1. 力學性能(neng)(mechanical properties)
金屬材(cai)料在外(wai)力作用下表現出來(lai)的各(ge)種特性(xing),如彈性(xing)、塑性(xing)、韌性(xing)、強度(du)(du)、硬度(du)(du)等。
2. 彈(dan)性(elasticity)
金(jin)屬材料(liao)受外力作用(yong)發生(sheng)了變形(xing),當去掉外力后,恢復原來(lai)形(xing)狀和(he)尺寸的(de)能力,稱(cheng)為(wei)彈(dan)性(xing)。金(jin)屬材料(liao)彈(dan)性(xing)的(de)好壞,是通過彈(dan)性(xing)極(ji)限、比例極(ji)限來(lai)反映的(de)。
金屬(shu)的(de)彈性(xing),對制造彈性(xing)零部(bu)件(jian)具有(you)重要意義。
3. 塑性(plasticity)
金(jin)屬材料在外力作(zuo)用下產(chan)生永久變形(指去掉外力后不(bu)能恢復原狀的變形),但不(bu)會被破壞的能力,叫作(zuo)塑性。塑性用伸長率、斷面收縮(suo)率表示(shi)。
金屬(shu)的塑性與變形方式有(you)關。例如,有(you)些金屬(shu)在受(shou)拉(la)伸變形時(shi)要發生(sheng)破壞,但(dan)受(shou)擠壓或模鍛時(shi)可不(bu)發生(sheng)破裂。
金(jin)屬的塑性是進(jin)行壓力加(jia)工、冷彎(wan)工藝等必須考慮的重要因素。另外,適當的塑性對(dui)提高金(jin)屬結構的安全可靠性十分必要。
4. 強度(intensity&strength)
金(jin)屬材料在(zai)外力作用(yong)下抵(di)抗變形和斷(duan)裂的能(neng)力稱為強(qiang)(qiang)度(du)。金(jin)屬材料的強(qiang)(qiang)度(du)是通過(guo)比例極限、彈性極限、屈服強(qiang)(qiang)度(du)、抗拉強(qiang)(qiang)度(du)等許(xu)多強(qiang)(qiang)度(du)指標來反映的。
在外力作(zuo)用(yong)下(xia)工作(zuo)的(de)零件或構件,其強度是選用(yong)金屬材料的(de)重要依據(ju)。
5. 強度極(ji)限(ultimate strength)
強度(du)極限(xian)σ在拉伸應力-應變曲線上的最(zui)大應力點,單位為MPa。
6. 比例(li)極(ji)限(proportional limit)
在彈性變(bian)形階段,金屬材料所承(cheng)受的和應變(bian)能力(li)保持正比(bi)的最(zui)大(da)應力(li),稱為(wei)(wei)比(bi)例(li)極限。由于比(bi)例(li)極限很難測(ce)定(ding),所以(yi)常常采用(yong)發生很微小(xiao)的塑性變(bian)形量的應力(li)值來(lai)表(biao)示(shi),稱為(wei)(wei)規定(ding)比(bi)例(li)極限。用(yong)σp表(biao)示(shi),單(dan)位為(wei)(wei)M(兆帕(pa))。計(ji)算公式(shi)為(wei)(wei):
7. 彈性極限(xian)(elastic limit )
金(jin)屬(shu)能保(bao)持彈(dan)性(xing)變形的最大應力,稱為彈(dan)性(xing)極(ji)限(xian)(xian)(xian)。由于彈(dan)性(xing)極(ji)限(xian)(xian)(xian)很難測(ce)定(ding),所以常常采用很微(wei)小的塑性(xing)變形量的應力值來表(biao)示(shi)。彈(dan)性(xing)極(ji)限(xian)(xian)(xian)用σ。表(biao)示(shi),單位(wei)為MPa(兆帕(pa))。
8. 屈服極(ji)限(yield limit)與規定(ding)的最(zui)小屈服強度(SMYS)
屈(qu)服極限用σs表示(shi),指材料的拉(la)伸(shen)應(ying)(ying)力超過彈性范圍,開始發(fa)生塑性變(bian)形(xing)(xing)時的應(ying)(ying)力。有(you)些材料的拉(la)伸(shen)應(ying)(ying)力-應(ying)(ying)變(bian)曲線并不出現明顯的屈(qu)服平臺,即(ji)不能(neng)明確(que)地確(que)定其屈(qu)服點。對于此種情(qing)況,工程上規定取試樣(yang)產生0.2%殘余變(bian)形(xing)(xing)的應(ying)(ying)力值作(zuo)為條件屈(qu)服極限,用0.2表示(shi),單位為MPa。
SMYS:規定的最小屈服強度(the specified minimum yield strength)。這個詞匯經常在(zai)一些壓(ya)力試驗(yan)等規范內出現(xian)。
9. 抗(kang)拉強(qiang)度(tensile strength)與規(gui)定的(de)最小拉伸強(qiang)度(SMTS)
金屬試樣拉(la)(la)伸時,在拉(la)(la)斷(duan)前所承(cheng)受的最(zui)大應力,稱為(wei)抗拉(la)(la)強度。它表(biao)示金屬材料在拉(la)(la)力作用下抵抗大量塑性(xing)變形(xing)和破壞的能(neng)力,抗拉(la)(la)強度以σ表(biao)示,單(dan)位為(wei)MPa。計算公式為(wei):試樣拉(la)(la)斷(duan)前的最(zui)大負荷(he))/F。(試樣原橫截面(mian)面(mian)積(ji))]
SMTS:規(gui)(gui)定的最小拉(la)伸強度(the specified minimum tensile strength)。這個詞匯經常(chang)在(zai)一些壓力試驗等規(gui)(gui)范內出(chu)現。
10. 抗彎(wan)強度(bending strength)
試樣在位于(yu)兩支承中間(jian)的集中負荷作用下折斷時,折斷橫截面(mian)(危險截面(mian))所承受的最(zui)大正應力(li),稱為(wei)抗(kang)彎強度(du)。抗(kang)彎強度(du)以表示,單位為(wei)MPa。
11. 抗壓強度(compressive strength)
材料(liao)在壓(ya)力作用下(xia)不發生碎裂時所能(neng)承受的最大正應力,稱為抗(kang)壓(ya)強度(du)。抗(kang)壓(ya)強度(du)以原面積(ji)除負荷,單(dan)位為MPa。
12. 伸(shen)長(chang)率(elongation percentage)
金屬在(zai)拉伸試(shi)驗時,試(shi)樣拉斷后(hou),其(qi)標(biao)距部(bu)分所增加的(de)長(chang)度與原(yuan)標(biao)距長(chang)度的(de)百(bai)分比,稱為伸長(chang)率(lv),以 δ 表示 ,單位為 % 。
13. 斷面收縮率(section shrinkage)
金屬(shu)拉伸試驗中,在斷(duan)裂處試樣(yang)截面面積減小的百分率,稱為斷(duan)面收縮率。以ψ表示,單位(wei)為%。
14. 持久極(ji)限(endurance lin[持久強度(rupture strength)]
持(chi)久極限指金屬材料在給定(ding)溫度(du)下(xia),經過(guo)一定(ding)時(shi)(shi)間破壞時(shi)(shi)所能承受的恒定(ding)應(ying)力(li),單位為(wei)(wei)MPa。常用符號σb。帶有一個(ge)或兩個(ge)指數表示(shi)(shi),如σb/100,表示(shi)(shi)在常溫下(xia)持(chi)久時(shi)(shi)間為(wei)(wei)100h的應(ying)力(li);σb400/100,表示(shi)(shi)在試驗溫度(du)400℃時(shi)(shi),持(chi)久時(shi)(shi)間為(wei)(wei)100h的應(ying)力(li),就是(shi)所謂高(gao)溫持(chi)久強度(du)。
15. 蠕變極限(creep limit)
金屬材料在一(yi)定(ding)溫度和長時(shi)間受力狀態下,即使所受應力小于其屈服強度,但隨著時(shi)間的增長,也會慢慢地產(chan)生(sheng)塑(su)性變形,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(lao)極(ji)限(fatigue limit)
金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料在(zai)受重(zhong)復或(huo)交變應(ying)力作用(yong)時,雖其所受應(ying)力遠(yuan)小于抗拉強度,甚至小于彈(dan)性極限,經多次循(xun)環(huan)(huan)后,在(zai)無顯(xian)著外觀變形(xing)情況下而會發生斷裂,這種現象(xiang)稱(cheng)為疲(pi)勞。金(jin)(jin)屬(shu)材(cai)(cai)料在(zai)重(zhong)復或(huo)交變應(ying)力作用(yong)下,經過周(zhou)次N的應(ying)力循(xun)環(huan)(huan)仍不(bu)發生斷裂時所能承受最大應(ying)力稱(cheng)為疲(pi)勞極限,以σ-1表示,單位為MPa。
17. 疲勞強度(fatigue strength)
金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)在(zai)重(zhong)(zhong)復(fu)(fu)或交(jiao)(jiao)變應(ying)力(li)作用下,循環(huan)一(yi)定周次N后(hou)斷裂時所能承(cheng)受(shou)的(de)(de)最大(da)應(ying)力(li),叫作疲勞(lao)強度,以σn表示,單位為(wei)MPa,此(ci)時,N稱為(wei)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)疲勞(lao)壽命(ming)。某些金(jin)屬材(cai)(cai)料(liao)在(zai)重(zhong)(zhong)復(fu)(fu)或交(jiao)(jiao)變應(ying)力(li)作用下沒有明顯(xian)的(de)(de)疲勞(lao)極限,常(chang)采用疲勞(lao)強度表示。
18. 沖擊(ji)吸(xi)收(shou)功(impact absorbing energy)或沖擊(ji)韌(ren)性(xing)值(zhi)(impacttoughness)
金屬材料對沖(chong)擊(ji)負荷(he)的(de)抵抗(kang)能力(li)稱(cheng)為韌(ren)性(xing),通常用沖(chong)擊(ji)吸收功或沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)值來(lai)度(du)量。用一定(ding)尺寸(cun)和形狀的(de)試樣,在規(gui)定(ding)類型(xing)的(de)試驗機(ji)上(shang)(shang)受一次(ci)沖(chong)擊(ji)負荷(he)折斷時所(suo)吸收的(de)功,稱(cheng)沖(chong)擊(ji)吸收功,以符號A表(biao)(biao)示,單位(wei)(wei)為J;試樣刻槽(cao)處單位(wei)(wei)面(mian)積上(shang)(shang)所(suo)消(xiao)耗的(de)功,稱(cheng)為沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)值,以ak表(biao)(biao)示,單位(wei)(wei)為kJ/㎡。計(ji)算(suan)公式(shi)為:
在動負荷(he)下工作的(de)(de)金屬(shu)零部件,實際上很少受一次超載(zai)沖擊(ji)(ji)被(bei)破(po)壞,而是受小能(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)多(duo)次重復(fu)沖擊(ji)(ji)才被(bei)破(po)壞,因此僅用一次消(xiao)耗(hao)于Ak或沖擊(ji)(ji)韌(ren)性值a4來衡量(liang)(liang)其抗力是不夠準確的(de)(de),而應以多(duo)次重復(fu)沖擊(ji)(ji)試(shi)驗(yan)來度量(liang)(liang)。據研究表明(ming),在能(neng)量(liang)(liang)不太大(da)的(de)(de)情況下,材料(liao)承受多(duo)次重復(fu)沖擊(ji)(ji)的(de)(de)能(neng)力,主要決定于強度。
沖擊(ji)吸收(shou)功(gong)(gong)(gong)Ak包括以下(xia)三部分:①. 消(xiao)耗于試(shi)(shi)樣彈性變形的彈性功(gong)(gong)(gong);②. 消(xiao)耗于試(shi)(shi)樣塑性變形的塑性功(gong)(gong)(gong);③. 消(xiao)耗于裂紋開始產生、擴展直至斷裂的撕裂功(gong)(gong)(gong)。
由(you)于沖(chong)擊(ji)功僅為試樣缺口附近(jin)參加變(bian)形的體積(ji)(ji)所吸收(shou),而此(ci)體積(ji)(ji)又無法測量,且在同一(yi)斷(duan)面(mian)(mian)上(shang)每(mei)一(yi)部(bu)分的變(bian)形也不一(yi)致,因此(ci)用(yong)單(dan)位截面(mian)(mian)積(ji)(ji)上(shang)的沖(chong)擊(ji)功(沖(chong)擊(ji)值(zhi))a來判斷(duan)沖(chong)擊(ji)韌(ren)性的方(fang)法在國(guo)內外已逐(zhu)漸淘汰。
19. 低溫沖擊韌(ren)性(low temperature impact toughness)和高(gao)溫沖擊韌(ren)性(high temperature impact toughness)
金(jin)屬材料在常溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)及高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下所(suo)測(ce)(ce)得的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)(shou)功或沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)值(zhi)是不一(yi)樣的(de)。低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)條(tiao)件(jian)下測(ce)(ce)得的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing),稱為(wei)低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing);高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)條(tiao)件(jian)下測(ce)(ce)得的(de)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing),稱為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)。低溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)或高(gao)溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)下測(ce)(ce)得的(de)沖(chong)擊(ji)吸收(shou)(shou)功或沖(chong)擊(ji)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)(xing)值(zhi)都要(yao)注明試驗溫(wen)(wen)(wen)(wen)(wen)度。
20. 金(jin)屬材(cai)料的冷脆(cold brittleness)及(ji)脆性(xing)轉(zhuan)變(bian)溫度
鋼材在較低(di)溫(wen)度(du)時發(fa)生(sheng)的(de)脆(cui)(cui)性斷裂(lie),通常稱(cheng)(cheng)為(wei)冷脆(cui)(cui)。材料(liao)發(fa)生(sheng)脆(cui)(cui)裂(lie)時的(de)臨界溫(wen)度(du)稱(cheng)(cheng)為(wei)韌性-脆(cui)(cui)裂(lie)轉(zhuan)變溫(wen)度(du),簡稱(cheng)(cheng)脆(cui)(cui)性轉(zhuan)變溫(wen)度(du)。

