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金属质料的物理化学和力学职能有哪些

  

金属质料的物理化学和力学职能有哪些

金属质料的物理化学和力学职能有哪些

金属质料的物理化学和力学职能有哪些

  磁性,就是金属材料在磁场中受到磁化的性能。根据金属材料在磁场中受到磁化程度的不同,可分为铁磁材料(如铁、钴等)、顺磁材料(如锰、铬等)和抗磁材料(如铜、锌等)三类。工程上应用较多的是铁磁材料。 力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能,金属材料常用的力学性能指标主要有强度、塑性、冲击韧性 密度,物质单位体积所具有的质量,用符号ρ表示。一般密度小于5.0kg/cm2的金属称为轻金属,反之称为重金属。利用密度的概念可以解决一系列实际问题,如计算毛坯的质量、鉴别金属材料等。 洛氏硬度试验时加载压头上的载荷有三种:558N、980N、1470N。试验机上用A、B、C三种标尺分别代表三种载荷值,测得的硬度值相应的用:HRA、HRB、HRC表示。一般采用HRC,用来测量硬金属、淬火回火处理钢的硬度。这种测定硬度的优点是:简单快速,可测定最硬的金属,实验时压痕小,可以测定成品,可以测定很薄的材料;其缺点是:由于压痕小硬度值不够精确,需多点测量,取其平均值来代表该金属材料的硬度。 δ=(L1-L0)/L0×100% L0---试样的原标定长度,mm;L1---试样拉断后标距部分的长度,mm。当试样原来的长度与其直径之比为5或10时,伸长率分别以δ5和δ10表示。 热膨胀性,就是金属材料随着温度的变化而膨胀、收缩的特性。一般来说,金属受热时膨胀而体积增大,冷却时收缩而体积缩小。衡量热膨胀性的指标一般是线膨胀系数,线膨胀系数是指金属温度每升高1℃所增加的长度度与原来长度的比值。金属的线膨胀系数不是一个固定的数值,随着温度的增加,其数值也相应增大。在焊接过程中,被焊工件由于受热不均而产生不均匀的热膨胀,就会导致焊件产生变形和焊接应力。 冷弯角,在船舶、PE管材PE给水管管道锅炉、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,因此常用弯曲试验来衡量金属材料在室温时的塑性。试验时将长条形试件按规定的弯曲半径进行弯曲,在受拉面出现裂纹时,试件与原始平面的的夹角叫做冷弯角,用符号α表示。冷弯角越大,说明金属材料的塑性越好。冷弯试验是焊接接头常用的试验方法,它可以在试验的同时,发现受拉面的焊接缺陷。 抗拉强度,就是金属材料在拉伸时,材料在拉断前所承受的最大应力。用符号σb表示。它也是衡量金属材料强度的重要指标。金属材料在使用中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。其单位常用MPa表示。 洛氏硬度,它是以120°的金刚石圆锥体或φ1.59mm的淬火钢球作为压头,在意的重力p作用下,将压头压入被测试件表面,以压入深度(永久变形)鉴定材料的硬度大小。压入越深,硬度越低;反之硬度越高。 ψ=(F0-F1)/F0×100% F0---试样标距部分原始的横截面面积,mm2;F---试样拉断后,拉断处横截面面面积,mm2。δ和ψ的值越大表示金属材料的塑性越好,他们的值可通过拉伸试验来获得。 耐腐蚀性,就是金属材料抵抗各种介质(大气、酸、碱盐等)侵蚀的能力。一般用于化工、热力设备等。 熔点,纯金属和合金由固态转变为液态时的熔化温度。纯金属有固定的熔点,合金的熔点取决于它的成分。比如,港式铁碳合金,含碳量不同,熔点也不同。熔点对金属和合金的冶炼、铸造和焊接等都是很重要的参数。 布氏硬度,它是将直径10名模的淬火钢球,在重力p的作用下压入试样表面,随即在试样上出现一个压痕,根据压痕的面积可测得布氏硬度值。对于一般硬度材料所测定的硬度值比较准确,应用较广。但是布氏硬度不能测定硬度高于HB450的材料,也不能测定太薄或太小的材料,更不宜测定表面要求严格的成品。 金属材料的性能很多,不同的使用要求和使用环境,应具有相应的性能要求。具体来说主要有: 抗氧化性,就是金属材料在高温时抵抗氧化性气氛的腐蚀作用的能力。一般用于热力设备中的高温部件等。 断面收缩率,就是金属材料受外力作用被拉断以后,其横截面的缩小量与原来横截面面积相比的百分数,用符号ψ表示。用公式表示: 导电性,就是金属材料传导电流的能力。衡量金属材料导电性的指标是电阻率ρ,电阻率越小,金属的电阻越小,导电性越好。金属中银的导电性最好,其次是铜铝。 冲击韧度,就是在冲击载荷下,金属材料抵抗破坏的能力。冲击韧度值指试样冲断后缺口处单位面积所消耗的功,用符号αk表示。用公式表示: αk=Ak/F(J/cm2) Ak---冲击试样所消耗的功,J;F---试样断口处横截面积,cm2.αk值越大,材料的韧性越好,在受到冲击时不容易断裂;反之,越大脆性。金属材料的冲击韧度、与温度有关,温度越低,冲击韧度值越小。 屈服点,就是金属材料在拉伸过程中当载荷达到一定值时,载荷不变,仍继续发生明显的塑性变形的现象。材料产生屈服现象时的应力,称为屈服点,用符号σs表示。有些金属材料,如高碳钢、铸钢等,它们没有明显的屈服现象或无屈服现象,测定σs很困难,在这种情况下,规定以试件基准长度方向产生0.2%塑性变形时的应力定义为材料的屈服点用符号σ0.2表示。材料的屈服点是机械设计的主要依据之一,是评定金属材料质量的重要指标。 金属材料的物理、化学性能主要是指材料的密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、导磁性、耐腐蚀性等。常用金属材料的物理性能见图1。 伸长率,就是金属材料受拉力作用被破断以后,在标距内伸长长度同原来标距长度相比的百分数。也称作延伸率,用符号δ表示。用公式表示: 塑性,是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。塑性越高,材料产生塑性变形的能力越强。塑性指标主要有伸长率、断面收缩率和冷弯角等。 导热性,就是金属材料传导热量的性能。导热性的大小通常用热导率来衡量,热导率的符号是λ,热导率越大,金属的导热性越好。银的导热性最好,其次是铜铝。 硬度,就是金属材料抵抗表面变形的能力。硬度是衡量金属材料软硬的一个指标,根据测量方法不同,硬度指标可分为布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)。在生产中常用的是布氏硬度和洛氏硬度,维氏硬度试验是用来测定显微组织的硬度。 强度,是指金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。强度越高,抵抗变形和断裂的能力越强,衡量强度的常用指标是屈服点和抗拉强度。

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