金属材料的力学性能

金属材料的力学性能煤化工技术专业教学资源库目录CONTENTS1化工设备常用材料2金属材料的性能3金属材料的力学性能化工设备常用材料01化学工业是多品种的基础工业，为了适应化工生产的多种需要，化工设备的种类很多，设备的操作条件也比较复杂，处理的介质大多数又有腐蚀性，对设备来说，既有温度、压力要求，又有耐腐蚀要求，而且这些要求有时还是相互矛盾的，生产条件又经常变化。这种多样性的操作特点，给化工设备选用材料造成了复杂性。合理选用化工材料是设计化工设备的重要环节。化工设备常用材料PART1化工设备常用材料PART1化工设备常用材料（1）材料品种应符合我国资源和供应情况；（2）材料可靠，能保证使用寿命；（3）要有足够的强度，良好的性和韧性；（4）便于制造加工，焊接性能良好；（5）经济上合算。选用化工材料的一般要求：金属材料的性能02材料的性能工艺性能使用性能制造性能，加工过程特性，铸、锻、焊使用过程表现的特性，力学性能、物理性能、化学性能

金属和合金加工工艺性能是指在保证加工质量的前提下加工过程的难易程度。工艺性能主要有：铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能、热处理性能等。这些性能直接影响化工设备和零部件的制造工艺方法，也是选择材料时必须考虑的因素。工艺性能PART2金属材料的性能a．铸造性

铸造性是指浇注铸件时，材料能充满比较复杂的铸型并获得优质铸件的能力。对金属材料而言，铸造性主要包括流动性、收缩率、偏析倾向等指标。流动性好、收缩率小、偏析倾向小的材料其铸造性也好。对某些工程塑料而言，在其成型工艺方法中，也要求有较好的流动性和小的收缩率。

b．可锻性

可锻性是指材料是否易于进行压力加工的性能。可锻性好坏主要以材料的塑性和变形抗力来衡量。一般来说，钢的可锻性较好，而铸铁不能进行任何压力加工。热塑性塑料可经过挤压和压塑成型。

PART2金属材料的性能c．可焊性可焊性是指材料是否易于焊接在一起并能保证焊缝质量的性能，一般用焊接处出现各种缺陷的倾向来衡量。低碳钢具有优良的可焊性，而铸铁和铝合金的可焊性就很差。某些工程塑料也有良好的可焊性，但与金属的焊接机制及工艺方法并不相同。

d．切削加工性

切削加工性是指材料是否易于切削加工的性能。它与材料种类、成分、硬度、韧性、导热性及内部组织状态等许多因素有关。有利切削的硬度为HB160～230，切削加工性好的材料，切削容易，刀具磨损小，加工表面光洁。金属和塑料相比，切削工艺有不同的要求。PART2金属材料的性能物理性能a.热膨胀性

金属及合金受热时，一般来说体积都要胀大，这一特性称为热膨胀性。b.弹性模数与泊桑比弹性模数是材料在弹性变形范围内，应力和应变成正比，其比例系数称为弹性模数。用以衡量材料产生弹性变形难易程度。泊桑比是拉伸实验中试件单位横向收缩与单位纵向伸长之比。对于各种钢材它近乎为一个常数约为0.3。PART2金属材料的性能PART2金属材料的性能化学性能a.耐腐蚀性

金属和合金对周围介质，如大气、水汽、各种电解质溶液侵蚀的抵抗能力叫做耐腐蚀性。b.抗氧化性

金属和合金抵抗自由氧和其它气体介质如水蒸气、二氧化碳、二氧化硫等的腐蚀能力。金属材料的力学性能03PART3金属材料的力学性能力学性能：材料抵抗外力而不产生超过允许变形或不被破坏的能力。

a、强度：是固体材料在外力作用下抵抗产生朔性变形和断裂的特性。（1）屈服点бs=ps/F金属材料承受载荷作用，当载荷不再增加时，仍句续发生明显的索性变形，这种现象，习惯上称为“屈服”。开始出现索性变形时的应力，称为“屈服点”。（2）抗拉强度бb=pb/F金属材料在受力过程中，从开始加载到发生断裂所能达到的最大应力值，叫做抗拉强度。（3）蠕变强度б

蠕变是指在高温时，在一定的应力下，应变随时间而增加的现象，或者金属在高温和应力作用下逐渐产生变形的现象。（4）疲劳强度б

金属在无数次交变载荷作用下，而不致引起断裂的最大应力。（5）持久强度бp

在给定温度下，促使试样或工件经过一定时间发生断裂的应力叫做持久强度。PART3金属材料的力学性能

b、塑性：是指金属在外力作用下产生塑性变性而不被破坏的能力。（1）延伸率:

试件受力拉断后，总伸长的长度与原始长度之比的百分率，称为延伸率。（2）断面收缩率

试件受力拉断后，断面缩小的面积与原始截面面积比值的百分率，叫做断面收缩率。PART3金属材料的力学性能

c、硬度：是指金属材料表面上不大的体积内抵抗其他更硬物体压入表面发生变形或破裂的能力。常用的硬度指标分为：布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）、维氏硬度（HV）等硬度是材料的重要性能指标之一。一般说来，硬度高强度也高，耐磨性较好大部分金属硬度和强度之间有一定的关系，因而可用硬度近似地估计抗拉强度值

d、冲击韧性：是衡量材料韧性的一个指标。