钢铁材料的性能

钢铁材料的性能1．物理性能名称代号单位说明1．1密度密度ρg/cm3材料单位体积的质量1．2热性能熔点T℃材料由固体状态转变为液体状态时的熔化温度比热容cJ/（m·K）单位质量的某种物质，在温度升高1℃时吸收的热量或温度降低1℃时所放出的热量热导率λW/（m·K）在单位时间内，当沿着热流方向的单位长度上温度降低1℃时，单位面积容许导过的热量线膨胀系数α110-6/K材料温度升高1℃所增加的长度与原来长度的比值耐热性材料在温度升高时保持其力学性能的能力导热系数k是表示材料进行热传递的能力；等于在传统方向上单位温度梯度下通过单位横断面面积材料的热传递速率质量热容c是表示材料吸收热的能力的参数；等于单位质量（每千克）的物体其温度升高1K所需要的热量热扩散率α是表示在物体的温度场随时间变化时材料导热能力的参数热的放散率系数ξ是表示固态物体辐射热的能力1．3电性能电阻率ρΩ·mm2/m是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长，横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用1单位立方体的两平行端面间的电阻表示电阻温度系数α1/℃温度每升降1℃，材料电阻率的改变量与原电阻率之比电导率λS/m电阻率的倒数叫导电率，在数值上它等于导体维持单位电位梯度时，流过单位面积的电流1．4磁性能磁导率μH/m衡量磁性材料磁化难易程度，即导磁能力的性能指标等于磁性材料之磁感应强度（B）和磁场强度（H）的比值。磁性材料通常分为：软磁材料（μ值甚高，可达数万）和硬磁材料（μ值在1左右）两大类磁感应强度BT特（斯拉）在磁介质中的磁化过程，可以看作在原先的磁场强度（H）上再加上一个由磁化强度（J）所决定的，数量等于4πJ的新磁场，因而在磁介质中的磁场B=H+4πJ，叫磁感应强度磁场强度HA/m导体中通过电流，其周围就产生了磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强度的表征2．力学性能名称代号单位说明2．1强度—在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力；材料单位面积受载荷称应力。极限强度材料抵抗外力破坏作用的最大能力抗拉强度σbMPa外力是拉力时的极限强度，即材料在拉断前承受最大应力值。抗压强度σbcMPa外力是压力时的极限强度抗弯强度σbbMPa外力与材料轴线垂直，并在作用后使材料呈弯曲时的极限强度抗剪强度τMPa外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的极限强度抗扭强度τbMPa外力是扭转时的极限强度屈服点σsMPa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，是金属发生明显塑性变形的抗力。屈服强度σ0。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0.2%永久变形的应力定为屈服点，这称为屈服强度或条件屈服强度持久强度σtTMPa指金属材料在给定温度（T）下，经过规定时间（t，h）发生断裂时，所承受的应力值蠕变强度σδ/tTMPa金属材料在给定温度（T）下和规定的试验时间（t，h）内，使试样产生一定蠕变变形量（δ，%）的应力值2．2弹性—金属材料在外力作用下产生变形，外力去消后又恢复到原来形状和大小的一种特性弹性极限σeMPa金属能保持弹性变形的最大能力比例极限σpMPa在弹性变形阶段，金属材料所受的和应变能保持正比的最大应力弹性模量EMPa金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，既应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为弹性模量2．3塑性—材料受力后产生永久变形而不破坏的能力伸长率（延伸率）δ%金属受外力作用被拉断以后,在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数短试棒求得的伸长率δ5%试棒的标距等于5倍直径为短试棒长试棒求得的伸长率δ10%试棒的标距等于10倍直径为长试棒断面收缩率ψ%金属受外力作用被拉断以后,其横截面的缩小量与原来横截面积相比的百分数2．4韧性—材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力；是材料在破裂前吸收能量和塑性变形的能力冲击吸收功（冲击功）AKuAKvJ一定形状和尺寸的试样在冲击负荷作用下斩断时所吸收的功冲击韧度（冲击值）αKuαKv将冲击吸收功除以试样缺口底部处横截面积所得的商2．5疲劳—金属材料在受重复或交变作用时，虽其所受应力远小于抗拉强度，甚至小于弹性极限，经多次循环后，在无显着外观变形情况下而会发生断裂，这种现象称为疲劳疲劳极限σ-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疲劳强度σNMpa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2．6硬度—材料抵抗更硬物体压入其表面的能力；是表示材料抵制塑性变形的能力，通常用压痕来表示。名称硬度符号测量范围压头类型总负荷/N应用举例布氏硬度HBS≤450钢球与压头球径及材料预期硬度有关退火、正火和调质的钢及有色金属HBW≤650硬质合金球洛氏硬度HRA20～88金刚石圆锥588.4表面硬化钢、硬质合金、压延钢板HRB20～1001.5675mm钢球980.7软钢、铜、镍合金HRC20～70金刚石圆锥1471淬火钢、深层表面硬化钢、调质钢HRD40～77金刚石圆锥980.7HRE70～1003.175mm钢球980.7HRF60～1001.5875mm钢球588.4薄软钢板HRG30～941.5875mm钢球1471HRH80～1003.175mm钢球588.4HRK40～1003.175mm钢球1471维氏硬度HV5～1000金刚石正四棱锥体与材料预期硬度及试样厚度有关可以测定各种材料的硬度，适用于测定表面淬硬及化学热处理表面层深肖氏硬度HSC（目测型）与h/h0比值成正比利用金刚石冲头自一定的高度h0mm落下，撞击金属后，冲头又回跳到某一高度hmm表面光滑的一些精密量具或零件HSD（指示型）3．化学性能名称说明耐腐蚀性金属材料抵抗空气、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力，称为耐腐蚀性。常见的钢铁生锈、铜生铜绿等，就是腐蚀现象。金属材料耐腐蚀性能与许多因素有关，例如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及环境介质和温度条件等抗氧化性金属材料在加热时抵抗氧气氧化作用的能力称抗氧化性化学稳定性金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性总称为化学稳定性。金属材料在高温下的化学稳定性称为热稳定性耐候性金属材料在天然环境中遭受阳光的照射、反复的雨淋以及大气等的作用，将发生腐蚀。耐（抵抗）这种腐蚀的能力，称为耐侯性4．工艺性能名称说明铸造性能金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。金属材料的铸造性能决定于其流动性、收缩性和偏析倾向。流动性指液态金属充满铸型的能力。收缩性是指金属由液态向固态凝固后体积收缩的程度。偏析是指金属凝固后内部产生化学成分和组织上的不均匀现象可锻性能可锻性是指金属材料在压力加工时，能改变形状而不产生裂纹的性能。钢能承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺，表现为良好的的可锻性，而铸铁则几乎没有可锻性，加工时发生裂纹。切削加工性能金属材料的切削加工性系指其接受切削加工的能力，既金属经切削加工成合乎要求的工件的难易程度。一般铸铁比钢的可切削性好，中碳钢比低碳钢的可切削性能好焊接性能又称可焊性，是指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。一般低碳钢具有良好的焊接性，中碳钢中等，高碳钢、高合金钢、铸铁等焊接性能较差热处理性能金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，改变其内部组织而得所需的性能。衡量热处理工艺性能指标有：淬硬性、淬透性、淬火变形及开裂趋势、表面氧化、过热及过烧敏感趋势、回火稳定性、回火脆性等冷弯性能金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。冲压性能金属材料在锻压加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。