1. 力學性能(mechanical properties)


  金屬(shu)材料在(zai)外力作用下表現出來的(de)各種(zhong)特性,如彈性、塑性、韌性、強度(du)、硬(ying)度(du)等。


2. 彈性(elasticity)


  金屬(shu)材料受外力作用發生了(le)變形(xing),當(dang)去掉(diao)外力后,恢復(fu)原來(lai)形(xing)狀和尺(chi)寸的(de)(de)能力,稱為彈性。金屬(shu)材料彈性的(de)(de)好壞,是通(tong)過彈性極(ji)限、比例極(ji)限來(lai)反映(ying)的(de)(de)。


  金屬的彈性,對制造彈性零部件具有(you)重(zhong)要(yao)意義。


3. 塑性(plasticity)


  金(jin)屬材料在外(wai)力(li)作(zuo)用(yong)下產(chan)生永久變形(xing)(xing)(指去掉外(wai)力(li)后不能恢復原狀的變形(xing)(xing)),但(dan)不會被破(po)壞(huai)的能力(li),叫作(zuo)塑性。塑性用(yong)伸長率、斷面收縮率表示。


  金屬的(de)塑性與變形(xing)方(fang)式有關。例如(ru),有些金屬在受(shou)(shou)拉伸變形(xing)時要發生破(po)壞(huai),但(dan)受(shou)(shou)擠壓(ya)或模鍛(duan)時可不發生破(po)裂。


  金屬的塑性(xing)是進行壓(ya)力加工、冷彎(wan)工藝等(deng)必須考慮的重(zhong)要因素(su)。另外,適(shi)當(dang)的塑性(xing)對提高金屬結構的安全可靠性(xing)十(shi)分(fen)必要。


4. 強度(intensity&strength)


  金屬材料(liao)在外(wai)力(li)作用(yong)下抵抗(kang)變形和斷裂的(de)(de)能力(li)稱為強(qiang)度(du)。金屬材料(liao)的(de)(de)強(qiang)度(du)是通過比例極限(xian)(xian)、彈(dan)性極限(xian)(xian)、屈服強(qiang)度(du)、抗(kang)拉強(qiang)度(du)等許多(duo)強(qiang)度(du)指標來反映的(de)(de)。


  在外力作用下工作的零件或構件,其強度是選用金屬材料(liao)的重要依據。


5. 強度極限(ultimate strength)


  強度(du)極限σ在(zai)拉伸應(ying)力(li)-應(ying)變曲線上(shang)的最大應(ying)力(li)點,單位為(wei)MPa。


6. 比(bi)例極(ji)限(proportional limit)


  在(zai)彈性變形(xing)階段,金屬材料所(suo)承受(shou)的(de)(de)和應(ying)變能力(li)保(bao)持正比的(de)(de)最大應(ying)力(li),稱(cheng)為比例極(ji)限。由于比例極(ji)限很難(nan)測定(ding),所(suo)以常常采用發生很微小的(de)(de)塑性變形(xing)量的(de)(de)應(ying)力(li)值(zhi)來表(biao)示(shi),稱(cheng)為規定(ding)比例極(ji)限。用σp表(biao)示(shi),單位為M(兆帕)。計(ji)算公式為:


7. 彈性極限(elastic limit )


  金屬(shu)能保持彈性(xing)(xing)變形的(de)最大應(ying)(ying)力(li),稱為彈性(xing)(xing)極(ji)限。由于(yu)彈性(xing)(xing)極(ji)限很(hen)難測定,所以常(chang)常(chang)采(cai)用很(hen)微小的(de)塑性(xing)(xing)變形量(liang)的(de)應(ying)(ying)力(li)值來(lai)表示。彈性(xing)(xing)極(ji)限用σ。表示,單位為MPa(兆帕)。


8. 屈服極限(yield limit)與規(gui)定(ding)的最小(xiao)屈服強度(SMYS)


  屈(qu)服(fu)(fu)極限用σs表示,指材料(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)應(ying)力超過彈(dan)性范圍,開(kai)始發(fa)生(sheng)塑性變形時的(de)應(ying)力。有些材料(liao)的(de)拉伸(shen)(shen)應(ying)力-應(ying)變曲線并不出現明顯(xian)的(de)屈(qu)服(fu)(fu)平臺,即不能明確(que)(que)地確(que)(que)定其(qi)屈(qu)服(fu)(fu)點。對于此種(zhong)情況,工程(cheng)上規定取試樣產(chan)生(sheng)0.2%殘余變形的(de)應(ying)力值作為條件(jian)屈(qu)服(fu)(fu)極限,用0.2表示,單位為MPa。


  SMYS:規定的最小屈服強度(the specified minimum yield strength)。這個詞(ci)匯經常在一些壓力試驗等規范(fan)內出現。


9. 抗(kang)拉強(qiang)度(du)(tensile strength)與規定的最小拉伸(shen)強(qiang)度(du)(SMTS)


  金屬(shu)試樣拉(la)伸時,在(zai)拉(la)斷前所承受(shou)的(de)最大(da)應力(li),稱為抗(kang)(kang)拉(la)強度(du)。它表示金屬(shu)材料在(zai)拉(la)力(li)作用下抵(di)抗(kang)(kang)大(da)量塑性變形(xing)和破壞的(de)能力(li),抗(kang)(kang)拉(la)強度(du)以σ表示,單位為MPa。計算公式為:試樣拉(la)斷前的(de)最大(da)負荷(he))/F。(試樣原橫截面(mian)面(mian)積(ji))]


  SMTS:規定的(de)最小拉伸(shen)強(qiang)度(the specified minimum tensile strength)。這個詞匯經(jing)常在一些壓(ya)力試驗等(deng)規范內(nei)出(chu)現。


10. 抗(kang)彎強度(du)(bending strength)


  試樣在位(wei)(wei)于兩支承(cheng)中間的集中負(fu)荷作用下折斷時,折斷橫截面(mian)(危險截面(mian))所承(cheng)受的最(zui)大正應力,稱為抗(kang)彎(wan)強度。抗(kang)彎(wan)強度以表(biao)示,單位(wei)(wei)為MPa。


11. 抗壓強度(compressive strength)


  材(cai)料在(zai)壓(ya)力(li)作用下不發(fa)生碎裂時(shi)所(suo)能承受的最大正應力(li),稱為抗(kang)壓(ya)強度。抗(kang)壓(ya)強度以原面積除負荷,單位為MPa。


12. 伸長率(lv)(elongation percentage)


  金屬在拉(la)伸試(shi)(shi)驗時,試(shi)(shi)樣拉(la)斷后,其標距(ju)部分所增(zeng)加(jia)的長(chang)(chang)度與原標距(ju)長(chang)(chang)度的百分比,稱為伸長(chang)(chang)率,以(yi) δ 表示 ,單位為 % 。


13. 斷面(mian)收縮率(lv)(section shrinkage)


  金屬拉(la)伸試驗中(zhong),在(zai)斷裂(lie)處試樣截面面積減小(xiao)的百分率,稱為斷面收縮率。以ψ表示,單位(wei)為%。


14. 持久極限(endurance lin[持久強度(rupture strength)]


  持久極限指金(jin)屬材料在給定溫(wen)度下,經過一定時(shi)(shi)間破壞(huai)時(shi)(shi)所(suo)能承(cheng)受的恒(heng)定應力(li)(li),單(dan)位為MPa。常用符號σb。帶(dai)有一個(ge)或兩個(ge)指數表(biao)(biao)示(shi),如(ru)σb/100,表(biao)(biao)示(shi)在常溫(wen)下持久時(shi)(shi)間為100h的應力(li)(li);σb400/100,表(biao)(biao)示(shi)在試驗溫(wen)度400℃時(shi)(shi),持久時(shi)(shi)間為100h的應力(li)(li),就是所(suo)謂高溫(wen)持久強(qiang)度。


15. 蠕變極限(creep limit)


  金屬材(cai)料在一(yi)定溫度(du)和長時(shi)間受力狀態(tai)下,即(ji)使所受應力小于其屈服強度(du),但隨(sui)著(zhu)時(shi)間的增長,也會慢慢地(di)產生(sheng)塑性變形,這種現象稱為蠕變。


  蠕變極限,是指金屬材料在一定溫度和恒定應力下,在規定的時間內的蠕變變形量或蠕變速度不超過某一規定值時所能承受的最大應力,單位為MPa。以伸長率測定蠕變極限時,符號為σ0.2帶有三個指數。如σ0.2 700/100,即表示試驗溫度為700℃時,經100h試驗后,允許伸長率為0.2%時的蠕變極限。此時還必須注明,蠕變極限是按總伸長率或殘余伸長率測得的,在以給定的蠕變速度測定的蠕變極限時,符號σ帶有兩個指數。如σ6001.10-5 ,即表示在試驗溫度為600℃時,蠕變速度為1×10-5%/h的蠕變極限。此時必須注明測得規定蠕變速度的試驗時間。


16. 疲(pi)勞極限(fatigue limit)


  金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)在受重復(fu)(fu)或交(jiao)變(bian)(bian)應(ying)(ying)力作用(yong)時(shi),雖其所(suo)(suo)受應(ying)(ying)力遠小于(yu)抗拉強度,甚(shen)至小于(yu)彈性極(ji)限,經多次循環后,在無顯著外觀變(bian)(bian)形情況下(xia)而會(hui)發生(sheng)斷(duan)裂(lie),這種現象稱為(wei)疲(pi)(pi)勞。金(jin)屬(shu)材料(liao)(liao)在重復(fu)(fu)或交(jiao)變(bian)(bian)應(ying)(ying)力作用(yong)下(xia),經過周(zhou)次N的應(ying)(ying)力循環仍不發生(sheng)斷(duan)裂(lie)時(shi)所(suo)(suo)能承(cheng)受最大應(ying)(ying)力稱為(wei)疲(pi)(pi)勞極(ji)限,以σ-1表示(shi),單位為(wei)MPa。


17. 疲(pi)勞強度(fatigue strength)


  金(jin)屬(shu)材料在(zai)重復或交變應(ying)(ying)力作用(yong)(yong)下,循環一定(ding)周(zhou)次N后(hou)斷裂時(shi)所(suo)能承受的最(zui)大應(ying)(ying)力,叫作疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du),以σn表示(shi),單位為MPa,此時(shi),N稱為材料的疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)壽命。某些(xie)金(jin)屬(shu)材料在(zai)重復或交變應(ying)(ying)力作用(yong)(yong)下沒有明顯(xian)的疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)極限,常采(cai)用(yong)(yong)疲(pi)(pi)勞(lao)(lao)強(qiang)度(du)(du)表示(shi)。


18. 沖擊吸(xi)收功(impact absorbing energy)或沖擊韌性值(zhi)(impacttoughness)


  金屬材料對沖擊(ji)(ji)負荷的(de)(de)抵抗能力稱為(wei)韌性,通常用(yong)沖擊(ji)(ji)吸(xi)收(shou)功或沖擊(ji)(ji)韌性值(zhi)來度量(liang)。用(yong)一定尺寸和(he)形狀(zhuang)的(de)(de)試(shi)樣,在規(gui)定類型(xing)的(de)(de)試(shi)驗機上受(shou)一次沖擊(ji)(ji)負荷折斷時所(suo)吸(xi)收(shou)的(de)(de)功,稱沖擊(ji)(ji)吸(xi)收(shou)功,以符號A表(biao)示,單(dan)位為(wei)J;試(shi)樣刻槽處單(dan)位面積上所(suo)消耗的(de)(de)功,稱為(wei)沖擊(ji)(ji)韌性值(zhi),以ak表(biao)示,單(dan)位為(wei)kJ/㎡。計算(suan)公式(shi)為(wei):


  在(zai)動(dong)負(fu)荷下工作的(de)(de)金(jin)屬零(ling)部(bu)件,實際上很少受一次(ci)超載沖(chong)擊(ji)(ji)被破壞,而是受小能量(liang)的(de)(de)多次(ci)重復沖(chong)擊(ji)(ji)才被破壞,因(yin)此僅用一次(ci)消耗于Ak或(huo)沖(chong)擊(ji)(ji)韌性值a4來衡(heng)量(liang)其(qi)抗(kang)力是不夠準確的(de)(de),而應以多次(ci)重復沖(chong)擊(ji)(ji)試驗來度量(liang)。據研(yan)究(jiu)表(biao)明,在(zai)能量(liang)不太(tai)大的(de)(de)情況(kuang)下,材料承(cheng)受多次(ci)重復沖(chong)擊(ji)(ji)的(de)(de)能力,主要決定于強度。


  沖擊(ji)吸收功(gong)Ak包括(kuo)以(yi)下三部(bu)分:①. 消耗(hao)于試樣彈(dan)性(xing)變形的(de)彈(dan)性(xing)功(gong);②. 消耗(hao)于試樣塑(su)性(xing)變形的(de)塑(su)性(xing)功(gong);③. 消耗(hao)于裂(lie)紋(wen)開(kai)始產生、擴展直至斷裂(lie)的(de)撕裂(lie)功(gong)。


  由于沖擊功(gong)僅(jin)為試樣(yang)缺口(kou)附近參(can)加變形的(de)(de)體積所吸(xi)收(shou),而此體積又無法(fa)測(ce)量,且在同一斷(duan)面上每一部分的(de)(de)變形也不一致,因此用(yong)單位截面積上的(de)(de)沖擊功(gong)(沖擊值)a來(lai)判斷(duan)沖擊韌性的(de)(de)方法(fa)在國內(nei)外已逐漸淘汰。


19. 低溫沖擊韌(ren)性(xing)(low temperature impact toughness)和高溫沖擊韌(ren)性(xing)(high temperature impact toughness)


  金屬材料在常溫(wen)、低溫(wen)及(ji)高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)所測(ce)得(de)的沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收(shou)功或沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing)值是不一樣的。低溫(wen)條件下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing),稱(cheng)為低溫(wen)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing);高(gao)(gao)溫(wen)條件下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing),稱(cheng)為高(gao)(gao)溫(wen)沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing)。低溫(wen)或高(gao)(gao)溫(wen)下(xia)測(ce)得(de)的沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)吸收(shou)功或沖(chong)(chong)(chong)(chong)(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性(xing)值都(dou)要注明(ming)試(shi)驗(yan)溫(wen)度。


20. 金屬(shu)材料的冷脆(cold brittleness)及脆性(xing)轉(zhuan)變溫度


  鋼材在較(jiao)低溫度時發生的脆(cui)性斷裂,通常稱為冷脆(cui)。材料發生脆(cui)裂時的臨界溫度稱為韌性-脆(cui)裂轉變溫度,簡稱脆(cui)性轉變溫度。