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          鋼鐵材料的實用性能表
          雙擊自動滾屏 發(fā)布者:管理員 發(fā)布時間:2011/4/13 閱讀:2234次 【字體:

           

          1.物理性能

          鋼鐵材料的物理性能

           

          量的符號

          單位符號

             

          1.密度

          P

          gcm³

          密度就是某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量

           2.

          (1)熔點

           

          金屬材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時的熔化溫度

          (2)比熱容

          c

          J(kg·K)

          單位質(zhì)量的某種物質(zhì),在溫度升高1°C時吸收的熱或溫度降低1°C時所放出的熱量

          (3)熱導率

          ג

          W(m·K)

          在單位時間內(nèi),當沿著熱流方向的單位長度上溫度降低1°C時,單位面積容許導過的熱量

          (4)線脹系數(shù)

          ªL

          10-6K

          金屬溫度每升高1°C所增加的長度與原來長度的比值

           3.

          (1)電阻率

          ρ

          0·m

          是表示物體導電性能的一個參數(shù)。它等于1m長,橫截面積為1mm2的導線兩端間的電阻。也可用一個單位立方體的兩平行端面間的電阻表示

          (2)電阻溫度系數(shù)

          ªρ

          1

          溫度每升降1°C,材料電阻率的改變量與原電阻率之比,稱為電阻溫度系數(shù)

          (3)電導率

          k

          Sm或%IACS

          電阻率的倒數(shù)叫電導率。在數(shù)值上它等于導體維持單位電位梯度時,流過單位面積的電流

           4.

          磁性能

          (1)磁導率

          µ

          Hm

          是衡量磁性材料磁化難易程度的性能指標,它是磁性材料中的磁感應(yīng)強度(B)和磁場強度(H)的比值。磁性材料通常分為:軟磁材料值甚高,可達數(shù)萬)和硬磁材料值在1左右)兩大類

          (2)磁感應(yīng)強度

          B

          T

          在磁介質(zhì)中的磁化過程,可以看作在原先的磁場強度(H)上再加上一個由磁化強度(J)所決定的,數(shù)量等于4лJ的新磁場,因而在磁介質(zhì)中的磁場B=H+4лJ,叫作磁感應(yīng)強度

          (3)磁場強度

          H

          Am

          導體中通過電流,其周圍就產(chǎn)生了磁場。磁場對原磁矩或電流產(chǎn)生作用力的大小為磁場強度的表征

          (4)矯頑力

          Hс

          Am

          樣品磁化到飽和后,由于有磁滯現(xiàn)象,欲使磁感應(yīng)強度減為零,須施加一定的負磁場見,見就稱為矯頑力

          (5)鐵損

          P

          Wkg

          鐵磁材料在動態(tài)磁化條件下,由于磁滯和渦流效應(yīng)所消耗的能量

          2.力學性能

          鋼鐵材料的力學性能

           

          量的符號

          單位符號

             

           

           

           

           

          強度指金屬在外力作用下,抵抗塑性變形和斷裂的能力

          1.

          1)抗拉強度

          ób

           

          金屬試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大負荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強度

          ób=Pb/Fo

          式中 Pb——試樣拉斷前的最大負荷(N)

                  Fo——試樣原橫截面積(mm2)

          2)抗彎強度

          óbb

          MPa

          試樣在位于兩支承中間的集中負荷作用下,使其折斷時,折斷截面所

          承受的最大正壓力

          對圓試樣:óbb=8PL/Лd³;

          對矩形試樣:óbb=3PL/2bh²

          式中  P——試樣所受最大集中載荷(N)

                   L——兩支承點間的跨距(mm)

                   d——圓試樣截面之外徑(mm)

                   b——矩形截面試樣之寬度(mm)

                   h——矩形截面試樣之高度(mm)

          3)抗壓強度

          óbc

          MPa

          材料在壓力作用下不發(fā)生碎、裂所能承受的最大正壓力,稱為抗壓強度

          óbc=Pbc/Fo

          式中 Pbc—試樣所受最大集中載荷(N

                  Fo—試樣原截面積(mm²         

          4)抗剪強度

          MPa

          試樣剪斷前,所承受的最大負荷下的受剪截面具有的平均剪應(yīng)力

          雙剪:ó=P/2F;單剪:ó=P/Fo

          式中  P—剪切時的最大負荷(N

                  Fo—受檢部位的原橫截面積(mm²)

          5)抗扭強度

           

          MPa

          指外力是扭轉(zhuǎn)力的強度極限  

          b≈3Mb/4Wp(適用于鋼材)

          b≈Mb/Wp(適用于鑄鐵)

          式中 Mb—扭轉(zhuǎn)力矩(N•mm

                  Wp—扭轉(zhuǎn)時試樣截面的極斷面系數(shù)(mm² 

          6)屈服點

          ós

          MPa

          金屬試樣在拉伸過程中,負荷不再增加,而試樣仍繼續(xù)發(fā)生變形的現(xiàn)象稱為屈服。發(fā)生屈服現(xiàn)象時的應(yīng)力,稱為屈服點或屈服極限

          Ós=Ps/Fo           

          式中 Ps——屈服載荷(N)

                  Fo——試樣原橫截面積(mm2)

           

           

          7)屈服強度

          ó0.2

          MPa

            對某些屈服現(xiàn)象不明顯的金屬材料,測定屈服點比較困難,常把產(chǎn)生O2%永久變形的應(yīng)力定為屈服點,稱為屈服強度或條件屈服極限

                     ó0.2=P0.2/Fo

          式中  P0. 2——試樣產(chǎn)生永久變形為0.2%時的載荷(N)

                   Fo——試樣原橫截面積(mm2)

          8)持久強度

          ób/時間(h

          MPa

          金屬材料在高溫條件下。經(jīng)過規(guī)定時間發(fā)生斷裂時的應(yīng)力稱為持久強度。通常所指的持久強度,是在一定的溫度條件下,試樣經(jīng)l05h后的斷裂強度

          9)蠕變強度

          溫度ó 

          應(yīng)變量/時間

           

          MPa

          金屬材料在高于一定溫度下受到應(yīng)力作

          用,即使應(yīng)力小于屈服強度,試件也會隨著時間的增長而緩慢地產(chǎn)生塑性變形,此種現(xiàn)象稱為蠕變。在給定溫度下和規(guī)定的時間內(nèi),使試樣產(chǎn)生一定蠕變變形量的應(yīng)力稱為蠕變強度,例如

                    500

           ó----------------- =100MPa  

                 1/100000

          ,表示材料在500%溫度下,105h后應(yīng)變量為l%的蠕變強度為100MPa。蠕變強度是材料在高溫下長期負荷下對塑性變形抗力的性能指標

          2.

           

           

           

          彈性是指金屬在外力作用下產(chǎn)生變形,當外力取消后又恢復到原來的形狀和大小的一種特性

          1)彈性模量

          E

          GPa

          在彈性范圍內(nèi),金屬拉伸試驗時,外力和變形成比例增長,即應(yīng)力與應(yīng)變成正比關(guān)系時,這個比例系數(shù)就稱為彈性模量,也叫正彈性模數(shù)

          2)切變模量

          G

          GPa

          金屬在彈性范圍內(nèi),當進行扭轉(zhuǎn)試驗時,外力和變形成比例地增長,即應(yīng)力與應(yīng)變成正比例關(guān)系時,這個比例系數(shù)就稱為切變模量

          3)彈性極限

          óe

          MPa

          金屬能保持彈性變形的最大應(yīng)力,稱為彈性極限

          4)比例極限

          óp

          MPa

          在彈性變形階段。金屬材料所承受的和應(yīng)變能保持正比的最大應(yīng)力,稱為比例極限

          óp=Pp/Fo

          式中 Pp——規(guī)定比例極限負荷(N)

                  Fo——試樣原橫截面積(mm2)

          3.

           

           

           

           

          所謂塑性是指金屬材料在外力作用下,產(chǎn)生永久變形而不致破裂的能

          1)伸長率

          ó

          金屬材料在拉伸時,試樣拉斷后,其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比。δ5是標距為5倍直徑時的伸長率,δ10是標距為10倍直徑時的伸長率

           

          2)斷面收縮率

          ψ

          金屬試樣拉斷后,其縮頸處橫截面積的最大縮減量與原橫截面積的百分比

          3)泊松比

          μ

           

          對于各向同性的材料,泊松比表示:試樣在單向拉伸時,橫向相對收縮量與軸向相對伸長量之比

          μ=E/2G-1

          式中  E——彈性模量(GPa)

                  G——切變模量(GPa)

          4.

           

           

           

          所謂韌性是指金屬材料在沖擊力(動力載荷)的作用下而不破壞的能力

          1)沖擊韌度

          akuaKV

          Jcm2

          沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下受沖擊抗力的力學性能指標,通常都是以大能量的一次沖擊值(akuaKV)作為標準的。它是采用一定尺寸和形狀的標準試樣,在擺錘式一次沖擊試驗機上來進行試驗。試驗結(jié)果,以沖斷試樣上所消耗的功(AKUAKv)與斷面處橫截面積(F)之比值大小來衡量

          2)沖擊吸收功

          AKuAKV

          J

          由于ak值的大小,不僅取決于材料本身,同時還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化,因而ak值只是一個相對指標。目前國際上許多國家直接采用沖擊吸收功Ak作為沖擊韌度的指標

          aku=AKu/FaKV=AKV/F

          式中  aku——夏比u形缺口試樣沖擊值(Jcm2) aKV——夏比V形缺口試樣沖擊值(Jcm2) AKU——夏比u形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功(J)

                  AKV——夏比v形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功(J)

                  F——試樣缺口處的橫截面積(cm2)

          5.

           

           

           

          金屬材料在極限強度以下,長期承受交變負荷(即大小、方向反復變化的載荷)的作用。在不發(fā)生顯著塑性變形的情況下而突然斷裂的現(xiàn)象,稱為疲勞

          1)疲勞極限

          ó-1

          MPa

          金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下,經(jīng)過周次(N)的應(yīng)力循環(huán)仍不發(fā)生斷裂時所能承受的最大應(yīng)力稱為疲勞極限

          2)疲勞強度

          óN

          MPa

          金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下,循環(huán)一定周次(N)后斷裂時所能承受的最大應(yīng)力,叫作疲勞強度。此時,N稱為材料的疲勞壽命。某些金屬材料在重復或交變應(yīng)力作用下。沒有明顯的疲勞極限,常用疲勞強度表示

          6.

           

           

           

           

           

           

          硬度就是指金屬抵抗更硬物體壓人其表面的能力。硬度不是一個單純的物理量,而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標

          1)布氏硬度

          HBS

          HBW

          用一定直徑的球體(鋼球或硬質(zhì)合金球)以相應(yīng)的試驗力壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的保持時間后,卸除試驗力,測表面壓痕直徑計算的硬度值。使用鋼球測定硬度小于等于450°;使用硬質(zhì)合金球測定硬度大于450HBW

           

           

           

           

          2)洛氏硬度

          HRA

          14RB

          HRC

          HRD

          HRE

          HRF

          HRG

          HRH

          HRK

           

           

           

           

          用金剛石圓錐或鋼球壓頭以初始試驗力和總試驗力作用下,壓入試

          樣表面,經(jīng)規(guī)定的保持時間后,卸除主試驗力,測殘余壓痕深度增

          量計算的硬度值。

          洛氏硬度試驗分ABCDEFGHK標尺

          3)維氏硬度

          HV

           

          用金剛石正四棱體壓頭以49.03980.7N的試驗力壓入試樣表面,經(jīng)規(guī)定的保持時間后,卸除試驗力,測壓痕對角線長度計算的硬度值

          4)肖氏硬度

          HSC  

          HSD

           

          用金剛石或鋼球沖頭從一定高度落到試樣表面,測沖頭回跳高度計算硬度值。用目測型硬度計的硬度符號為HSC,指示型硬度計的硬度符號為HSD

          7.

          耐磨

          1)摩擦因數(shù)

          µ

           

          相互接觸的物體,當作相對移動時就會引起摩擦,引起摩擦的阻力稱為摩擦力。根據(jù)摩擦定律,通常把摩擦力(F)與施加在摩擦部

          位上的垂直載荷(N)的比值,稱為摩擦因數(shù)μ=F/N

          式中 F——摩擦力(N)

                  F——施加在摩擦部件上的垂直載荷(N)

          2)磨耗量

          W

          V

          g /cm3

          試樣在規(guī)定試驗條件下經(jīng)過一定時間或一定距離摩擦之后,以試樣被磨去的重量(g)或體積(cm3)之量,稱為磨耗量(或磨損量),以磨去重量表示者稱為重量磨耗形,用磨去體積表示者稱為體積磨耗V

          3)相對耐磨系數(shù)

          ε

           

          在模擬耐磨試驗機上,采用65Mn(5253HRC)作為標準試樣,在相同條件下,標準試樣的絕對磨耗量與被測定材料的絕對磨耗量之比,稱為被測材料的相對耐磨系數(shù)

          3.化學性能

          鋼鐵材料的化學性能

           

          量的符號

          單位符號

             

          1.

           

           

           

           

          耐腐蝕性是指金屬材料抵抗周圍介質(zhì)(大氣、水蒸氣、有害氣體、酸、堿、鹽等)腐蝕作用的能力。金屬的耐腐蝕性與許多因素有關(guān),如金屬的化學成分、加工性質(zhì)、熱處理條件、組織狀態(tài)以及介質(zhì)和溫度等

          (1)化學腐蝕

           

           

          化學腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)直接起化學作用的結(jié)果。它包括氣體腐蝕和金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕兩種形式。其特點是:腐蝕過程不產(chǎn)生電流;且腐蝕產(chǎn)物沉積在金屬表面

          (2)電化學腐蝕

           

           

          金屬與酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液接觸時發(fā)生作用而引起的腐蝕,稱為電化學腐蝕。它的特點是腐蝕過程中有電流產(chǎn)生,其腐蝕產(chǎn)物(鐵銹)不覆蓋在作為陽極的金屬表面上,而是在距離陽極金屬的一定距離處

          (3)一般腐蝕

           

           

          這種腐蝕是均勻地分布在整個金屬內(nèi)外表面上,使截面不斷減小,最終使受力件破壞

          (4)晶間腐蝕

           

           

          這種腐蝕在金屬內(nèi)部沿晶粒邊緣進行.通常不引起金屬外形的任何變化,往往使設(shè)備或機件突然破壞

          (5)點腐蝕

           

           

          這種腐蝕集中在金屬表面不大的區(qū)域內(nèi).并迅速向深處發(fā)展,最后穿透金屬,是一種危害較大的腐蝕破壞

          (6)應(yīng)力腐蝕

           

           

          是指在靜應(yīng)力(金屬的內(nèi)外應(yīng)力)作用下,金屬在腐蝕介質(zhì)中所引起的破壞。這種腐蝕一般穿過晶粒,即所謂穿晶腐蝕

          (7)腐蝕疲勞

           

           

          指在交變應(yīng)力作用下,金屬在腐蝕介質(zhì)中所引起的破壞。它也是一種穿晶腐蝕

          (8)腐蝕速度

           

          Mg/(dm²·d)

          g/(m²·d)

          單位面積的金屬材料在單位時間內(nèi)經(jīng)腐蝕之后的失重,稱為腐蝕速度

          (9)腐蝕率

          R

          mm/a

          金屬材料在單位時間內(nèi)腐蝕掉的材料深度稱為腐蝕率

          2.抗氧化性

           

          g/(cm².h)

          mm/a

          金屬材料在室溫或高溫下抵抗氧化的能力。金屬的氧化過程實際上是屬于化學腐蝕的一種形式。它可直接用一定時間內(nèi),金屬表面經(jīng)腐蝕之后重量損失的大小,即用金屬減重的速度表示

          3.化學穩(wěn)定性

           

           

          系指金屬材料的耐腐蝕性和抗氧化性的總稱。金屬材料在高溫下的化學穩(wěn)定性叫作熱穩(wěn)定性





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