金属的性能2洛氏硬度.PPT

第一章 金属的性能 第一章 金属的性能 郑宗河 第一节 金属的物理、化学性能 第二节 金属的力学性能 第三节 金属的工艺性能 第一节 金属的物理、化学性能 各种规格 的传输电缆 导电性是金属的一种物理特性。铜具有优越的导电性，且化学稳定性良好，因此是传输电缆最常用的制造材料，如图所示。 导电性是金属众多性能之一，掌握金属的性能特点在实际生产中具有重要意义。 第一节 金属的物理、化学性能 一、金属的物理性能 1．密度 密度是物质单位体积的质量。不同金属的密度是不同的。一般将密度小于4.5×103kg/m3的金属称为轻金属，密度大于4.5×103 kg/m3 的金属称为重金属。 常用金属的物理性能 2．熔点 熔点——金属及其合金从固体状态向液体状态转变时的熔化温度。金属都有固定的熔点。 3．导热性 导热性——金属能传导热的性能。一般情况下，金属的导热性比非金属好。 4．导电性 导电性——金属能传导电流的性能。金属是良好导体。金属导电性的好坏取决于它的热导率。 5．热膨胀性 热膨胀性——金属材料的体积随着温度变化而膨胀、收缩的特性。一般情况下，金属加热时体积胀大，冷却时体积缩小。 6．磁性 磁性——金属能导磁的性能。具有磁性的金属都能被磁铁吸引。金属材料根据其在磁场中受到磁化程度的不同，可分为铁磁性材料、顺磁性材料和抗磁性材料三种。 二、金属的化学性能 1．耐腐蚀性 耐腐蚀性——金属材料抵抗化学介质腐蚀破坏作用的能力。腐蚀对金属材料的危害很大。因此，要提高金属材料的耐腐蚀性能。 2．抗氧化性 抗氧化性——金属材料抵抗氧气氧化作用的能力。金属材料在常温条件下的氧化作用并不明显，但当温度升高时，其氧化作用明显加剧。 3．化学稳定性 化学稳定性——金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。 第二节 金属的力学性能 悬索桥及其结构示意图 悬索桥主要采用金属材料制造，对于如此大型的工程结构，设计人员是依据什么计算和确定结构尺寸，从而保证其承载安全的呢？ 本节主要介绍金属材料的强度、塑性等力学性能。 一、强度与塑性 1. 载荷、变形与应力 （1）载荷 静载荷——大小和方向不变或变化缓慢的载荷。 冲击载荷——在短时间内以较高速度作用于工件上的载荷。 交变载荷——大小或方向随时间发生周期性变化的载荷。 载荷 ｛ 静载荷 冲击载荷 交变载荷 （2）变形 变形——金属材料受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的 变化。变形分为弹性变形和塑形变形。 （3）应力 金属材料在受到外力作用时，其内部作用着与外力相对抗的力，称为内力。 应力——单位面积上的内力。所有强度指标都是用应力表示的。计算公式： 2．拉伸试验 （1）试样——拉伸试样 拉伸试样 a）拉伸前　b）拉伸后 （2）试验设备——拉伸试验机 （3）试验结果与分析——拉伸曲线 1）Oe——弹性变形阶段。 2）s点附近——屈服阶段。 3）屈服后至b 点——强化阶段。 4）bz——缩颈阶段。 低碳钢的拉伸曲线 3. 强度与强度指标 强度——金属材料在静载荷作用下, 抵抗塑性变形或断裂的能力。 （1）屈服强度 当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间发生塑性变形而载荷不增加时的应力称为屈服强度，分为上屈服强度和下屈服强度。 上屈服强度 下屈服强度 （2）规定非比例延伸强度Rp 规定非比例延伸强度——非比例延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。 （3）规定总延伸强度Rt 规定总延伸强度——总延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。 （4）规定残余延伸强度Rr （5）抗拉强度 规定残余延伸强度——卸除应力后残余延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。 抗拉强度——试样在拉断前所能承受的最大应力。 计算公式为： 4. 塑性与塑性指标 （1）断后伸长率 （2）断面收缩率 塑性——金属材料在载荷作用下断裂前所能承受最大塑性变形的能力。 二、硬度 硬度——金属材料抵抗局部塑性变形和破坏的能力。 1. 布氏硬度 （1）试验原理 布氏硬度试验原理图 布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来计算。 布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关。 （2）布氏硬度的表示方法 布氏硬度用符号HBW 表示，符号之前的数字是硬度值，符号之后为试验条件，依次为：压头直径（mm）/ 试验力（kgf）/ 保持时间