金屬材料的力學(xué)性能

金屬材料的力學(xué)性能煤化工技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫目錄CONTENTS1化工設(shè)備常用材料2金屬材料的性能3金屬材料的力學(xué)性能化工設(shè)備常用材料01化學(xué)工業(yè)是多品種的基礎(chǔ)工業(yè)，為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的多種需要，化工設(shè)備的種類很多，設(shè)備的操作條件也比較復(fù)雜，處理的介質(zhì)大多數(shù)又有腐蝕性，對設(shè)備來說，既有溫度、壓力要求，又有耐腐蝕要求，而且這些要求有時還是相互矛盾的，生產(chǎn)條件又經(jīng)常變化。這種多樣性的操作特點，給化工設(shè)備選用材料造成了復(fù)雜性。合理選用化工材料是設(shè)計化工設(shè)備的重要環(huán)節(jié)?；ぴO(shè)備常用材料PART1化工設(shè)備常用材料PART1化工設(shè)備常用材料（1）材料品種應(yīng)符合我國資源和供應(yīng)情況；（2）材料可靠，能保證使用壽命；（3）要有足夠的強度，良好的性和韌性；（4）便于制造加工，焊接性能良好；（5）經(jīng)濟上合算。選用化工材料的一般要求：金屬材料的性能02材料的性能工藝性能使用性能制造性能，加工過程特性，鑄、鍛、焊使用過程表現(xiàn)的特性，力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能

金屬和合金加工工藝性能是指在保證加工質(zhì)量的前提下加工過程的難易程度。工藝性能主要有：鑄造性能、鍛造性能、焊接性能、切削加工性能、熱處理性能等。這些性能直接影響化工設(shè)備和零部件的制造工藝方法，也是選擇材料時必須考慮的因素。工藝性能PART2金屬材料的性能a．鑄造性

鑄造性是指澆注鑄件時，材料能充滿比較復(fù)雜的鑄型并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。對金屬材料而言，鑄造性主要包括流動性、收縮率、偏析傾向等指標(biāo)。流動性好、收縮率小、偏析傾向小的材料其鑄造性也好。對某些工程塑料而言，在其成型工藝方法中，也要求有較好的流動性和小的收縮率。

b．可鍛性

可鍛性是指材料是否易于進行壓力加工的性能?？慑懶院脡闹饕圆牧系乃苄院妥冃慰沽砗饬?。一般來說，鋼的可鍛性較好，而鑄鐵不能進行任何壓力加工。熱塑性塑料可經(jīng)過擠壓和壓塑成型。

PART2金屬材料的性能c．可焊性可焊性是指材料是否易于焊接在一起并能保證焊縫質(zhì)量的性能，一般用焊接處出現(xiàn)各種缺陷的傾向來衡量。低碳鋼具有優(yōu)良的可焊性，而鑄鐵和鋁合金的可焊性就很差。某些工程塑料也有良好的可焊性，但與金屬的焊接機制及工藝方法并不相同。

d．切削加工性

切削加工性是指材料是否易于切削加工的性能。它與材料種類、成分、硬度、韌性、導(dǎo)熱性及內(nèi)部組織狀態(tài)等許多因素有關(guān)。有利切削的硬度為HB160～230，切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨損小，加工表面光潔。金屬和塑料相比，切削工藝有不同的要求。PART2金屬材料的性能物理性能a.熱膨脹性

金屬及合金受熱時，一般來說體積都要脹大，這一特性稱為熱膨脹性。b.彈性模數(shù)與泊桑比彈性模數(shù)是材料在彈性變形范圍內(nèi)，應(yīng)力和應(yīng)變成正比，其比例系數(shù)稱為彈性模數(shù)。用以衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度。泊桑比是拉伸實驗中試件單位橫向收縮與單位縱向伸長之比。對于各種鋼材它近乎為一個常數(shù)約為0.3。PART2金屬材料的性能PART2金屬材料的性能化學(xué)性能a.耐腐蝕性

金屬和合金對周圍介質(zhì)，如大氣、水汽、各種電解質(zhì)溶液侵蝕的抵抗能力叫做耐腐蝕性。b.抗氧化性

金屬和合金抵抗自由氧和其它氣體介質(zhì)如水蒸氣、二氧化碳、二氧化硫等的腐蝕能力。金屬材料的力學(xué)性能03PART3金屬材料的力學(xué)性能力學(xué)性能：材料抵抗外力而不產(chǎn)生超過允許變形或不被破壞的能力。

a、強度：是固體材料在外力作用下抵抗產(chǎn)生朔性變形和斷裂的特性。（1）屈服點бs=ps/F金屬材料承受載荷作用，當(dāng)載荷不再增加時，仍句續(xù)發(fā)生明顯的索性變形，這種現(xiàn)象，習(xí)慣上稱為“屈服”。開始出現(xiàn)索性變形時的應(yīng)力，稱為“屈服點”。（2）抗拉強度бb=pb/F金屬材料在受力過程中，從開始加載到發(fā)生斷裂所能達(dá)到的最大應(yīng)力值，叫做抗拉強度。（3）蠕變強度б

蠕變是指在高溫時，在一定的應(yīng)力下，應(yīng)變隨時間而增加的現(xiàn)象，或者金屬在高溫和應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生變形的現(xiàn)象。（4）疲勞強度б

金屬在無數(shù)次交變載荷作用下，而不致引起斷裂的最大應(yīng)力。（5）持久強度бp

在給定溫度下，促使試樣或工件經(jīng)過一定時間發(fā)生斷裂的應(yīng)力叫做持久強度。PART3金屬材料的力學(xué)性能

b、塑性：是指金屬在外力作用下產(chǎn)生塑性變性而不被破壞的能力。（1）延伸率:

試件受力拉斷后，總伸長的長度與原始長度之比的百分率，稱為延伸率。（2）斷面收縮率

試件受力拉斷后，斷面縮小的面積與原始截面面積比值的百分率，叫做斷面收縮率。PART3金屬材料的力學(xué)性能

c、硬度：是指金屬材料表面上不大的體積內(nèi)抵抗其他更硬物體壓入表面發(fā)生變形或破裂的能力。常用的硬度指標(biāo)分為：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、維氏硬度（HV）等硬度是材料的重要性能指標(biāo)之一。一般說來，硬度高強度也高，耐磨性較好大部分金屬硬度和強度之間有一定的關(guān)系，因而可用硬度近似地估計抗拉強度值

d、沖擊韌性：是衡量材料韌性的一個指標(biāo)。