金屬的性能(力學(xué)性能和工藝性能)課件

1、概念一 金屬的性能物理性能化學(xué)性能力學(xué)性能工藝性能光澤、不透明導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性正的電阻溫度系數(shù)固定熔點(diǎn)什么是金屬？1.1物理性能 1.1.1密度輕金屬一般指密度小于4.5克每立方厘米的金屬 鋁、鎂、鉀、鈉 重金屬一般指密度大于4.5克每立方厘米的金屬 銅、鉛、鋅、鐵、鈷、鎳、錳、鎘、汞、鎢、鉬、金、銀等密度是固定不變的值嗎？1.1物理性能1.1.2 熔點(diǎn) 金屬開始融化的臨界溫度合金的熔點(diǎn)低于純金屬純鐵的熔點(diǎn)1538金屬一達(dá)到熔點(diǎn)就熔化嗎？鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫 3410 1538 1083 1064 962 660 232 低高1.1物理性能1.1.3導(dǎo)熱性金屬傳導(dǎo)熱量的性能合金的導(dǎo)熱性比純

2、金屬差1.1物理性能1.1.4熱膨脹性 在材料熱加工過程中更要考慮其熱膨脹行為，如果表面和內(nèi)部熱膨脹不一致，就會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致材料變形或開裂常用金屬的熱膨脹系數(shù)為510-62510-6/1.1物理性能1.1.5導(dǎo)電性金屬一般具有導(dǎo)電性。一般說導(dǎo)電性好的材料，其導(dǎo)熱性也好。高壓電線為什么用鋁線而不用銅線？優(yōu)良銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛100 99 74 61 27 17 7.91.1物理性能1.1.6 鐵磁性 物質(zhì)在磁場中受到力的作用，該物質(zhì)就具有鐵磁性與材料的成分和溫度有關(guān)1.2化學(xué)性能 1.2.1抗腐蝕性能 腐蝕鋼材在周圍介質(zhì)(大氣、水蒸氣、酸、堿、鹽等)的侵蝕作用下被破壞的現(xiàn)象鋼材的抗腐

3、蝕性能鋼材抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力1.2化學(xué)性能 1.2.2抗氧化性能 鋼材的抗氧化性能在一定溫度和介質(zhì)條件下抵抗氧化的能力鐵、鋁哪個易氧化，哪個易腐蝕？1.3力學(xué)性能 硬度強(qiáng)度彈性和塑性韌性1.3力學(xué)性能 1.硬度衡量鋼材軟硬的一個指標(biāo)鋼材抵抗其它更硬的材料壓入的能力布氏硬度計洛氏硬度計維氏硬度計硬度 布氏硬度 維氏硬度 洛氏硬度 符號HBHVHR壓頭淬火鋼球或硬質(zhì)合金球金剛石正四棱錐金剛石圓錐體測量負(fù)載/壓痕面積負(fù)載/壓痕面積壓痕深度優(yōu)點(diǎn)壓痕面積大，測出值不受個別組成相及微小不均勻性的影響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)可任意選載荷大小?？蓽y定薄件或薄層的硬度操作簡便迅速，硬度值可在表盤上直接讀出；

4、壓痕較小布氏硬度 維氏硬度 洛氏硬度 缺點(diǎn)壓痕面積大，不宜在成品上進(jìn)行試驗(yàn)測定較為麻煩，工作效率不高，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)代表性差載荷大，不宜用來測定極薄工件及氮化層、金屬鍍層的硬度適用材料不太硬的材料各種材料各種材料 16洛氏硬度測試方法 試驗(yàn)原理 洛氏硬度是用規(guī)定的壓頭對試樣先施加初試驗(yàn)力，接著再施加主試驗(yàn)力，然后卸除主試驗(yàn)力，保留初試驗(yàn)力，用前后兩次初試驗(yàn)力作用下壓頭壓入試樣的深度差計算出的硬度值。 測量金屬硬度的意義硬度試驗(yàn)簡單易行為了能用硬度試驗(yàn)代替某些力學(xué)性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似

5、的相應(yīng)關(guān)系因?yàn)橛捕戎凳怯善鹗妓苄宰冃慰沽屠^續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高 1.3力學(xué)性能 2強(qiáng)度 強(qiáng)度：在外力作用下鋼材抵抗變形及破壞的能力。是衡量工件本身承載能力的重要指標(biāo)。萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)拉伸試樣最常用的有抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度。強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 符號b s 定義材料在拉伸斷裂前所能夠承受的最大拉應(yīng)力。鋼材在開始塑性變形時單位面積上所能承受的拉力 計算公式b=Pb/A0 S=PS/A0 應(yīng)力-應(yīng)變、載荷-變形曲線區(qū)別？1.3力學(xué)性能3彈性與塑性 彈性鋼材在載荷作用下產(chǎn)生變形，一旦載荷消失仍能恢復(fù)原狀的性質(zhì)。塑性當(dāng)載荷消失后不能恢復(fù)原狀，而仍保持變

6、形狀態(tài)的性質(zhì)塑性指標(biāo) 延伸率斷面收縮率彎曲角符號單位無無角度測量方法拉伸實(shí)驗(yàn)拉伸實(shí)驗(yàn)冷彎實(shí)驗(yàn)計算公式(L-Lo)/Lo100%(Fo-F)/Fo100%出現(xiàn)第一條裂紋時的角度；如果無裂紋時，一直彎曲到180，按照技術(shù)規(guī)范選取軸的直徑與試樣厚度的比值。1.3力學(xué)性能4韌性在沖擊載荷作用下鋼材抵抗破壞的能力。相同強(qiáng)度下，塑性高的金屬韌性較好。韌性和塑性的區(qū)別？沖擊試驗(yàn)機(jī)如何測定韌性？沖擊試驗(yàn)5 疲勞疲勞： 材料或構(gòu)件在長期交變載荷持續(xù)作用下產(chǎn)生裂紋，直至失效或斷裂的現(xiàn)象。特點(diǎn)：突發(fā)性、低應(yīng)力脆斷提高零件的疲勞強(qiáng)度的方法：減小應(yīng)力集中、表面加工、表面硬度強(qiáng)化定期檢修14工藝性能 機(jī)械切削性能鑄造性能鍛造性能焊接性14工藝性能 141機(jī)械切削性能切削加工金屬材料的難易程度稱為切削加工性能。影響切削加工性能的因素主要有工件的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、硬度、塑性等。14工藝性能141機(jī)械切削性能在生產(chǎn)中，可以采用以下措施改善材料的切削性：1 通過適當(dāng)?shù)臒崽幚?，改善切削?. 通過調(diào)整材料化學(xué)成分，改善切削性 14工藝性能 142鑄造性能鑄造時的流動性、收縮性和偏析的傾向。流動性好，則充滿鑄型的能力好收縮性指鋼材在冷卻和凝固時鋼材體積的收縮把鑄件在凝固后其化學(xué)成分的不均勻性稱為偏析14工藝性能 143鍛造性能金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形