金屬材料的機(jī)械性能
指力學(xué)性能---受外力作用反映出來的性能。
一彈性和塑性:
1彈性:金屬材料受外力作用時產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)其原來形狀的性能。
力和變形同時存在、同時消失。如彈簧:彈簧靠彈性工作。
2 塑性:金屬材料受外力作用時產(chǎn)生永久變形而不至于引起破壞的性能。(金屬之間的連續(xù)性沒破壞)
塑性大小以斷裂后的塑性變形大小來表示。
塑性變形:在外力消失后留下的這部分不可恢復(fù)的變形。
3 拉伸圖
金屬材料在拉伸過程中彈性變形、塑性變形直到斷裂的全部力學(xué)性能可用拉伸圖形象地表示出來。
以低碳鋼為例
σb σk σs σe |
ε(Δl) |
將金屬材料制成標(biāo)準(zhǔn)式樣。
在材料試驗(yàn)機(jī)上對試件軸向施加靜壓力P,為消除試件尺寸對材料性能的影響,分別以應(yīng)力σ(即單位面積上的拉力4P/πd2)和應(yīng)變(單位長度上的伸長量Δl/l0 )來代替P和Δl,得到應(yīng)力——應(yīng)變圖
1)彈性階段oe
σe——彈性極限
2)屈服階段:過e點(diǎn)至水平段右端
σs——塑性極限,s——屈服點(diǎn)
過s點(diǎn)水平段——說明載荷不增加,式樣仍繼續(xù)伸長。
(P一定,σ=P/F一定,但真實(shí)應(yīng)力P/F1↑ 因?yàn)樽冃?,F(xiàn)1↓)
發(fā)生永久變形
3)強(qiáng)化階段:水平線右斷至b點(diǎn) P↑ 變形↑
σb——強(qiáng)度極限,材料能承受的zui大載荷時的應(yīng)力。
4)局部變形階段bk
過b點(diǎn),試樣某一局部范圍內(nèi)橫向尺寸突然急劇縮小。
“縮頸” (試樣橫截面變小,拉力↓)
4 延伸率和斷面收縮率:——表示塑性大小的指針
1)延伸率: δ= l0——式樣原長,l1——拉深后長
2)斷面收縮率:F0——原截面,F(xiàn)1—拉斷后截面
zui 1)δ、ψ越大,材料塑性越好
2)ε與δ區(qū)別:拉伸圖中ε=ε彈+ε塑,δ=εmas塑
3)一般δ〉5%為塑性材料,δ〈5%為脆性材料。
5 條件屈服極限σ0。2
有些材料在拉伸圖中沒有明顯的水平階段。通常規(guī)定產(chǎn)生0.2塑性變形的應(yīng)力作為屈服極限,稱為條件屈服極限.