金屬材料的機械性能
指力學性能---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生變形,當外力去掉后能恢復其原來形狀的性能。
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生永久變形而不至于引起破壞的性能。(金屬之間的連續性沒破壞)
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) |
將金屬材料制成標準式樣。
在材料試驗機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,分別以應力σ(即單位面積上的拉力4P/πd2)和應變(單位長度上的伸長量Δl/l0 )來代替P和Δl,得到應力——應變圖
1)彈性階段oe
σe——彈性極限
2)屈服階段:過e點至水平段右端
σs——塑性極限,s——屈服點
過s點水平段——說明載荷不增加,式樣仍繼續伸長。
(P一定,σ=P/F一定,但真實應力P/F1↑ 因為變形,F1↓)
發生永久變形
3)強化階段:水平線右斷至b點 P↑ 變形↑
σb——強度極限,材料能承受的zui大載荷時的應力。
4)局部變形階段bk
過b點,試樣某一局部范圍內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,F1—拉斷后截面
zui 1)δ、ψ越大,材料塑性越好
2)ε與δ區別: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。通常規定產生0.2塑性變形的應力作為屈服極限,稱為條件屈服極限.