钢铁材料的力学性能

表l一31钢铁材料的力学性能名称量的符号单位符号含义强度指金属在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力1强度1)抗拉强度6b金属试样拉伸时，在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度6b=Pb/Fo式中Pb——试样拉断前的最大负荷(N)Fo 试样原横截面积(mm2)2)抗弯强度obbMPa试样在位于两支承中间的集中负荷作用下，使其折断时，折断截面所承受的最大正压力对圆试样：6bb=8PL/^d3对矩形试样：6bb=3PL/2bh2式中P——试样所受最大集中载荷(N)L——两支承点间的跨距(mm)d 圆试样截面之外径(mm)b 矩形截面试样之宽度(mm)h 矩形截面试样之高度(mm)3)抗压强度6bcMPa材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力，称为抗压强度6bc=Pbc/Fo式中Pbc一试样所受最大集中载荷(N)Fo—试样原截面积(mm2)4)抗剪强度<MPa试样剪断前，所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均剪应力双剪：6<=P/2F;单剪：6<=P/Fo式中P一剪切时的最大负荷(N)Fo—受检部位的原横截面积(mm2)5)抗扭强度MPa指外力是扭转力的强度极限b~3Mb/4Wp(适用于钢材)b~Mb/Wp(适用于铸铁)式中Mb一扭转力矩(N・mm)Wp—扭转时试样截面的极断面系数(mm2)6)屈服点6sMPa金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限Os=Ps/Fo式中Ps——屈服载荷(N)Fo 试样原横截面积(mm2)7)屈服强度60.2MPa对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生O.2%永久变形的应力定为屈服点，称为屈服强度或条件屈服极限60.2=P0.2/Fo式中P0.2——试样产生永久变形为0.2%时的载荷(N)Fo 试样原横截面积(mm2)8)持久强度6b/时间(h)MPa金属材料在高温条件下。经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度，是在一定的温度条件下，试样经l05h后的断裂强度9)蠕变强度温度6应变量/时间MPa金属材料在高于一定温度下受到应力作用，即使应力小于屈服强度，试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形，此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内，使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度，例如5006 =100MPa1/100000

，表示材料在500%温度下，105h后应变量为1%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标2弹性弹性是指金属在外力作用下产生变形，当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性1)弹性模量EGPa在弹性范围内，金属拉伸试验时，外力和变形成比例增长，即应力与应变成正比关系时，这个比例系数就称为弹性模量，也叫正弹性模数2)切变模量GGPa金属在弹性范围内，当进行扭转试验时，外力和变形成比例地增长，即应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为切变模量3)弹性极限6eMPa金属能保持弹性变形的最大应力，称为弹性极限4)比例极限opMPa在弹性变形阶段。金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力，称为比例极限6p=Pp/Fo式中Pp——规定比例极限负荷(N)F 试样原横截面积(mm2)3塑性所谓塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久变形而不致破裂的能力1)伸长率6%金属材料在拉伸时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。55是标距为5倍直径时的伸长率，510是标距为10倍直径时的伸长率2)断面收缩率w%金属试样拉断后，其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比3)泊松比色对于各向同性的材料，泊松比表示：试样在单向拉伸时，横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比g=E/2G-1式中E——弹性模量(GPa)G——切变模量(GPa)4韧性所谓韧性是指金属材料在冲击力(动力载荷)的作用下而不破坏的能力1)冲击韧度a血或aKVJ/cm2冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标，通常都是以大能量的一次冲击值(a血或aKV)作为标准的。它是采用一定尺寸和形状的标准试样，在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果，以冲断试样上所消耗的功(Aku或AKv)与断面处横截面积(F)之比值大小来衡量2)冲击吸收功AKu或AKVJ由于ak值的大小，不仅取决于材料本身，同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化，因而ak值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功Ak作为冲击韧度的指标aku=AKu/F;aKV=AKV/F式中a血——夏比u形缺口试样冲击值(J/cm2)aKV——夏比V形缺口试样冲击值(J/cm2)Aku——夏比u形缺口试样冲断时所消耗的冲击功(J)Akv——夏比v形缺口试样冲断时所消耗的冲击功(J)F——试样缺口处的横截面积(cm2)5疲劳金属材料在极限强度以下，长期承受交变负荷(即大小、方向反复变化的载荷)的作用。在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象，称为疲劳1)疲劳极限6-1MPa金属材料在重复或交变应力作用下，经过周次(N)的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限2)疲劳强度6nMPa金属材料在重复或交变应力作用下，循环一定周次(N)后断裂时所能承受的最大应力，叫作疲劳强度。此时，N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下。没有明显的疲劳极限，常用疲劳强度表示6硬度就是指金属抵抗更硬物体压人其表面的能力。硬度不是一个单纯的

硬度物理量，而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标1)布氏硬度HBSHBW用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450°；使用硬质合金球测定硬度大于450HBW2)洛氏硬度HRA14RBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下，压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除主试验力，测残余压痕深度增量计算的硬度值。洛氏硬度试验分A、B、C、D、E、F、G、H、K标尺3)维氏硬度HV用金刚石正四棱体压头以49.03〜980.7N的试验力压入试样表面，经规定的保持时间后，卸除试验力，测压痕对角线长度计算的硬度值4)肖氏硬度HSCHSD用金刚石或钢球冲头从一定高度落到试样表面，测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为HSC，指示型硬度计的硬度符号为HSD7减摩、耐磨性1)摩擦因数P相互接触的物体，当作相对移动时就会引起摩擦，引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律，通常把摩擦力(F)与施加在摩擦部位上的垂直载荷(N)的比值，称为摩擦因数g=F/N式中F——摩擦力(N)F——施加在摩擦部件上的垂直载荷(N)2)磨耗量WVgcm3试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后，以试样被磨去的重量您)或体积(cm3)之量，称为磨耗量(或磨损量)，以磨去重量表示者称为重量磨耗形，用磨去体积表示者称为体积磨耗V3)相对耐磨系数8在模拟耐磨试验机上，采用65Mn(52〜53HRC)作为标准试样，在相同条件下，标准试样的绝对磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比，称为被测材料的相对耐磨系数表1—32钢铁材料的化学性能名称量的符号单位符号含义1.耐腐蚀性耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质(大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等)腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀性与许多因素有关，如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等(1)化学腐蚀化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是：腐蚀过程不产生电流；且腐蚀产物沉积在金属表面(2)电化学腐蚀金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的腐蚀，称为电化学腐蚀。它的特点是腐蚀过程中有电流产生，其腐蚀产物(铁锈)不覆盖在作为阳极的金属表面上，而是在距离阳极金属的一定距离处(3)一般腐蚀这种腐蚀是均匀地分布在整个金属内外表面上，使截面不断减小，最终使受力件破坏⑷晶间腐蚀这种腐蚀在金属内部沿晶粒边缘进行.通常不引起金属外形的任何变化，往往使设备或机件突然破坏

(5)点腐蚀这种腐蚀集中在金属表面不大的区域内.并迅速向深处发展，最后穿透金属，是一种危害较大的腐蚀破坏(6)应力腐蚀是指在静应力(金属的内外应力)作用下，金属在腐蚀介质中所引起的破坏。这种腐蚀一般穿过晶粒，即所谓穿晶腐蚀(7)腐蚀疲劳指在交变应力作用下，金属在腐蚀介质中所引起的破坏。它也是一种穿晶腐蚀(8)腐蚀速度mg/(dm2-d)或g/(m2-d)单位面积的金属材料在单位时间内经腐蚀之后的失重，称为腐蚀速度