化工技能

材料性能的几个概念

读书的时候就对材料部分的知识不太清楚,工作后在为介质选合适管材时也常常挠头,今天先从几个基本概念开始。

材料性能主要包括力学性能、物理性能、化学性能和加工工艺性能等。

  • 1. 力学性能

金属材料在外力作用下抵抗变形或破坏的能力,是决定许用应力的依据。

1.1 强度

材料抵抗外加载荷而不致失效破坏的能力,一般仅指材料在达到允许的变形程度或断裂前所能承受的最大应力。

分类:
按作用力形式:

静强度(抵抗外力)冲击强度(抵抗冲击外力)疲劳强度(抵抗交变外力)

按环境温度:

常温强度,高温强度,低温强度

1.1.1 常温下强度指标

屈服强度

表示材料抵抗开始产生大量塑性变形的应力。

抗拉强度

表示材料抵抗外力而不致断裂的最大应力。


屈强比

屈服强度/抗拉强度

1.1.2 蠕变

金属材料在高温环境长期工作时,在一定应力下,随着时间延长缓慢地不断发生塑性变形的现象

蠕变极限

试样在一定温度下和在规定的持续时间内产生的蠕变变形量(总的或残余的)或II阶段的蠕变速度等于某规定值时的最大应力

1.1.3 疲劳破坏

指金属材料在小于屈服极限的循环载荷长期作用下发生破坏的现象,突然发生。

疲劳极限

金属材料在循环应力下,经受无限次循环而不发生破坏的最大应力。

1.1.4 塑性

材料受力时,当应力超过屈服极限后,能产生显著的变形而不发生断裂的性质。

指标:

伸长率

反映材料均匀变形的能力。以试件拉断后,总伸长的长度与原始长度的比值表示。

断面收缩率

反映材料局部变形的能力。以试件拉断后,断面缩小的面积与原始面积的比值。

1.1.5 硬度

固体材料对歪解物体机械作用(如压陷、刻划)的局部抵抗能力,反应材料弹性、强度、塑性等的综合指标。硬度高的材料强度高,耐磨性能好,切削加工性能差。

1.1.6 冲击韧性

以使其破坏所消耗的功或吸收的能除以试件的截面积来衡量,材料在外加动载荷突然袭击时的一种及时并迅速变形的能力

  • 2. 加工性能

2.1 可铸造性能

指液体金属的流动性和凝固过程中的收缩和偏析倾向(合金凝固时化学成分的不均匀析出成为偏析)。

流动性好的金属充满铸性,能浇铸较薄的与形状复杂的铸件。


低碳钢>合金钢、高碳钢

2.2 可锻造性能

指金属承受压力加工(锻造)而变形的能力。

塑性好的材料,锻压所需外力小,可锻造性能好。


低碳钢>高碳钢>合金钢>铸铁

2.3 可焊接性能

能用焊接方法使两块金属牢固的联接,且不发生裂纹,具有与母体材料相当的强度。


低碳钢>铸铁、铝合金

2.4 可切削加工性能

指金属是否易于切削。

表现为刀具寿命长,切屑易于折断脱落,切削后表面光洁。


灰铸铁、碳钢较好

材料的物理性能包括密度、熔点、比热容、导热率、线胀系数、导热性等;化学性能的主要指标有耐腐蚀性和抗氧化性,暂不做介绍。

2 Comments

  1. 杨亚洲

    四层相识😹

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