金屬材料性能及國家標準.doc

金屬材料性能為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能（使用性能）及其在冷熱加工過程中材料應(yīng)具備的性能（工藝性能）。 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔點、導電性、導熱性、熱膨脹性、磁性等）、化學性能（耐用腐蝕性、抗氧化性），力學性能也叫機械性能。 材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。 （一）、機械性能 機械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。 1 、強度：材料在外力（載荷）作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。 2 、屈服點（ s ）：稱屈服強度，指材料在拉抻過程中，材料所受應(yīng)力達到某一臨界值時，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生 0.2%L 。時應(yīng)力值，單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 3 、抗拉強度（ b ）也叫強度極限指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。單位用牛頓 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 4 、延伸率（ ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。 5 、斷面收縮率（ ）材料在拉伸斷裂后、斷面最大縮小面積與原斷面積百分比。 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） 7 、沖擊韌性（ Ak ）：材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳 / 厘米 2 （ J/cm2 ） . （二）、工藝性能 指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。 8 、鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時體積收縮的能力；偏析指化學成分不均性。 9 、焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個或兩個以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。 10 、頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。 11 、冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度 （外角）或彎心直徑 d 對材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，則材料的冷彎性愈好。 12 、沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進行沖壓叫冷沖壓。檢驗方法用杯突試驗進行檢驗。 13 、鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。 （三）、化學性能 指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時抵抗發(fā)生化學或電化學反應(yīng)的性能。 14 、耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。 15 、抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。 返回金屬材料的檢驗金屬材料屬于冶金產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運輸、使用、保管和檢驗必須依據(jù)統(tǒng)一的技術(shù)標準 - 冶金產(chǎn)品標準。對從事金屬材料的工作人員必須掌握標準的有關(guān)內(nèi)容。 我國冶金產(chǎn)品使用的標準為國家標準（代號為 國標 GB ）、部標（冶金工業(yè)部標準 YB 、一機部標準 JB 等、）企業(yè)標準三級。 （一） 包裝檢驗 根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。 1 散裝：即無包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。 2 成捆：指尺寸較小、腐蝕對使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。 3 成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。 4 成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。 對捆箱、軸包裝產(chǎn)品應(yīng)首先檢查包裝是否完整。 （二） 標志檢驗 標志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標志，主要說明供方名稱、牌號、檢驗批號、規(guī)格、尺寸、級別、凈重等。標志有； 5 涂色：在金屬材料的端面，端部涂上各種顏色的油漆，主要用于鋼材、生鐵、有色原料等。 6 打印：在金屬材料規(guī)定的部位（端面、端部）打鋼印或噴漆的方法，說明材料的牌號、規(guī)格、標準號等。主要用于中厚板、型材、有色材等。 7 掛牌：成捆、成箱、成軸等金屬材料在外面掛牌說明其牌號、尺寸、重量、標準號、供方等。 金屬材料的標志檢驗時要認真辨認，在運輸、保管等過程中要妥善保護。 （三） 規(guī)格尺寸的檢驗 規(guī)格尺寸指金屬材料主要部位（長、寬、厚、直徑等）的公稱尺寸。 8 公稱尺寸（名義尺寸）：是人們在生產(chǎn)中想得到的理想尺寸，但它與實際尺寸有一定差距。 9 尺寸偏差：實際尺寸與公稱尺寸之差值叫尺寸偏差。大于公稱尺寸叫正偏差，小于公稱尺寸叫負偏差。在標準規(guī)定范圍之內(nèi)叫允許偏差，超過范圍叫尺寸超差，超差屬于不合格品。 10 精度等級：金屬材料的尺寸允許偏差規(guī)定了幾種范圍，并按尺寸允許偏差大 小不同劃為若干等級叫精度等級，精度等級分普通、較高、高級等。 11 交貨長度（寬度）：是金屬材料交貨主要尺寸，指金屬材料交貨時應(yīng)具有的長（寬）度規(guī)格。 12 通常長度（不定尺長度）：對長度不作一定的規(guī)定，但必須在一個規(guī)定的長度范圍內(nèi)（按品種不同，長度不一樣，根據(jù)部、廠定）。 13 短尺（窄尺）：長度小于規(guī)定的通常長度尺寸的下限，但不小于規(guī)定的最小允許長度。對一些金屬材料，按規(guī)定可交一部分 短尺 。 14 定尺長度：所交金屬材料長度必須具有需方在訂貨合同中指定的長度（一般正偏差）。 15 倍尺長度：所交金屬材料長度必須為需方在訂貨合同中指定長度的整數(shù)倍（加鋸口、正偏差）。 規(guī)格尺寸的檢驗要注意測量材料部位和選用適當?shù)臏y量工具。 （四） 數(shù)量的檢驗 金屬材料的數(shù)量，一般是指重量（除個別例墊板、魚尾板以件數(shù)計），數(shù)量檢驗方法有： 17 按實際重量計量：按實際重量計量的金屬材料一般應(yīng)全部過磅檢驗。對有牢固包裝（如箱、合、桶等），在包裝上均注明毛重、凈重和皮重。如薄鋼板、硅鋼片、鐵合金可進行抽檢數(shù)量不少于一批的 5% ，如抽檢重量與標記重量出入很大，則須全部開箱稱重。 18 按理論換算計量：以材料的公稱尺寸（實際尺寸）和比重計算得到的重量，對那些定尺的型板等材都可按理論換算，但在換算時要注意換算公式和材料的實際比重。 （五） 表面質(zhì)量檢驗 表面質(zhì)量檢驗主要是對材料、外觀、形狀、表面缺陷的檢驗，主要有： 19 橢圓度：圓形截面的金屬材料，在同一截面上各方向直徑不等的現(xiàn)象。橢圓度用同一截面上最大與最小的直徑差表示，對不同用途材料標準不同。 20 彎曲、彎曲度：彎曲就是軋制材料。在長度或?qū)挾确较虿黄街?、呈曲線形狀的總稱。如果把它們的不平程度用數(shù)字表示出來，就叫彎曲度。 21 扭轉(zhuǎn)：條形軋制材料沿縱軸扭成螺旋狀。 22 鐮刀彎（側(cè)面彎）：指金屬板，帶及接近矩形截面的形材沿長度（窄面一側(cè)）的彎曲，一面呈凹入曲線，另一面對面呈凸出曲線，稱為 鐮刀彎 。以凹入高度表示。 23 瓢曲度：指在板或帶的長度及寬度方向同時出現(xiàn)高低起伏的波浪現(xiàn)象，形成瓢曲形，叫瓢曲度。表示瓢曲程度的數(shù)值叫瓢曲度。 24 表面裂紋：指金屬物體表層的裂紋。 25 耳子：由于軋輥配合不當?shù)仍?，出現(xiàn)的沿軋制方向延伸的突起，叫作耳子。 26 括傷：指材料表面呈直線或弧形溝痕通常可以看到溝底。 27 結(jié)疤：指不均勻分布在金屬材料表面呈舌狀，指甲狀或魚鱗狀的薄片。 28 粘結(jié)：金屬板、箔、帶在迭軋退火時產(chǎn)生的層與層間點、線、面的相互粘連。經(jīng)掀開后表面留有粘結(jié)痕跡，叫粘結(jié)。 29 氧化鐵皮：氧化鐵皮是指材料在加熱、軋制和冷卻過程中，在表面生成的金屬氧化物。 30 折疊：是金屬在熱軋過程中（或鍛造）形成的一種表面缺陷，表面互相折合的雙金屬層，呈直線或曲線狀重合。 31 麻點：指金屬材料表面凹凸不平的粗糙面。 32 皮下氣泡：金屬材料的表面呈現(xiàn)無規(guī)律分布大小不等、形狀不同、周圍圓滑的小凸起、破裂的凸泡呈雞爪形裂口或舌狀結(jié)疤，叫作氣泡。 表面缺陷產(chǎn)生的原因主要上由于生產(chǎn)、運輸、裝卸、保管等操作不當。根據(jù)對使用的影響不同，有的缺陷是根本不允許超過限度。有些缺陷雖然不存在，但不允許超過限度；各種表面缺陷是否允許存在，或者允許存在程度，在的關(guān)標準中均的明確規(guī)定。 （六） 內(nèi)部質(zhì)量檢驗的保證條件 金屬材料內(nèi)部質(zhì)量的檢驗依據(jù)是根據(jù)材質(zhì)適應(yīng)不同的要求，保證條件亦不同，在出廠和驗收時必須按保證條件進行檢驗，并符合要求，保證條件分； 33 基本保證條件：對材料質(zhì)量最低要求，無論是否提出，都得保證，如化學成份，基本機械性能等。 34 附加保證條件：指根據(jù)需方在訂貨合同中注明要求，才進行檢驗，并保證檢驗結(jié)果符合規(guī)定的項目。 35 協(xié)議保證條件：供需雙方協(xié)商并在訂貨合同中加以保證的項目。 36 參改條件：雙方協(xié)商進行檢驗項目，但僅作參考條件，不作考核。 金屬材料內(nèi)部質(zhì)量檢驗主要有機械性能、物理性能、化學性能、工藝性能、化學成分和內(nèi)部組織檢驗。機械性能、工藝性能第一部分已介紹，這里只對化學成分和內(nèi)部組織的檢驗方法的原理及簡單過程做概括介紹。 （七） 化學成分檢驗 化學成分是決定金屬材料性能和質(zhì)量的主要因素。因此，標準中對絕大多數(shù)金屬材料規(guī)定了必須保證的化學成分，有的甚至作為主要的質(zhì)量、品種指標。化學成分可以通過化學的、物理的多種方法來分析鑒定，目前應(yīng)用最廣的是化學分析法和光譜分析法，此外，設(shè)備簡單、鑒定速度快的火花鑒定法，也是對鋼鐵成分鑒定的一種實用的簡易方法。 37 化學分析法：根據(jù)化學反應(yīng)來確定金屬的組成成分，這種方法統(tǒng)稱為化學分析法?；瘜W分析法分為定性分析和定量分析兩種。通過定性分析，可以鑒定出材料含有哪些元素，但不能確定它們的含量；定量分析，是用來準確測定各種元素的含量。實際生產(chǎn)中主要采用定量分析。定量分析的方法為重量分析法和容量分析法。 重量分析法：采用適當?shù)姆蛛x手段，使金屬中被測定元素與其它成分分離，然后用稱重法來測元素含量。 容量分析法：用標準溶液（已知濃度的溶液）與金屬中被測元素完全反應(yīng)，然后根據(jù)所消耗標準溶液的體積計算出被測定元素的含量。 38 光譜分析法：各種元素在高溫、高能量的激發(fā)下都能產(chǎn)生自己特有的光譜，根據(jù)元素被激發(fā)后所產(chǎn)生的特征光譜來確定金屬的化學成分及大致含量的方法，稱光譜分析法。通常借助于電弧，電火花，激光等外界能源激發(fā)試樣，使被測元素發(fā)出特征光譜。經(jīng)分光后與化學元素光譜表對照，做出分析。 39 火花鑒別法：主要用于鋼鐵，在砂輪磨削下由于摩擦，高溫作用，各種元素、微粒氧化時產(chǎn)生的火花數(shù)量、形狀、分*、顏色等不同，來鑒別材料化學成分（組成元素）及大致含量的一種方法。 （八）內(nèi)部質(zhì)量檢驗 常見的內(nèi)部組織缺陷有： 40 疏松：鑄鐵或鑄件在凝固過程中，由于諸晶枝之間的區(qū)域內(nèi)的熔體最后凝固而收縮以及放出氣體，導致產(chǎn)生許多細小孔隙和氣體而造成的不致密性。 41 夾渣：被固態(tài)金屬基體所包圍著的雜質(zhì)相或異物顆粒。 42 偏析：合金金屬內(nèi)各個區(qū)域化學成分的不均勻分布。 43 脫碳：鋼及鐵基合金的材料或制件的表層內(nèi)的碳全部或部分失掉的現(xiàn)象。 另外，汽泡、裂紋、分層、白點等也是常見的內(nèi)部組織缺陷，對內(nèi)部組織（晶粒、組織）及內(nèi)部組織缺陷的檢驗辦法常用有： 44 宏觀檢驗：利用肉眼或 10 倍以下的低倍放大鏡觀察金屬材料內(nèi)部組織及缺陷的檢驗。常用的方法有斷口檢驗、低倍檢驗、塔形車削發(fā)紋檢驗及硫印試驗等。 主要檢驗氣泡、夾渣、分層、裂紋晶粒粗大、白點、偏析、疏松等。 45 顯微檢驗：顯微檢驗又叫作高倍檢驗，是將制備好的試樣，按規(guī)定的放大倍在相顯微鏡下進行觀察測定，以檢驗金屬材料的組織及缺陷的檢驗方法。一般檢驗夾雜物、晶粒度、脫碳層深度、晶間腐蝕等。 46 無損檢驗：無損檢驗有磁力探傷、螢光探傷和著色探傷。磁力探傷用于檢驗鋼鐵