金属材料力学性能包括哪些?

如题所述

包括弹性模量、硬度、强度、塑性、韧性、疲劳抗力和断裂韧度等。一、弹性模量1、正弹性模量正弹性模量定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为达因每平方厘米。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示;模量的倒数称为柔量,用J表示。2、切变弹性模量切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊松比ν 并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。3、比例极限材料在弹性阶段分成线弹性和非线弹性两个部分,线弹性阶段材料的应力与变形完全为直线关系,其应力最高点为比例极限,符号:σP。4、弹性极限材料受外力作用,在一定限度内,消除外力,仍能恢复原状,称为该材料弹性形变阶段。弹性极限即该材料保持弹性形变不产生永久形变时,所能承受的最大的应力,用σe 表示,单位为MPa( 或N/mm² )。大多数金属零件可以通过热处理来提高其弹性极限。二、强度性能指标1、强度极限物体在外力作用下发生破坏时出现的最大应力,也可称为破坏强度或破坏应力。一般用标称应力来表示。根据应力种类的不同,可分为拉伸强度(σt)、压缩强度(σc)、剪切强度(σs)等。符号为σb,单位为MPa( 或N/mm² )。2、抗拉强度试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段,随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力 (Fb),除以试样原横截面积 (So) 所得的应力 (σ),称为抗拉强度或者强度极限 (σb),单位为N/mm² (MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。3、抗弯强度指的是材料抵抗弯曲不断裂的能力。弯曲试验中测定材料的抗弯强度一般指试样破坏时拉伸侧表面的最大正应力。在实验室中,对材料的抗弯强度进行测试一般采用三点抗弯法和四点抗弯法。其中四点测试要两个加载力,比较复杂;三点测试最常用。4、抗压强度抗压强度代号σbc,指外力是压力时的强度极限。5、抗剪强度抗剪强度代号σc,指外力与材料轴线垂直,并对材料呈剪切作用时的强度极限。耐火材料中炮泥的抗剪强度称为蚀亚值,单位MPa。有专用的炮泥蚀亚值测试仪。6、抗扭强度用圆柱形材料试件作抗扭实验可求得扭矩和扭角的关系,相应最大扭矩的最大剪断应力叫抗扭强度。扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米N·m。7、屈服极限(或者称屈服点)试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。8、屈服强度金属材料发生屈服现象时的屈服极限,即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。9、持久强度在给定的温度下和规定时间内,试样发生断裂的应力值,用符号σ(T,t) 表示。其中σ 表示应力,单位为MPa;T 为温度,单位为℃;t 为时间,单位为h。三、硬度性能指标1、洛氏硬度将压头(金刚石圆锥,钢球或者硬质合金球)按两个步骤(初实验力和主实验力)压入试样表面,经规定保持时间卸除主实验力,测量在初实验力下的残余痕深度h。洛氏硬度没有单位,是一个无纲量的力学性能指标,其最常用的硬度标尺有A、B、C三种,通常
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