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强度:金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为强度。金属材料的强度,是通过比例极限、弹性极限、屈服强度、抗拉强度等许多强度指标来反映的。在外力作用下工作的零件或构件,其强度是选用金属材料的重要依据。屈服点: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”。
比例极限:在弹性变形阶段,金属材料所承受的和应变能保持正比的人应力,称为比例极限。由于比例极限很难测定,所以常常采用发生很微小的塑性变形量的应力值来表示,称为规定比例极限。用α表示,单位为兆帕。弹性极限:金属能保持弹性变形的 应力,称为弹性极限。由于弹性极限很难测定、所以常常采用发生很微小的弹性变形量的应力值来表示,单位为兆帕。
硬度:材料抵抗更硬的物体压入其表面的能力,称为硬度。根据试验方法和适用范围的不同,硬度可分为布氏硬度、洛氏硬度,维氏硬度,肖氏硬度等许多种。硬度不是一个单纯的物理量,而是反映弹性、强度与塑性等综合性能指标。它是金属材料的重要性能指标之一。一般来说,硬度越高耐磨性愈好。
布氏硬度:用一定直径D的淬硬钢球,以规定负荷P压入试验金属表面并保持一定时间,除去负荷后,测量金属表面的压痕直径,以直径算出压痕球面积F,再以负荷P除以压痕球面积F所得之商,为该金属的布氏硬度值。布氏硬度以HR表示,单位为千克力/平方毫米,但是使用中一般不标注单位。
钢材的热脆性是由硫元素引起的。硫在钢中以硫化铁(FeS)形式存在,它的塑性不好,并且形成熔点低(985℃)的硫化铁——铁(FeS——Fe)的共晶体存在于晶界处。当钢材在1000-1200℃高温下加工时,硫化铁—铁的共晶会先于钢熔化,使晶粒脱开而造成钢材的热脆性。
金属材料工艺性能和试验:金属材料工艺性能是指金属材料在投入生产的过程中,能承受各种加工制造下艺而不产生疵病或废品而应具备的性能。铸造性:铸造性指金属材料是否适于铸造及所铸制件的质量好坏。
金属材料的铸造性能包括流动性、缩减性和偏析等方面。流动性是指液态金属充满铸模的能力,流动性愈好、愈易铸造细薄精致的铸件,缩减性是指铸件凝固时体积缩减的程度,缩减愈小,铸件凝固时变形愈小,偏析是指化学成分不均匀,偏析愈严重,铸件各部位的性能愈不均匀,铸件的可靠性愈小。
切削加工性:切削加工性是指金属材料被切削加工时所表现出来的性能,亦即金属材料承受切削加工的难易程度。可从下述三个方面来衡量金属材料切削加工性:1.切削加工后工件表面的粗糙程度;2.允许的切削速度;3.对切削刀具的磨损程度。目前尚没有统一的检验金属材料切削加工性的方法。一般是根据材料的硬度和韧性作大致的判断,硬度过大、过小或韧性过大、则切削加工性均不好。合适的硬度大约是HB=140-250。
普通碳素结构钢(GB700-79):普通碳素结构钢简称普碳钢,是指在平炉或转炉中冶炼,对硫、磷等杂质限制较宽,冶炼容易、价格低廉,大量用于建筑及工程结构的钢种,按供应时的保证项目分为甲类钢、乙类钢和特类钢。碳素结钩钢是取代普通碳素结构钢,用于一般结构和工程用热轧钢板、钢带、型钢、棒钢的钢种。该产品可供焊接、铆接、栓接构件用。
弹簧钢(GB1222-84):弹簧钢是用以制造弹性元件的钢种。弹簧和弹性元件主要利用其弹性变性吸收与储存能量,达到缓和震动、冲击或使机件完成某些动作的目的。其主要类型有板簧,螺旋掸簧,扭力弹簧,广泛在飞机、汽车、拖拉机、铁路车辆等起重运输机械以及仪器仪表、家用电器等方面。弹簧主要是在冲击、震动或长期均匀的周期交变应力条件下工作,因此要求弹簧钢具有高的屈服强度。尤其要求有较高的屈强比(屈服强度与抗拉强度之比),与
弹性高的疲劳强度、一定的韧性和塑性。对特殊用途的弹簧,如电器仪表中的弹簧要求有较高的导电性,在高温和腐蚀性介质中工作的弹簧,还要求有较高的耐高温耐腐蚀性能。此外弹簧钢还应有良好的表面质量。
弹簧钢按成分分为碳素弹簧钢、合金弹簧钢。碳素弹簧钢含碳量为0.62-0.90%,,其它成分与优质碳素结构钢基本相同,合金弹簧钢含碳量一般为0.46-0.74%,此外还含有硅、锰、铭、钒、钨、钼、硼等元素,不锈弹簧钢主要用于在腐蚀介质中工作的弹簧(参见不锈耐酸钢)。
滚动轴承钢简称轴承钢,是用来制造各类滚动轴承的套圈和滚动体的钢种。滚动轴承用来作为各种机器旋转轴的支座,承受轴上径向或轴向载荷,支持轴的旋转及保持轴工作时的度和灵敏度。轴承在工作时承受着高压而且集中的周期性交变载荷、滚珠与轴承套圈之间的接触面积小。受力集中,有很高的接触应力,还有一定的摩擦。因此,要求轴承钢具有高而均匀的硬度和耐磨性、高的弹性和疲劳强度,足够的韧性和淬透性,同时在大气或润滑剂中具有一定的耐蚀能力。
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