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金属材料的主要性能
发布:fasenjixie 浏览:904次

  作为机械设计人员,一定要掌握各种常用材料的性能,这样才能在设计时得心应手的选择合适的材料。下面将对金属材料的主要性能进行描述。

  金属材料的力学性能又称机械性能,是材料在力的作用下所表现出来的性能。力学性能对金属材料的使用性能和工艺性能有着非常重要的影响。金属材料的主要力学性能有:强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等。

  一、强度与塑形

  金属材料的强度和塑形是通过拉伸试验测定出来的。强度是金属材料在力的作用下,抵抗塑形变形和断裂的能力。

  强度有多种判据,工程上以屈服点和抗拉强度最为常用。屈服点:是指拉伸式样产生屈服现象时的应力。拉伸强度:指金属材料在拉断前所能承受的最大应力。屈服点和抗拉强度在选择、评定金属材料及设计机械零件时具有重要意义。由于机器零件或构件工作时,通常不允许发生塑性变形,因此多以屈服点作为强度设计的依据。对于脆性材料,因断裂前基本不发生塑性变形,故无屈服点可言,在强度计算时,则以抗拉强度为依据。

  塑性是指金属材料产生塑性变形而不被破坏的能力,良好的塑性不仅是金属进行轧制、锻造、冲压、焊接的必要条件,而且在使用时万一超载,由于产生塑性变形,能够避免突然断裂。

  二、硬度

  金属材料抵抗局部变形,特别是塑性变形、压痕的能力,称为硬度。硬度是衡量金属软硬的判断。硬度直接影响到材料的耐磨性及切削加工性,因为机械制造中的刃具、量具、模具及工件的耐磨表面都应具有足够的硬度,才能保证其使用性能和寿命。若所加工的金属坯料的硬度过高时,则给切削加工带来困难。

  三、韧性

  金属材料断裂前吸收的变形能量称为韧性。

  四、疲劳强度

  机械上许多零件、如曲轴、齿轮、连杆、弹簧等是在周期性或非周期性动载荷的作用下工作的。这些承受疲劳载荷的零件发生断裂时,其应力往往大大低于该材料的强度极限,这种断裂称作疲劳断裂。

  产生疲劳断裂的原因,一般认为是由于材料含有杂质、表面划痕及其它能引起应力集中的缺陷,导致产生微裂纹。这种微裂纹随应力循环次数的增加而逐渐扩展,致使零件有效截面逐步缩减,直至不能承受所加载荷而突然断裂。

  为了提高零件的疲劳强度,除应改善其结构形状。减少应力集中外,还可采取表面强化的方法,如提高零件的表面质量、喷丸处理、表面热处理等。同时,应控制材料的内部质量,避免气孔。夹杂等缺陷。

  



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