生破壞,但受(shou)擠壓或模鍛時(shi)可不發生破裂。
金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)塑性(xing)是進行壓力加工、冷彎工藝(yi)等必(bi)須考慮的(de)(de)重(zhong)要因素。另外,適(shi)當的(de)(de)塑性(xing)對提高(gao)金(jin)屬(shu)(shu)結構(gou)的(de)(de)安全可靠性(xing)十分必(bi)要。
4. 強度(du)(intensity&strength)
金(jin)屬材料(liao)在外(wai)力作用下抵抗變形和斷裂的能力稱為(wei)強(qiang)度(du)。金(jin)屬材料(liao)的強(qiang)度(du)是通過比例極限、彈(dan)性極限、屈服強(qiang)度(du)、抗拉強(qiang)度(du)等許(xu)多強(qiang)度(du)指標(biao)來反映的。
在外力作(zuo)用(yong)下工作(zuo)的零件(jian)或構件(jian),其強度是選用(yong)金(jin)屬材料的重(zhong)要依(yi)據。
5. 強度極限(ultimate strength)
強度(du)極(ji)限(xian)σ在拉(la)伸應力-應變曲線上(shang)的最(zui)大應力點(dian),單位為MPa。
6. 比例極限(proportional limit)
在彈(dan)性變(bian)(bian)形階段,金屬材料所(suo)承受(shou)的(de)和應(ying)變(bian)(bian)能力(li)(li)保(bao)持正比的(de)最大應(ying)力(li)(li),稱為比例極(ji)(ji)限。由(you)于比例極(ji)(ji)限很(hen)難測定(ding)(ding),所(suo)以常常采用發生很(hen)微小(xiao)的(de)塑性變(bian)(bian)形量(liang)的(de)應(ying)力(li)(li)值(zhi)來表示,稱為規定(ding)(ding)比例極(ji)(ji)限。用σp表示,單位為M(兆帕)。計算公式為:
7. 彈性極限(elastic limit )
金屬能保(bao)持彈(dan)性(xing)(xing)變形的最(zui)大(da)應力(li),稱為(wei)彈(dan)性(xing)(xing)極限。由于(yu)彈(dan)性(xing)(xing)極限很難測定,所以常(chang)常(chang)采(cai)用很微小的塑性(xing)(xing)變形量的應力(li)值來表示(shi)。彈(dan)性(xing)(xing)極限用σ。表示(shi),單(dan)位為(wei)MPa(兆(zhao)帕)。
8. 屈服極(ji)限(yield limit)與規定的最小(xiao)屈服強度(du)(SMYS)
屈(qu)服極限(xian)用σs表(biao)示,指材(cai)料的(de)(de)拉伸應力超過彈性范(fan)圍,開始發生(sheng)塑性變(bian)形時(shi)的(de)(de)應力。有些材(cai)料的(de)(de)拉伸應力-應變(bian)曲線并不出現明(ming)(ming)顯的(de)(de)屈(qu)服平臺(tai),即不能明(ming)(ming)確地確定其屈(qu)服點(dian)。對于(yu)此種情況,工程上(shang)規定取試樣產生(sheng)0.2%殘(can)余變(bian)形的(de)(de)應力值作為條(tiao)件(jian)屈(qu)服極限(xian),用0.2表(biao)示,單位為MPa。
SMYS:規定的最小(xiao)屈(qu)服強度(du)(the specified minimum yield strength)。這個詞匯經(jing)常(chang)在(zai)一(yi)些壓力試驗(yan)等規范內出現。
9. 抗拉強(qiang)度(du)(tensile strength)與(yu)規(gui)定的最小拉伸強(qiang)度(du)(SMTS)
金屬(shu)試(shi)樣拉(la)(la)(la)伸時,在拉(la)(la)(la)斷前所承受(shou)的最(zui)大(da)(da)應力(li),稱為(wei)(wei)抗(kang)拉(la)(la)(la)強度。它表示(shi)金屬(shu)材(cai)料在拉(la)(la)(la)力(li)作用(yong)下抵抗(kang)大(da)(da)量塑性變形和破壞的能力(li),抗(kang)拉(la)(la)(la)強度以σ表示(shi),單位為(wei)(wei)MPa。計算公(gong)式(shi)為(wei)(wei):試(shi)樣拉(la)(la)(la)斷前的最(zui)大(da)(da)負荷)/F。(試(shi)樣原橫(heng)截面(mian)面(mian)積)]
SMTS:規定的(de)最小(xiao)拉伸強度(the specified minimum tensile strength)。這個(ge)詞(ci)匯經(jing)常在一(yi)些壓力試(shi)驗(yan)等(deng)規范內(nei)出現。
10. 抗彎強度(bending strength)
試樣在位于(yu)兩支承中間的(de)集中負荷作(zuo)用下折(zhe)斷時,折(zhe)斷橫截面(危險截面)所承受的(de)最大正應力,稱為(wei)抗(kang)彎(wan)強(qiang)度。抗(kang)彎(wan)強(qiang)度以表示,單位為(wei)MPa。
11. 抗(kang)壓強(qiang)度(du)(compressive strength)
材料在壓(ya)力作用(yong)下不發生碎裂(lie)時所能承受的(de)最大正應力,稱(cheng)為抗壓(ya)強度(du)。抗壓(ya)強度(du)以原(yuan)面積除負荷,單(dan)位為MPa。
12. 伸(shen)長率(lv)(elongation percentage)
金(jin)屬在(zai)拉伸試驗時,試樣拉斷后,其標(biao)距部分(fen)所增加的(de)長度與原標(biao)距長度的(de)百分(fen)比(bi),稱為伸長率,以 δ 表(biao)示(shi) ,單(dan)位(wei)為 % 。
13. 斷面收縮率(section shrinkage)
金屬拉伸試(shi)驗(yan)中(zhong),在斷裂處試(shi)樣截(jie)面面積減小的百分率,稱為斷面收縮率。以ψ表(biao)示,單位為%。
14. 持久極限(xian)(endurance lin[持久強(qiang)度(rupture strength)]
持久極限(xian)指(zhi)金屬材料在給定溫(wen)度下(xia),經過一定時(shi)間破壞時(shi)所能(neng)承受(shou)的(de)恒定應力,單位為(wei)MPa。常用符(fu)號σb。帶有(you)一個或兩個指(zhi)數(shu)表(biao)示,如σb/100,表(biao)示在常溫(wen)下(xia)持久時(shi)間為(wei)100h的(de)應力;σb400/100,表(biao)示在試驗溫(wen)度400℃時(shi),持久時(shi)間為(wei)100h的(de)應力,就是所謂高溫(wen)持久強度。
15. 蠕變極限(creep limit)
金屬材料在(zai)一(yi)定溫度(du)和長(chang)時(shi)間(jian)受力狀態(tai)下,即使所受應力小于其屈(qu)服強度(du),但隨著(zhu)時(shi)間(jian)的增長(chang),也會慢(man)慢(man)地產生塑性變形,這種現(xian)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)屬材料在(zai)(zai)受(shou)重(zhong)(zhong)復(fu)或(huo)交變(bian)(bian)應力(li)作用時(shi),雖其所受(shou)應力(li)遠小(xiao)于(yu)抗(kang)拉強(qiang)度(du),甚至小(xiao)于(yu)彈性(xing)極(ji)限(xian),經(jing)多次循環后,在(zai)(zai)無(wu)顯著外觀(guan)變(bian)(bian)形(xing)情況下(xia)而會發生斷裂(lie),這種(zhong)現象稱為疲(pi)勞。金(jin)屬材料在(zai)(zai)重(zhong)(zhong)復(fu)或(huo)交變(bian)(bian)應力(li)作用下(xia),經(jing)過周次N的應力(li)循環仍(reng)不發生斷裂(lie)時(shi)所能承受(shou)最(zui)大(da)應力(li)稱為疲(pi)勞極(ji)限(xian),以(yi)σ-1表示(shi),單位為MPa。
17. 疲勞(lao)強度(fatigue strength)
金(jin)屬材料在重(zhong)復或(huo)交變應力(li)(li)作用(yong)下(xia),循環(huan)一定周次N后斷裂(lie)時(shi)所能承受的最(zui)大應力(li)(li),叫(jiao)作疲(pi)(pi)勞強(qiang)度,以σn表(biao)示(shi),單位為(wei)(wei)MPa,此時(shi),N稱(cheng)為(wei)(wei)材料的疲(pi)(pi)勞壽命(ming)。某些(xie)金(jin)屬材料在重(zhong)復或(huo)交變應力(li)(li)作用(yong)下(xia)沒有(you)明(ming)顯(xian)的疲(pi)(pi)勞極限,常采用(yong)疲(pi)(pi)勞強(qiang)度表(biao)示(shi)。
18. 沖擊吸收功(impact absorbing energy)或沖擊韌性值(impacttoughness)
金屬(shu)材(cai)料對沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)負荷的抵(di)抗能(neng)力稱為(wei)韌性,通常(chang)用(yong)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)吸(xi)收功(gong)或沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)韌性值來度量。用(yong)一定尺(chi)寸和形(xing)狀的試(shi)樣(yang),在規定類型的試(shi)驗機上受一次沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)負荷折(zhe)斷(duan)時所吸(xi)收的功(gong),稱沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)吸(xi)收功(gong),以符號(hao)A表(biao)示,單位(wei)為(wei)J;試(shi)樣(yang)刻槽處單位(wei)面積上所消耗的功(gong),稱為(wei)沖(chong)擊(ji)(ji)(ji)(ji)韌性值,以ak表(biao)示,單位(wei)為(wei)kJ/㎡。計算公式為(wei):
在動負(fu)荷(he)下工(gong)作的(de)金屬零部件,實際上(shang)很少受一次(ci)超載沖擊(ji)(ji)被(bei)破壞,而是(shi)受小(xiao)能量的(de)多(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復(fu)沖擊(ji)(ji)才被(bei)破壞,因此僅(jin)用一次(ci)消耗(hao)于Ak或沖擊(ji)(ji)韌性值(zhi)a4來(lai)衡量其抗力是(shi)不夠準確的(de),而應以(yi)多(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復(fu)沖擊(ji)(ji)試驗來(lai)度量。據研究表明,在能量不太大的(de)情況下,材料承(cheng)受多(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復(fu)沖擊(ji)(ji)的(de)能力,主要決定于強度。
沖擊(ji)吸收功(gong)Ak包括以下三部分:①. 消(xiao)耗(hao)于試樣彈(dan)性變(bian)形的(de)(de)彈(dan)性功(gong);②. 消(xiao)耗(hao)于試樣塑性變(bian)形的(de)(de)塑性功(gong);③. 消(xiao)耗(hao)于裂紋(wen)開始(shi)產生、擴(kuo)展直至斷(duan)裂的(de)(de)撕裂功(gong)。
由于(yu)沖(chong)擊(ji)(ji)功僅為試(shi)樣缺口附近參加變(bian)形(xing)的(de)(de)體積(ji)所吸(xi)收,而此體積(ji)又無法測量,且在同一(yi)斷(duan)面上每一(yi)部分的(de)(de)變(bian)形(xing)也不一(yi)致,因(yin)此用單位截(jie)面積(ji)上的(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)功(沖(chong)擊(ji)(ji)值)a來(lai)判斷(duan)沖(chong)擊(ji)(ji)韌性的(de)(de)方法在國(guo)內外(wai)已逐漸淘汰。
19. 低溫沖(chong)擊韌性(low temperature impact toughness)和高溫沖(chong)擊韌性(high temperature impact toughness)
金屬材料在常溫(wen)(wen)、低(di)(di)溫(wen)(wen)及高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)所測(ce)得的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收(shou)功或沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)值是不一(yi)樣的(de)(de)。低(di)(di)溫(wen)(wen)條件下(xia)(xia)測(ce)得的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing),稱為(wei)低(di)(di)溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing);高(gao)溫(wen)(wen)條件下(xia)(xia)測(ce)得的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing),稱為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)。低(di)(di)溫(wen)(wen)或高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)(xia)測(ce)得的(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)吸(xi)收(shou)功或沖(chong)(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)(ren)性(xing)值都(dou)要注明(ming)試驗(yan)溫(wen)(wen)度。
20. 金(jin)屬材料的冷脆(cui)(cold brittleness)及脆(cui)性轉變溫度
鋼材在較(jiao)低溫(wen)度時發(fa)(fa)生的(de)脆(cui)性斷裂,通常稱為冷脆(cui)。材料(liao)發(fa)(fa)生脆(cui)裂時的(de)臨界溫(wen)度稱為韌性-脆(cui)裂轉變(bian)溫(wen)度,簡稱脆(cui)性轉變(bian)溫(wen)度。