有關鋼材機(jī)械性能的介紹
一、有關鋼材機(jī)械性能的名詞
1 、屈服點(σs)
鋼材或試樣在拉伸時,當應力超過彈性極限,即使應力不再增加,而鋼材或試樣仍繼續發生(shēng)明顯的塑性變形,稱此現象爲屈服,而産生(shēng)屈服現象時的最小應力值即爲屈服點。
設Ps爲屈服點s處的外力,Fo爲試樣斷面積,則屈服點σs =Ps/Fo(MPa),MPa稱爲兆帕等于N(牛頓)/mm2,(MPa=106Pa,Pa:帕斯卡=N/m2)。
2、屈服強度(σ0.2)
有的金屬材料的屈服點極不明顯,在測量上有困難,因此爲了衡量材料的屈服特性,規定産生(shēng)永久殘餘塑性變形等于一定值(一般爲原長度的0.2%)時的應力, 稱爲條件(jiàn)屈服強度或簡稱屈服強度σ0.2 。
3、抗拉強度(σb)
材料在拉伸過程中,從(cóng)開始到發生(shēng)斷裂時所達到的最大(dà)應力值。它表示鋼材抵抗斷裂的能力大(dà)小。與抗拉強度相(xiàng)應的還(hái)有抗壓強度、抗彎強度等。(天陽鋼管)
設Pb爲材料被拉斷前達到的最大(dà)拉力,Fo爲試樣截面面積,則抗拉強度σb= Pb/Fo (MPa)。
4、伸長率(δs)
材料在拉斷後,其塑性伸長的長度與原試樣長度的百分(fēn)比叫伸長率或延伸率。
5、屈強比(σs/σb)
鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱爲屈強比。屈強比越大(dà),結構零件(jiàn)的可(kě)靠性越高,一般碳素鋼屈強比爲0.6-0.65,低合金結構鋼爲0.65-0.75合金結構鋼爲0.84-0.86。
6、硬度
硬度表示材料抵抗硬物體(tǐ)壓入其表面的能力。它是金屬材料的重要性能指标之一。一般硬度越高,耐磨性越好。常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的載荷(一般3000kg)把一定大(dà)小(直徑一般爲10mm)的淬硬鋼球壓入材料表面,保持一段時間,去(qù)載後,負荷與其壓痕面積之比值,即爲布氏硬度值(HB),單位爲公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
當HB>450或者試樣過小時,不能采用布氏硬度試驗而改用洛氏硬度計(jì)量。它是用一個頂角120°的金剛石圓錐體(tǐ)或直徑爲1.59、3.18mm的鋼球,在一定載荷下壓入被測材料表面, 由壓痕的深度求出材料的硬度。根據試驗材料硬度的不同,分(fēn)三種不同的标度來(lái)表示:
HRA:是采用60kg載荷和鑽石錐壓入器求得(de)的硬度,用于硬度極高的材料(如(rú)硬質合金等)。
HRB:是采用100kg載荷和直徑1.58mm淬硬的鋼球,求得(de)的硬度,用于硬度較低的材料(如(rú)退火(huǒ)鋼、鑄鐵等)。
HRC:是采用150kg載荷和鑽石錐壓入器求得(de)的硬度,用于硬度很高的材料(如(rú)淬火(huǒ)鋼等)。(021-57590225)
⑶維氏硬度(HV)
以120kg以内的載荷和頂角爲136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即爲維氏硬度值(HV)。
二、有關鋼的熱(rè)處理(lǐ)的名詞
1、鋼的退火(huǒ)
将鋼加熱(rè)到一定溫度并保溫一段時間,然後使它慢(màn)慢(màn)冷(lěng)卻,稱爲退火(huǒ)。鋼的退火(huǒ)是将鋼加熱(rè)到發生(shēng)相(xiàng)變或部分(fēn)相(xiàng)變的溫度,經過保溫後緩慢(màn)冷(lěng)卻的熱(rè)處理(lǐ)方法。 退火(huǒ)的目的,是爲了消除組織缺陷,改善組織使成分(fēn)均勻化以及細化晶粒,提高鋼的力學性能,減少殘餘應力;同時可(kě)降低硬度,提高塑性和韌性,改善切削加工(gōng)性能。所以退火(huǒ)既爲了消除和改善前道工(gōng)序遺留的組織缺陷和内應力,又爲後續工(gōng)序作(zuò)好準備,故退火(huǒ)是屬于半成品熱(rè)處理(lǐ),又稱預先熱(rè)處理(lǐ)。
2、鋼的正火(huǒ)
正火(huǒ)是将鋼加熱(rè)到臨界溫度以上,使鋼全部轉變爲均勻的奧氏體(tǐ),然後在空氣中自(zì)然冷(lěng)卻的熱(rè)處理(lǐ)方法。它能消除過共析鋼的網狀滲碳體(tǐ),對于亞共析鋼正火(huǒ)可(kě)細化晶格,提高綜合力學性能,對要求不高的零件(jiàn)用正火(huǒ)代替退火(huǒ)工(gōng)藝是比較經濟的。
3、鋼的淬火(huǒ)
淬火(huǒ)是将鋼加熱(rè)到臨界溫度以上,保溫一段時間,然後很快(kuài)放(fàng)入淬火(huǒ)劑中,使其溫度驟然降低,以大(dà)于臨界冷(lěng)卻速度的速度急速冷(lěng)卻,而獲得(de)以馬氏體(tǐ)爲主的不平衡組織的熱(rè)處理(lǐ)方法。淬火(huǒ)能增加鋼的強度和硬度,但(dàn)要減少其塑性。淬火(huǒ)中常用的淬火(huǒ)劑有:水、油、堿水和鹽類溶液等。
4、鋼的回火(huǒ)
将已經淬火(huǒ)的鋼重新加熱(rè)到一定溫度,再用一定方法冷(lěng)卻稱爲回火(huǒ)。其目的是消除淬火(huǒ)産生(shēng)的内應力,降低硬度和脆性,以取得(de)預期的力學性能。回火(huǒ)分(fēn)高溫回火(huǒ)、中溫回火(huǒ)和低溫回火(huǒ)三類。回火(huǒ)多與淬火(huǒ)、正火(huǒ)配合使用。