金屬和合金的物理、力學性能及檢驗方法
金屬是帶有電子導電性的物質,它的導電性隨著溫度升高而降低,它們大都帶有光澤並具有一定的塑性。
在現代工業中純金屬的用途較少,而合金的用途則非常廣泛。合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬組成的複雜物質,它在液態時大都能互相溶解,在固態下具有金屬特性。由于合金具有不同的化學元素質量分數,因而能在很大範圍內改變它的物理、化學和力學性能。除了改變化學元素質量分數外,還可以利用熱處理的方法改變它的性能,基于以上原因,合金在現代工業中應用得很廣,在機器制造業中用來制造各種零件。
所有零件在其使用過程中,都要承受載荷的作用,因而使其産生變形。所謂變形就是零件的尺寸和形狀發生了變化。變形可以分爲彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是當載荷去掉後會消失的變形;塑性變形是在載荷去掉後仍然保留的變形。
假如零件所受载荷超过一定限度时,将发生破裂,因此制造閥門的金属和合金必须具有在载荷作用下抵抗破裂的性能。
爲了使閥門零件不致破裂,必须选择适当的金属和合金来制造。为此每一个閥門设计或制造人员都必须了解金属的力学性能。
金屬和合金的力學性能包括強度、硬度、彈性、塑性、沖擊韌性、疲勞強度和蠕變強度等。
強度是金屬在載荷作用下抵抗破壞的性能。
硬度是金屬抵抗其他更硬物體壓人的性能。
彈性是金屬當載荷去掉後能恢複原有形狀的性能。
塑性是金屬産生塑性變形而不發生破裂的性能。
沖擊韌性是金屬抵抗沖擊載荷作用而不破裂的性能。
疲勞強度是金屬經受無限多次交變載荷的作用而不破壞的性能。
蠕變強度是金屬在高溫環境中、在不變的載荷作用下,抵抗緩慢而連續發生塑性變形的性能。
測定金屬和合金力學性能的試驗是在專門的機器上進行的。根據加載條件的不同,金屬和合金的力學試驗可分爲:
①靜力試驗——緩慢而均勻地增加載荷的試驗;
②動力試驗——高速增加載荷的試驗;
③交變載荷試驗——在試驗過程中載荷的數值,或數值與方向都發生變化。
拉伸試驗
拉伸試驗是静力试验的一种,即在试验过程中加到试样上的载荷由零增至某一最后数值。
由拉伸载荷引起的金属变形叫作拉伸变形。 载荷的作用方式除了拉伸以外,还有压缩、弯曲、扭转、剪切等,如图1-1所示。但是金属抵抗压缩、弯曲、扭转、剪切载荷的性能与抵抗拉伸载荷的性能之间存在着一定的关系,都可以根据拉伸試驗的结果加以确定,因此,拉伸試驗是测定金属静力强度的基本试验。
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