電焊培訓知識---金屬材料性能
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常用金屬材料的力學性能
所謂力學性能是指金屬在外力作用時表現出來的性能,包括強度、塑性、硬度、韌性及疲勞強度等表示金屬材料各項力學性能的具體數據是通過在專門試驗機上試驗和測定而獲得的。
1.強度是指材料在外力作用下抵抗塑性變形和破裂的能力。抵抗能力越大,金屬材料的強度越高。強度的大小通常用應力來表示,根據載荷性質的不同,強度可分為抗拉強度、抗壓強度、抗剪強度、抗扭強度和抗彎強度。在機械制造中常用抗拉強度作為金屬材料性能的主要指標。
(1)屈服強度鋼材在拉伸過程中當載荷不再增加甚至有所下降時,仍繼續發生明顯的塑性變形現象,稱為屈服現象。材料產生屈服現象時的應力,稱為屈服強度。
有些金屬材料(如高碳鋼、鑄鋼等)沒有明顯的屈服現象,測定a很困難。在此情況下,規定以試樣長度方向產生0.2%塑性變形時的應力作為材料的“條件屈服強度”,或稱屈服極限。屈服強度標志著金屬材料對微量變形的抗力。材料的屈服強度越高,表示材料抵抗微量塑性變形的能力越大,允許的工作應力也越高。因此,材料的屈服強度是機械設計計算時的主要依據之一,評定金屬材料質量的重
(2)抗拉強度鋼材在拉伸時,材料在拉斷前所承受的最大應力,稱為抗拉強度。
抗拉強度是材料在破壞前所能承受的最大應力a的值越大,表示材料抵抗拉斷的能力越大。它也是衡量金屬材料強度的重要指標之一其實用意義是:金屬結構件所承受的工作應力不能超過材料的抗拉強度,否則會產生斷裂,甚至造成嚴重事故。
2.塑性斷裂前金屬材料產生永久變形的能力,稱塑性。一般用拉伸試棒的延伸率和斷面收縮率來衡量
(1)延伸率試樣拉斷后的標距長度伸長量與試樣原始標距長度的比值的百分率,稱為延伸率,用符號8來表示。
斷面收縮率試樣拉斷后截面積的減小量與原截面積之比值的百分率,8和中的值越大,表示金屬材料的塑性越好這樣的金屬可以發生大量塑性變形而不破壞。
(3)冷彎試驗在船舶、鍋爐、壓力容器等工業部門,由于有大量的彎曲和沖壓等冷變
形加工,因此常用冷彎試驗來衡量材料在室溫時的塑性。將試樣在室溫下按規定的彎曲半徑進行彎曲,在發生斷裂前的角度,叫做冷彎角度,用a表示,其單位為度冷彎角度越大,則鋼材的塑性越好。彎曲試驗在檢驗鋼材和焊接接頭性能、質量方面有重要意義。它不僅能考核鋼材和焊接接頭的塑性,而且還可以發現受拉面材料中的缺陷以焊縫、熱影響區和母材三者的變形是否均勻一致。鋼材和焊接接頭的彎曲試驗,根據其受面所處位置不同,有面彎、背彎和側彎試驗。
3.硬度材料抵抗局部變形,特別是塑性變形,壓痕或劃痕的能力稱為硬度硬度是衡量鋼材軟硬的一個指標,根據測量方法不同,其指標可分為布氏硬度(HBS)、洛氏硬度(HR)、維氏硬度(HV)依據硬度值可近似地確定抗拉強度值
4.沖擊韌性金屬材料抗沖擊載荷不致被破壞的性能,稱為韌性,它的衡量指標是沖擊韌性值。沖擊韌性值指試樣沖斷后缺口處單位面積所消耗的功,用符號a表示。a值越大,材料的韌性越好;反之,脆性越大。材料的沖擊韌性值與溫度有關,溫度越低,沖擊韌性值越小
5.疲勞強度金屬材料在無數次重復交變載荷作用下,而不致破壞的最大應力,稱為疲勞強度。實際上并不可能作無數次交變載荷試驗,所以一般試驗時規定,鋼在經受10~103次,有色金屬經受10~10次交變載荷作用時不產生破裂的最大應力,稱為疲勞強度,符號是-1
6.蠕變在長期固定載荷作用下,即使載荷小于屈服強度,金屬材料也會逐漸產生塑性變形的現象稱端變。蠕變極限值越大,材料的使用越可靠。溫度越高或蠕變速度越大,蠕變極限就越小
