金屬材料的力學(xué)性能

  任何機(jī)械零件或工具,在使用過程中,往往要受到各種形式外力的作用。如起重機(jī)上的鋼索,受到懸吊物拉力的作用;柴油機(jī)上的連桿,在傳遞動力時,不僅受到拉力的作用,而且還受到?jīng)_擊力的作用;軸類零件要受到彎矩、扭力的作用等等。這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械荷而不超過許可變形或不破壞的能力。這種能力就是材料的力學(xué)性能。金屬表現(xiàn)來的諸如彈性、強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性等特征就是用來衡量金屬材料材料在外力作用下表現(xiàn)出力學(xué)性能的指標(biāo)。

  1.強(qiáng)度

  強(qiáng)度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。強(qiáng)度指標(biāo)一般用單位面積所承受的載荷即力表示,符號為σ,單位為MPa。

  工程中常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下,產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力,或開始出現(xiàn)塑性變形時的最低應(yīng)力值,用σs表示??估瓘?qiáng)度是指金屬材料在拉力的作用下,被拉斷前所能承受的最大應(yīng)力值,用σb表示。

  對于大多數(shù)機(jī)械零件,工作時不允許產(chǎn)生塑性變形,所以屈服強(qiáng)度是零件強(qiáng)度設(shè)計的依據(jù);對于因斷裂而失效的零件,而用抗拉強(qiáng)度作為其強(qiáng)度設(shè)計的依據(jù)。

  2.塑性

  塑性是指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不斷裂的能力

  工程中常用的塑性指標(biāo)有伸長率和斷面收縮率。伸長率指試樣拉斷后的伸長量與原來長度之比的百分率,用符號δ表示。斷面收縮率指試樣拉斷后,斷面縮小的面積與原來截面積之比,用ψ表示。

  伸長率和斷面收縮率越大,其塑性越好;反之,塑性越差。良好的塑性是金屬材料進(jìn)行壓力加工的必要條件,也是保證機(jī)械零件工作安全,不發(fā)生突然脆斷的必要條件。

  3.硬度

  硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物體壓入的能力。硬度的測試方法很多,生產(chǎn)中常用的硬度測試方法有布氏硬度測試法和洛氏硬度試驗方法兩種。

 ?。ㄒ唬┎际嫌捕仍囼灧?br />   布氏硬度試驗法是用一直徑為D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球作為壓頭,在載荷P的作用下壓入被測試金屬表面,保持一定時間后卸載,測量金屬表面形成的壓痕直徑d,以壓痕的單位面積所承受的平均壓力作為被測金屬的布氏硬度值。

  布氏硬度指標(biāo)有HBS和HBW,前者所用壓頭為淬火鋼球,適用于布氏硬度值低于450的金屬材料,如退火鋼、正火鋼、調(diào)質(zhì)鋼及鑄鐵、有色金屬等;后者壓頭為硬質(zhì)合金,適用于布氏硬度值為450~650的金屬材料,如淬火鋼等。 布氏硬度測試法,因壓痕較大,故不宜測試成品件或薄片金屬的硬度。
 ?。ǘ┞迨嫌捕仍囼灧? 洛氏硬度試驗法是用一錐頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為 1.558mm(1/16英寸)的淬火鋼球為壓頭,以一不定的載荷壓入被測試金屬材料表面,根據(jù)壓痕深度可直接在洛氏硬度計的指示盤上讀出硬度值。常用的洛氏硬度指標(biāo)有HRA、HRB和HRC三種。

  采用120°金剛石圓錐體為壓頭,施加壓為600N時,用HRA表示。其測量范圍為60~85,適于測量合金、表面硬化鋼及較薄零件。

  采用 Φ1.588mm淬火鋼球為壓頭,施加壓力為1000N時,用HRC表示,其測量硬度值范圍為25~100,適于測量有色金屬、退火和正火鋼及鍛鐵等。

  采用120°金剛石圓錐體為壓頭,施加壓力為1500N時,用HRC表示,其測量硬度值范圍為20~67,適于測量淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼等。

  洛氏硬度測試,操作迅速、簡便,且壓痕小不損傷工件表面,故適于成品檢驗。

  硬度是材料的重要力學(xué)性能指標(biāo)。一般材料的硬度越高,其耐磨性越好。材料的強(qiáng)度越高,塑性變形抗力越大,硬度值也越高。

  4.沖擊韌性

  金屬材料抵抗沖擊載荷的能力稱為沖擊韌性,用ak表示,單位為J/cm2。 沖擊韌性常用一次擺錘沖擊彎曲試驗測定,即把被測材料做成標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣,用擺錘一次沖斷,測出沖斷試樣所消耗的沖擊AK,然后用試樣缺口處單位截面積F上所消耗的沖擊功ak表示沖擊韌性。

  ak值越大,則材料的韌性就越好。ak值低的材料叫做脆性材料,ak值高的材料叫韌性材料。很多零件,如齒輪、連桿等,工作時受到很大的沖擊載荷,因此要用ak值高的材料制造。鑄鐵的ak值很低,灰口鑄鐵ak值近于零,不能用來制造承受沖擊載荷的零件。

  法鋼特種鋼材(上海)有限公司是中國最專業(yè)的高強(qiáng)度耐磨板供應(yīng)商之一,是集高強(qiáng)度耐磨板的國際貿(mào)易、保稅銷售、國內(nèi)銷售、倉儲配送、鋼板加工、耐磨零配件設(shè)計和制作業(yè)務(wù)為一體的綜合性企業(yè)。法鋼經(jīng)營日本JFE-EVERHARD(EH)系列高強(qiáng)度耐磨板和德國DILLIDUR系列高強(qiáng)度耐磨板。最佳的鋼板品質(zhì),優(yōu)秀的方案設(shè)計,嚴(yán)格的質(zhì)量管理,完善的售后服務(wù),誠信的經(jīng)營理念,良好的客戶口碑,合理的產(chǎn)品價格,法鋼富有經(jīng)驗的銷售、技術(shù)、制造團(tuán)隊時刻準(zhǔn)備著為您提供“耐磨之道”。