1. 力學(xue)性能(mechanical properties)


  金屬材料(liao)在外力作用下(xia)表(biao)現出來的各種特性(xing),如彈性(xing)、塑(su)性(xing)、韌(ren)性(xing)、強度、硬(ying)度等。


2. 彈性(elasticity)


  金屬材料受外力(li)作用(yong)發生了(le)變形,當去(qu)掉外力(li)后,恢復(fu)原來(lai)(lai)形狀(zhuang)和尺(chi)寸的能力(li),稱(cheng)為(wei)彈(dan)性。金屬材料彈(dan)性的好壞,是通過彈(dan)性極限、比例(li)極限來(lai)(lai)反映的。


  金(jin)屬的彈性,對制(zhi)造彈性零部件具有重(zhong)要意義。


3. 塑性(plasticity)


  金屬(shu)材料在外力作用下產(chan)生(sheng)永久變形(xing)(指去掉(diao)外力后不(bu)(bu)能(neng)恢(hui)復原狀的(de)變形(xing)),但(dan)不(bu)(bu)會被(bei)破壞的(de)能(neng)力,叫(jiao)作塑性。塑性用伸長率、斷面收縮率表示(shi)。


  金屬(shu)的塑性(xing)與變形方(fang)式有(you)關。例如,有(you)些金屬(shu)在(zai)受拉伸變形時要(yao)發生破壞,但受擠壓或模鍛時可(ke)不(bu)發生破裂。


  金(jin)屬(shu)的(de)塑性(xing)是進(jin)行(xing)壓力加工(gong)(gong)、冷(leng)彎工(gong)(gong)藝(yi)等(deng)必須考慮(lv)的(de)重要因(yin)素。另外,適(shi)當(dang)的(de)塑性(xing)對提高金(jin)屬(shu)結(jie)構的(de)安全可靠(kao)性(xing)十分必要。


4. 強度(intensity&strength)


  金屬(shu)(shu)材(cai)料在外力作(zuo)用(yong)下抵(di)抗變形和(he)斷裂的能力稱為強(qiang)度(du)(du)。金屬(shu)(shu)材(cai)料的強(qiang)度(du)(du)是(shi)通(tong)過比例(li)極(ji)限(xian)、彈性極(ji)限(xian)、屈服強(qiang)度(du)(du)、抗拉強(qiang)度(du)(du)等(deng)許多(duo)強(qiang)度(du)(du)指標(biao)來(lai)反(fan)映(ying)的。


  在(zai)外力作用下(xia)工(gong)作的零件(jian)或構(gou)件(jian),其(qi)強度是選用金屬材料的重(zhong)要(yao)依據。


5. 強度極限(ultimate strength)


  強度極限σ在拉伸應力-應變曲線上的(de)最大應力點,單位為MPa。


6. 比例極限(proportional limit)


  在彈性(xing)變(bian)形階段(duan),金屬材料所承(cheng)受(shou)的(de)和應變(bian)能力保持正比的(de)最大(da)應力,稱為(wei)比例(li)極限(xian)。由于比例(li)極限(xian)很(hen)難測定,所以(yi)常常采用(yong)發生很(hen)微小(xiao)的(de)塑性(xing)變(bian)形量的(de)應力值來(lai)表(biao)示(shi),稱為(wei)規(gui)定比例(li)極限(xian)。用(yong)σp表(biao)示(shi),單位為(wei)M(兆帕)。計算公式為(wei):


7. 彈性(xing)極限(elastic limit )


  金(jin)屬能保持彈(dan)性變(bian)形的最大應(ying)力(li),稱為彈(dan)性極限(xian)(xian)。由于彈(dan)性極限(xian)(xian)很難測定,所以常常采用很微(wei)小的塑(su)性變(bian)形量的應(ying)力(li)值(zhi)來(lai)表(biao)示。彈(dan)性極限(xian)(xian)用σ。表(biao)示,單位為MPa(兆帕)。


8. 屈(qu)服極(ji)限(yield limit)與規定的最小屈(qu)服強(qiang)度(SMYS)


  屈服極限用σs表示,指材(cai)(cai)料(liao)的拉伸(shen)應力(li)超過彈性(xing)范圍,開(kai)始發生塑(su)性(xing)變(bian)形時(shi)的應力(li)。有些(xie)材(cai)(cai)料(liao)的拉伸(shen)應力(li)-應變(bian)曲(qu)線并不出現明顯的屈服平臺,即(ji)不能明確地確定其屈服點(dian)。對于此(ci)種情況,工程上規定取試樣產(chan)生0.2%殘余變(bian)形的應力(li)值作為條件屈服極限,用0.2表示,單位為MPa。


  SMYS:規定的(de)最小屈服強(qiang)度(the specified minimum yield strength)。這個詞匯經(jing)常在一些壓(ya)力試驗等(deng)規范內出現。


9. 抗(kang)拉強度(tensile strength)與規定的最小拉伸強度(SMTS)


  金屬(shu)試(shi)樣(yang)拉伸時,在拉斷(duan)前所承受的(de)最(zui)大(da)應力(li),稱為抗拉強度(du)。它表示(shi)金屬(shu)材(cai)料(liao)在拉力(li)作用下抵抗大(da)量塑(su)性變形和破壞的(de)能力(li),抗拉強度(du)以σ表示(shi),單位為MPa。計(ji)算公(gong)式為:試(shi)樣(yang)拉斷(duan)前的(de)最(zui)大(da)負荷)/F。(試(shi)樣(yang)原橫(heng)截面面積)]


  SMTS:規定的最(zui)小拉伸強度(du)(the specified minimum tensile strength)。這(zhe)個(ge)詞(ci)匯經常在一(yi)些壓力試驗等規范內(nei)出現。


10. 抗彎強度(bending strength)


  試樣(yang)在位于兩(liang)支承(cheng)(cheng)中間的集(ji)中負荷(he)作用(yong)下折斷時(shi),折斷橫截面(危險截面)所(suo)承(cheng)(cheng)受的最大正(zheng)應力,稱為抗彎(wan)強(qiang)度(du)。抗彎(wan)強(qiang)度(du)以表示,單(dan)位為MPa。


11. 抗(kang)壓(ya)強度(compressive strength)


  材料在(zai)壓(ya)力作用下不發(fa)生碎裂時所(suo)能(neng)承受的最大正應(ying)力,稱為(wei)抗壓(ya)強(qiang)度。抗壓(ya)強(qiang)度以原(yuan)面積除(chu)負荷(he),單(dan)位為(wei)MPa。


12. 伸長率(elongation percentage)


  金屬在拉伸試驗時,試樣拉斷后,其標(biao)距部分所增(zeng)加的(de)長度與原標(biao)距長度的(de)百分比,稱為(wei)伸長率,以 δ 表示 ,單位為(wei) % 。


13. 斷面收縮率(section shrinkage)


  金屬拉(la)伸(shen)試驗中(zhong),在(zai)斷裂處(chu)試樣(yang)截面(mian)面(mian)積(ji)減小的百分率,稱為斷面(mian)收縮率。以ψ表示,單位為%。


14. 持(chi)久(jiu)極限(endurance lin[持(chi)久(jiu)強度(du)(rupture strength)]


  持(chi)久(jiu)(jiu)極限指金(jin)屬材料在給定溫(wen)(wen)度(du)下,經過一(yi)定時(shi)間(jian)破壞時(shi)所能承(cheng)受的(de)恒定應(ying)(ying)力(li),單位為(wei)MPa。常用符號σb。帶有(you)一(yi)個或兩個指數表(biao)示(shi)(shi),如σb/100,表(biao)示(shi)(shi)在常溫(wen)(wen)下持(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間(jian)為(wei)100h的(de)應(ying)(ying)力(li);σb400/100,表(biao)示(shi)(shi)在試(shi)驗溫(wen)(wen)度(du)400℃時(shi),持(chi)久(jiu)(jiu)時(shi)間(jian)為(wei)100h的(de)應(ying)(ying)力(li),就是所謂高溫(wen)(wen)持(chi)久(jiu)(jiu)強度(du)。


15. 蠕(ru)變極限(creep limit)


  金屬材料在一定溫度和長時(shi)間受力狀態下(xia),即使所受應力小于其屈服強度,但隨(sui)著時(shi)間的增長,也會慢慢地產(chan)生塑性變形,這種現象稱為(wei)蠕變。


  蠕變極限,是指金屬材料在一定溫度和恒定應力下,在規定的時間內的蠕變變形量或蠕變速度不超過某一規定值時所能承受的最大應力,單位為MPa。以伸長率測定蠕變極限時,符號為σ0.2帶有三個指數。如σ0.2 700/100,即表示試驗溫度為700℃時,經100h試驗后,允許伸長率為0.2%時的蠕變極限。此時還必須注明,蠕變極限是按總伸長率或殘余伸長率測得的,在以給定的蠕變速度測定的蠕變極限時,符號σ帶有兩個指數。如σ6001.10-5 ,即表示在試驗溫度為600℃時,蠕變速度為1×10-5%/h的蠕變極限。此時必須注明測得規定蠕變速度的試驗時間。


16. 疲勞極限(fatigue limit)


  金(jin)屬材料在(zai)(zai)受(shou)重(zhong)復或交(jiao)變(bian)應力(li)(li)作(zuo)用時(shi),雖其(qi)所受(shou)應力(li)(li)遠(yuan)小(xiao)于(yu)抗拉強(qiang)度,甚至小(xiao)于(yu)彈性(xing)極限,經(jing)多(duo)次循(xun)環(huan)后,在(zai)(zai)無(wu)顯著外觀(guan)變(bian)形情況下(xia)而會(hui)發(fa)生(sheng)斷裂,這種現象(xiang)稱為疲勞(lao)。金(jin)屬材料在(zai)(zai)重(zhong)復或交(jiao)變(bian)應力(li)(li)作(zuo)用下(xia),經(jing)過周次N的應力(li)(li)循(xun)環(huan)仍不發(fa)生(sheng)斷裂時(shi)所能(neng)承受(shou)最大應力(li)(li)稱為疲勞(lao)極限,以σ-1表(biao)示,單位為MPa。


17. 疲勞強度(fatigue strength)


  金(jin)(jin)屬材料在重復或交(jiao)變應力作(zuo)用(yong)(yong)下(xia),循環一(yi)定周次N后斷裂(lie)時(shi)所能承受的最大應力,叫作(zuo)疲勞(lao)強(qiang)度,以σn表示,單位為(wei)MPa,此時(shi),N稱為(wei)材料的疲勞(lao)壽命。某些金(jin)(jin)屬材料在重復或交(jiao)變應力作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)沒(mei)有明顯的疲勞(lao)極限,常采用(yong)(yong)疲勞(lao)強(qiang)度表示。


18. 沖(chong)擊(ji)吸(xi)收功(impact absorbing energy)或沖(chong)擊(ji)韌性值(impacttoughness)


  金屬材(cai)料對沖擊(ji)(ji)(ji)負(fu)荷的(de)(de)(de)抵抗能力(li)稱為韌(ren)性,通(tong)常用沖擊(ji)(ji)(ji)吸收(shou)功或沖擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性值(zhi)來度量。用一定尺寸和形狀的(de)(de)(de)試(shi)樣,在(zai)規定類型(xing)的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)機上受一次沖擊(ji)(ji)(ji)負(fu)荷折斷時所吸收(shou)的(de)(de)(de)功,稱沖擊(ji)(ji)(ji)吸收(shou)功,以符號A表示,單位為J;試(shi)樣刻槽(cao)處單位面積上所消耗的(de)(de)(de)功,稱為沖擊(ji)(ji)(ji)韌(ren)性值(zhi),以ak表示,單位為kJ/㎡。計(ji)算(suan)公式為:


  在動負(fu)荷下工作(zuo)的金(jin)屬零部件(jian),實(shi)際上很少(shao)受(shou)一(yi)次(ci)超載沖擊被破(po)壞,而(er)是(shi)(shi)受(shou)小能量的多(duo)(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復沖擊才被破(po)壞,因此僅用一(yi)次(ci)消(xiao)耗于(yu)Ak或沖擊韌(ren)性值a4來衡量其抗力(li)是(shi)(shi)不夠準確(que)的,而(er)應以多(duo)(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復沖擊試驗(yan)來度(du)量。據(ju)研究表明,在能量不太大的情(qing)況下,材料承受(shou)多(duo)(duo)(duo)次(ci)重(zhong)復沖擊的能力(li),主要決定(ding)于(yu)強度(du)。


  沖擊吸收(shou)功Ak包括(kuo)以下三部分:①. 消耗(hao)(hao)于試(shi)(shi)樣(yang)彈(dan)性變形(xing)(xing)的(de)彈(dan)性功;②. 消耗(hao)(hao)于試(shi)(shi)樣(yang)塑性變形(xing)(xing)的(de)塑性功;③. 消耗(hao)(hao)于裂紋(wen)開始產生、擴展直至斷裂的(de)撕(si)裂功。


  由于沖(chong)擊功僅為試樣(yang)缺口(kou)附近參(can)加變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)體積所(suo)吸收(shou),而此體積又無法測量,且在同一斷面上每一部分的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)也(ye)不一致,因(yin)此用單位截(jie)面積上的(de)(de)沖(chong)擊功(沖(chong)擊值(zhi))a來判斷沖(chong)擊韌性的(de)(de)方(fang)法在國(guo)內外已逐(zhu)漸淘(tao)汰。


19. 低(di)溫(wen)沖擊(ji)韌性(low temperature impact toughness)和高溫(wen)沖擊(ji)韌性(high temperature impact toughness)


  金屬材料在常溫(wen)(wen)、低溫(wen)(wen)及高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)所測得(de)的沖(chong)(chong)擊吸收功或(huo)沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing)值是不一樣的。低溫(wen)(wen)條件下(xia)測得(de)的沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing),稱為(wei)低溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing);高(gao)溫(wen)(wen)條件下(xia)測得(de)的沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing),稱為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing)。低溫(wen)(wen)或(huo)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)測得(de)的沖(chong)(chong)擊吸收功或(huo)沖(chong)(chong)擊韌性(xing)(xing)值都(dou)要(yao)注(zhu)明試驗溫(wen)(wen)度。


20. 金屬材(cai)料的冷脆(cold brittleness)及脆性轉變溫度


  鋼材在(zai)較低(di)溫度(du)(du)時發生的脆(cui)性(xing)斷裂(lie),通常稱為冷(leng)脆(cui)。材料(liao)發生脆(cui)裂(lie)時的臨界(jie)溫度(du)(du)稱為韌性(xing)-脆(cui)裂(lie)轉變溫度(du)(du),簡稱脆(cui)性(xing)轉變溫度(du)(du)。