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北京機械加工淺談金屬材料的四個特質


北京機械加工淺談金屬材料的四個特質:


一、塑性

塑性是指金屬資料在載荷外力的效果下,發作持久變形(塑性變形)而不被損壞的能力。金屬資料在遭到拉伸時,長度和橫截面積都要發作改變,因而,金屬的塑性能夠用長度的伸長(延伸率)和斷面的縮短(斷面縮短率)兩個目標來衡量。

金屬資料的延伸率和斷面縮短率愈大,表明該資料的塑性愈好,即資料能接受較大的塑性變形而不損壞。通常把延伸率大于百分之五的金屬資料稱為塑性資料(如低碳鋼等),而把延伸率小于百分之五的金屬資料稱為脆性資料(如灰口鑄鐵等)。塑性好的資料,它能在較大的微觀范圍內發作塑性變形,并在塑性變形的一起使金屬資料因塑性變形而強化,然后進步資料的強度,確保了零件的安全運用。此外,塑性好的資料能夠順暢地進行某些成型技術加工,如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因而,挑選金屬資料作機械零件時,有必要滿意必定的塑性目標。


二、耐久性

修建金屬腐蝕的首要形狀:

(1)均勻腐蝕。金屬外表的腐蝕使斷面均勻變薄。因而,常用年平均的厚度減損值作為腐蝕性能的目標(腐蝕率)。鋼材在大氣中通常呈均勻腐蝕。

(2)孔蝕。金屬腐蝕呈點狀并構成深坑。孔蝕的發作與金屬的賦性及其所在介質有關。在含有氯鹽的介質中易發作孔蝕。孔蝕常用最大孔深作為鑒定目標。管道的腐蝕多思考孔蝕疑問。

(3)電偶腐蝕。不一樣金屬的觸摸處,因所具不一樣電位而發作的腐蝕。

(4)縫隙腐蝕。金屬外表在縫隙或別的蔭蔽區域部常發作由于不一樣部位間介質的組分和濃度的區別所引起的部分腐蝕。

(5)應力腐蝕。在腐蝕介質和較高拉應力共同效果下,金屬外表發作腐蝕并向內拓展成微裂紋,常致使俄然破斷。混凝土中的高強度鋼筋(鋼絲)可能發作這種損壞。


三、硬度

硬度表明資料反抗硬物體壓入其外表的能力。它是金屬資料的重要性能目標之一。通常硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度目標有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。

布氏硬度(HB):以必定的載荷(通常3000kg)把必定巨細(直徑通常為10mm)的淬硬鋼球壓入資料外表,堅持一段時刻,去載后,負荷與其壓痕面積之比值,即為布氏硬度值(HB),單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。

洛氏硬度(HR):當HB>450或許試樣過小時,不能選用布氏硬度實驗而改用洛氏硬度計量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體或直徑為1.59、3.18mm的鋼球,在必定載荷下壓入被測資料外表,由壓痕的深度求出資料的硬度。依據實驗資料硬度的不一樣,可選用不一樣的壓頭和總實驗壓力構成幾種不一樣的洛氏硬度標尺,每一種標尺用一個字母在洛氏硬度符號HR后邊加以注明。常用的洛氏硬度標尺是A,B,C三種(HRA、HRB、HRC)。其中C標尺使用最為廣泛。

HRA:是選用60kg載荷鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度極高的資料(如硬質合金等)。

HRB:是選用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得的硬度,用于硬度較低的資料(如退火鋼、鑄鐵等)。

HRC:是選用150kg載荷和鉆石錐壓入器求得的硬度,用于硬度很高的資料(如淬火鋼等)。

維氏硬度(HV):以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入資料外表,用資料壓痕凹坑的外表積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。硬度實驗是機械性能實驗中最簡單易行的一種實驗方法。為了能用硬度實驗替代某些機械性能實驗,生產上需求一個對比精確的硬度和強度的換算聯系。實踐證明,金屬資料的各種硬度值之間,硬度值與強度值之間具有近似的相應聯系。由于硬度值是由開始塑性變形抗力和持續塑性變形抗力決議的,資料的強度越高,塑性變形抗力越高,硬度值也就越高。


四、疲憊

很多機械零件和工程構件,是接受交變載荷作業的。在交變載荷的效果下,盡管應力水平低于資料的屈從極限,但經過長期的應力重復循環效果今后,也會發作俄然脆性開裂,這種景象叫做金屬資料的疲憊。金屬資料疲憊開裂的特點是:

(1)載荷應力是交變的;

(2)載荷的效果時刻較長;

(3)開裂是瞬時發作的;

(4)無論是塑性資料還是脆性資料,在疲憊開裂區都是脆性的。所以,疲憊開裂是工程上最常見、最風險的開裂方式。

金屬資料的疲憊景象,按條件不一樣可分為下列幾種:

(1)高周疲憊:指在低應力(作業應力低于資料的屈從極限,甚至低于彈性極限)條件下,應力循環周數在100000以上的疲憊。它是最常見的一種疲憊損壞。高周疲憊通常簡稱為疲憊。

(2)低周疲憊:指在高應力(作業應力挨近資料的屈從極限)或高應變條件下,應力循環周數在10000~100000以下的疲憊。由于交變的塑性應變在這種疲憊損壞中起首要效果,因而,也稱為塑性疲憊或應變疲憊。

(3)熱疲憊:指由于溫度改變所發作的熱應力的重復效果,所構成的疲憊損壞。

(4)腐蝕疲憊:指機器部件在交變載荷和腐蝕介質(如酸、堿、海水、活性氣體等)的共同效果下,所發作的疲憊損壞。

(5)觸摸疲憊:這是指機器零件的觸摸外表,在觸摸應力的重復效果下,呈現麻點脫落或外表壓碎脫落,然后構成機件失效損壞。


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