金屬材料剛度,強(qiáng)度及鋼板知識(shí)

1、金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力稱為強(qiáng)度。按外力作用的性質(zhì)不同，主要有屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度等，工程常用的是屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，這兩個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)可通過(guò)拉伸試驗(yàn)測(cè)出強(qiáng)度是指零件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過(guò)容許限度的殘余變形的能力。也就是說(shuō)，強(qiáng)度是衡量零件本身承載能力（即抵抗失效能力）的重要指標(biāo)。強(qiáng)度是機(jī)械零部件首先應(yīng)滿足的基本要求。機(jī)械零件的強(qiáng)度一般可以分為靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度（彎曲疲勞和接觸疲勞等）、斷裂強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、高溫和低溫強(qiáng)度、在腐蝕條件下的強(qiáng)度和蠕變、膠合強(qiáng)度等項(xiàng)目。強(qiáng)度的試驗(yàn)研究是綜合性的研究，主要是通過(guò)其應(yīng)力狀態(tài)來(lái)研究零部件的受力狀況以及預(yù)測(cè)破壞失效的條件和

2、時(shí)機(jī)。強(qiáng)度是指材料承受外力而不被破壞（不可恢復(fù)的變形也屬被破壞）的能力.根據(jù)受力種類的不同分為以下幾種：抗壓強(qiáng)度-材料承受壓力的能力.抗拉強(qiáng)度-材料承受拉力的能力.抗彎強(qiáng)度-材料對(duì)致彎外力的承受能力.（4）抗剪強(qiáng)度-材料承受剪切力的能力.材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。早在1822年，F(xiàn)riedrichmohs提出用10種礦物來(lái)衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。按照他們的軟硬程度分為十級(jí)：1）滑石2）石膏3）方解石4）螢石5）磷灰石6）正長(zhǎng)石7）石英8）黃玉9）剛玉10）金剛石試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用錘刀在工件邊緣上錘擦，由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高

3、低。這種方法稱為鋰試法這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來(lái)試驗(yàn)比較準(zhǔn)確是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。常用的硬度測(cè)定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測(cè)試方法硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測(cè)試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。布氏硬度以HBN（kgf/mm2）表示（HBSHBW）（參照GB/T2311

4、984）,生產(chǎn)中常用布氏硬度法測(cè)定經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測(cè)量范圍和應(yīng)用范圍也不同。一般生產(chǎn)中HRC用得最多。壓痕較小，可測(cè)較薄得材料和硬得材料和成品件得硬度。冷軋鋼板冷軋鋼板就是經(jīng)過(guò)冷軋生產(chǎn)的鋼板,俗稱冷板。冷軋是在室溫條件下加葡質(zhì)進(jìn)一步軋薄至為目標(biāo)厘區(qū)的鋼板。和熱軋鋼板比較，冷軋鋼板厚度更加精確，而且表面光滑、漂亮，同時(shí)還具有各種優(yōu)越的機(jī)械性能，特別是加工性能方面。因?yàn)槔滠堅(jiān)肀容^脆硬，不太適合加工，所以通常情況下冷軋鋼板要求經(jīng)過(guò)退火、酸洗及表面平整之后才交給客戶。冷軋最小厚度是

5、0.1-8.0MM以下，大部份工廠如保定普瑞鋼材冷軋鋼板厚度是4.5MM以下；最少厚度、寬度是根據(jù)各工廠的設(shè)備能力和市場(chǎng)需求而決定。冷軋是在室溫條件下將鋼板進(jìn)一步軋薄至為目標(biāo)包爰的鋼板。和熱軋鋼板比較,冷軋鋼板厚度更加精確，而且表面光滑、漂亮，同時(shí)還具有各種優(yōu)越的機(jī)械性能，特別是加工性能方面。因?yàn)槔滠堅(jiān)肀容^脆硬，不太適合加工，所以通常情況下冷軋鋼板要求經(jīng)過(guò)退火、酸洗及表面平整之后才交給客戶。冷軋最小厚度是0.1-8.0MM以下，大部份工廠如保定普瑞鋼材冷軋鋼板厚度是4.5MM以下；最少厚度、寬度是根據(jù)各工廠的設(shè)備能力和市場(chǎng)需求而決定。冷軋鋼板的分類冷軋鋼板分為三代產(chǎn)品：沸騰鋼為第一代,鋁鎮(zhèn)靜

6、鋼為第二代,無(wú)間隙原子鋼（IF鋼）為第三代。冷軋鋼板和熱軋鋼板的區(qū)別熱軋熱軋，是以板坯（主要為連鑄坯）為原料，經(jīng)加熱后由粗軋機(jī)組及精軋機(jī)組制成帶鋼。從精軋最后一架軋機(jī)出來(lái)的熱鋼帶通過(guò)層流冷卻至設(shè)定溫度，由卷取機(jī)卷成鋼帶卷，冷卻后的鋼帶卷，根據(jù)用戶的不同需求，經(jīng)過(guò)不同的精整作業(yè)線（平整、矯直、橫切或縱切、檢驗(yàn)、稱重、包裝及標(biāo)志等）加工而成為鋼板、平整卷及縱切鋼帶產(chǎn)品。簡(jiǎn)單點(diǎn)兒來(lái)說(shuō)，一塊鋼坯在加熱后（就是電視里那種燒的紅紅的發(fā)燙的鋼塊）精過(guò)幾道軋制，再切邊，矯正成為鋼板，這種叫熱軋。冷軋冷軋：用熱軋鋼卷為原料，經(jīng)酸洗去除氧化皮后進(jìn)行冷連軋，其成品為軋硬卷，由于連續(xù)冷變形引起的冷作硬化使軋硬卷的強(qiáng)度

7、、硬度上升、韌塑指標(biāo)下降，因此沖壓性能將惡化，只能用于簡(jiǎn)單變形的零件。軋硬卷可作為熱鍍鋅廠的原料，因?yàn)闊徨冧\機(jī)組均設(shè)置有退火線。軋硬卷重一般在613.5噸，鋼卷在常溫下，對(duì)熱軋酸洗卷進(jìn)行連續(xù)軋制。內(nèi)徑為610mm產(chǎn)品特點(diǎn)：因?yàn)闆](méi)有經(jīng)過(guò)退火處理，其硬度很高（HRB大于90）,機(jī)械加工性能極差，只能進(jìn)行簡(jiǎn)單的有方向性的小于90度的折彎加工（垂直于卷取方向）。簡(jiǎn)單點(diǎn)兒來(lái)說(shuō)，冷軋，是在熱軋板卷的基礎(chǔ)上加工軋制出來(lái)的,一般來(lái)講是熱軋-酸洗-冷軋這樣的加工過(guò)程。冷軋是在常溫狀態(tài)下由熱軋板加工而成，雖然在加工過(guò)程因?yàn)檐堉埔矔?huì)使鋼板升溫，盡管如此還是叫冷軋。由于熱軋經(jīng)過(guò)連續(xù)冷變型而成的冷軋，在機(jī)械性能比較差，

8、硬度太高。必須經(jīng)過(guò)退火才能恢復(fù)其機(jī)械性能，沒(méi)有退火的叫軋硬卷。軋硬卷一般是用來(lái)做無(wú)需折彎，拉伸的產(chǎn)品，1.0以下厚度軋硬的運(yùn)氣好的兩邊或者四邊折彎。1 .冷軋是在常溫狀態(tài)下由熱軋板加工而成2 .一塊鋼坯在加熱后（就是電視里那種燒的紅紅的發(fā)燙的鋼塊）精過(guò)幾道軋制，再切邊，矯正成為鋼板，這種叫熱軋。冷軋鋼板的應(yīng)用用于汽車、冰箱、洗衣機(jī)等家電，以及產(chǎn)業(yè)設(shè)備、各種建筑材料。冷軋鋼板的主要產(chǎn)地主要產(chǎn)地有：寶鋼、鞍鋼、本鋼、武鋼、邯鋼、包鋼、唐鋼、漣鋼、濟(jì)鋼等鋼的正火和淬火正火，又稱?；?，是將工件加熱至Ac3或Accm以上30-5OC,保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工

9、藝。其目的是在于使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化。正火的主要應(yīng)用范圍有：用于低碳鋼，正火后硬度略高于退火，韌性也較好，可作為切削加工的預(yù)處理。用于中碳鋼，可代替調(diào)質(zhì)處理作為最后熱處理,也可作為用感應(yīng)加熱方法進(jìn)行表面淬火前的預(yù)備處理。用于工具鋼、軸承鋼、滲碳鋼等,可以消降或抑制網(wǎng)狀碳化物的形成，從而得到球化退火所需的良好組織。用于鑄鋼件，可以細(xì)化鑄態(tài)組織，改善切削加工性能。用于大型鍛件，可作為最后熱處理，從而避免淬火時(shí)較大的開裂傾向。用于球墨鑄鐵，使硬度、強(qiáng)度、耐磨性得到提高，如用于制造汽車、拖拉機(jī)、柴油機(jī)的曲軸、連桿等重要零件。過(guò)共析鋼球化退火前進(jìn)行一次正火，可消除網(wǎng)狀二次滲碳體，以保證球化退火時(shí)

10、滲碳體全部球?；?。正火后的組織：亞共析鋼為F+S,共析鋼為S,過(guò)共析鋼為S十二次滲碳體，且為不連續(xù)。鋼的熱處理種類分為整體熱處理和表面熱處理兩大類。常用的整體熱處理有退火，正火、淬火和業(yè)L;表面熱處理可分為表面淬火與化學(xué)熱處理兩類。正火是將鋼件加熱到臨界溫度以上30-50C，保溫適當(dāng)時(shí)間后，在靜止的空氣中冷卻的熱處理工藝稱為正火。正火的主要目的是細(xì)化組織，改善鋼的性能，獲得接近平衡狀態(tài)的組織。正火與退火工藝相比，其主要區(qū)別是正火的冷卻速度稍快，所以正火熱處理的生產(chǎn)周期短。故退火與正火同樣能達(dá)到零件性能要求時(shí)，盡可能選用正火。大部分中、低碳鋼的坯料一般都采用正火熱處理。一股合金鋼壞料常采用退火、

11、若用正火，由于冷卻速度較快，使其正火后硬度較高，不利于切削加工。退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時(shí)間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應(yīng)力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，消除組織缺陷。是使經(jīng)過(guò)鑄造、鍛軋、焊接或切削加工的材料或工件軟化，改善塑性和韌性，使化學(xué)成分均勻化，去除殘余應(yīng)力，或得到預(yù)期的物理性能。退火工藝隨目的之不同而有多種，如重結(jié)晶退火、等溫退火、均勻化退火、球化退火、去除應(yīng)力退火、再結(jié)如退火，以及穩(wěn)定化退火、磁場(chǎng)退火等等。1、金屬工具使用時(shí)因受熱而失去原有的硬度。2、把金屬材料或工件加熱到一定溫度并持續(xù)一定時(shí)間后,使緩慢冷卻。退火可以減低金屬硬度和脆性、增加可塑性。也叫炯火。重結(jié)晶退火（完全退火）應(yīng)用于平衡加熱和冷卻時(shí)有固態(tài)相變（重結(jié)晶）發(fā)生的合金。其退火溫度為各該合金的相變溫度區(qū)間以上或以內(nèi)的某一溫度。加熱和冷卻都是緩慢的。合金于加熱和冷卻過(guò)程