Metallische materialen verwijzen naar metalen elementen of materialen met metaalachtige eigenschappen die voornamelijk uit metalen elementen bestaan. Inclusief zuivere metalen, legeringen, intermetaalverbindingen van metallische materialen en speciale metalen materialen, enz. (Opmerking: metaaloxiden (zoals aluminiumoxide) zijn geen metallische materialen.)
betekenis
De ontwikkeling van de menselijke beschaving en sociale vooruitgang zijn nauw verbonden met metalen materialen. De bronstijd en de ijzertijd die volgden op het stenen tijdperk werden gekenmerkt door de toepassing van metalen materialen. In moderne tijden is een grote verscheidenheid aan metalen materialen een belangrijke materiële basis geworden voor de ontwikkeling van de menselijke samenleving.
type
Metalen materialen worden meestal onderverdeeld in ferrometalen, non-ferrometalen en speciale metalen materialen.
(1) Ferrometalen, ook bekend als staalmaterialen, omvatten industrieel zuiver ijzer dat meer dan 90% ijzer bevat, gietijzer dat 2%-4% koolstof bevat, koolstofstaal dat minder dan 2% koolstof bevat, en constructiestaal en roestvrij staal. staal voor diverse doeleinden. , hittebestendig staal, hogetemperatuurlegeringen, roestvrij staal, precisielegeringen, enz. Tot de gegeneraliseerde ferrometalen behoren ook chroom, mangaan en hun legeringen.
(2) Met non-ferrometalen worden alle metalen en hun legeringen bedoeld, met uitzondering van ijzer, chroom en mangaan, die gewoonlijk worden onderverdeeld in lichte metalen, zware metalen, edele metalen, halfmetalen, zeldzame metalen en zeldzame aardmetalen. De sterkte en hardheid van non-ferrolegeringen zijn over het algemeen hoger dan die van pure metalen, en ze hebben een grotere weerstand en een kleinere temperatuurweerstandscoëfficiënt.
(3) Speciale metalen materialen, inclusief structurele metalen materialen en functionele metalen materialen voor verschillende doeleinden. Daartoe behoren amorfe metaalmaterialen verkregen door snelle condensatieprocessen, evenals quasi-kristallijne, microkristallijne en nanokristallijne metaalmaterialen; er zijn ook legeringen met speciale functies zoals stealth, waterstofbestendigheid, supergeleiding, vormgeheugen, slijtvastheid en trillingsreductie en demping. en metaalmatrixcomposieten, enz.
prestatie
Over het algemeen verdeeld in twee categorieën: procesprestaties en gebruiksprestaties. De zogenaamde procesprestaties hebben betrekking op de prestaties van metalen materialen onder gespecificeerde koude en warme verwerkingsomstandigheden tijdens het productieproces van mechanische onderdelen. De kwaliteit van de procesprestaties van metalen materialen bepaalt het aanpassingsvermogen ervan aan verwerking en vorming tijdens het productieproces. Vanwege verschillende verwerkingsomstandigheden zijn ook de vereiste proceseigenschappen verschillend, zoals gietprestaties, lasbaarheid, smeedbaarheid, warmtebehandelingsprestaties, snijverwerkbaarheid, enz.
De zogenaamde prestaties hebben betrekking op de prestaties van metalen materialen onder de gebruiksomstandigheden van mechanische onderdelen, waaronder mechanische eigenschappen, fysische eigenschappen, chemische eigenschappen, enz. De prestaties van metalen materialen bepalen het gebruiksbereik en de levensduur ervan. In de machinebouwindustrie worden algemene mechanische onderdelen gebruikt bij normale temperaturen, normale drukken en zeer corrosieve media, en elk mechanisch onderdeel zal tijdens gebruik verschillende belastingen dragen. Het vermogen van metalen materialen om schade onder belasting te weerstaan, wordt mechanische eigenschappen genoemd (in het verleden werden dit ook wel mechanische eigenschappen genoemd). De mechanische eigenschappen van metalen materialen vormen de belangrijkste basis voor het ontwerp en de materiaalkeuze van onderdelen. Afhankelijk van de aard van de externe belasting (zoals trek, compressie, torsie, impact, cyclische belasting, enz.), zullen de mechanische eigenschappen die vereist zijn voor metalen materialen ook verschillen. Veelgebruikte mechanische eigenschappen zijn onder meer: sterkte, plasticiteit, hardheid, slagvastheid, meervoudige slagvastheid en vermoeidheidslimiet.
Eigenschappen van metaalmateriaal
Vol.1
vermoeidheid
Veel mechanische onderdelen en technische componenten worden onderworpen aan wisselende belastingen. Onder invloed van wisselende belastingen zal, hoewel het spanningsniveau lager is dan de vloeigrens van het materiaal, plotselinge brosse breuk optreden na herhaalde spanningscycli gedurende lange tijd. Dit fenomeen wordt vermoeidheid van metalen materialen genoemd. De kenmerken van vermoeiingsbreuk van metalen materialen zijn:
(1) De belastingsspanning is wisselend;
(2) De belasting werkt langdurig;
(3) Breuk treedt onmiddellijk op;
(4) Of het nu een plastic materiaal of een bros materiaal is, het is bros in de vermoeiingsbreukzone. Daarom is vermoeidheidsbreuk de meest voorkomende en gevaarlijke vorm van breuk in de techniek.
De vermoeiingsverschijnselen van metalen materialen kunnen afhankelijk van verschillende omstandigheden in de volgende typen worden verdeeld:
#1
hoge cyclusvermoeidheid
Het verwijst naar vermoeiing met een spanningscyclusgetal van meer dan 100,000 onder omstandigheden van lage spanning (de werkspanning is lager dan de vloeigrens van het materiaal, of zelfs lager dan de elastische limiet). Het is de meest voorkomende vorm van vermoeidheidsschade. Vermoeidheid tijdens een hoge cyclus wordt doorgaans vermoeidheid genoemd.
#2
lage cyclusvermoeidheid
Het verwijst naar vermoeidheid onder hoge spanning (werkspanning ligt dicht bij de vloeigrens van het materiaal) of omstandigheden met hoge rek, en het aantal spanningscycli is minder dan 10,000 tot 100,000. Omdat wisselende plastische vermoeiing een grote rol speelt bij deze vermoeiingsschade, wordt dit ook wel plastische vermoeiing of rekvermoeidheid genoemd.
#3
Thermische vermoeidheid
Het verwijst naar de vermoeidheidsschade veroorzaakt door de herhaalde actie van thermische spanning veroorzaakt door temperatuurveranderingen.
#4
corrosie vermoeidheid
Het verwijst naar de vermoeidheidsschade veroorzaakt door machineonderdelen onder de gecombineerde werking van wisselende belastingen en corrosieve media (zoals zuren, logen, zeewater, reactieve gassen, enz.).
#5
contactvermoeidheid
Dit heeft betrekking op het contactoppervlak van machineonderdelen. Onder de herhaalde actie van contactspanning verschijnen putjes en afbladdering of oppervlakteverbrijzeling en afbladdering, wat resulteert in defecten en schade aan de machineonderdelen.
Vol.2
Plasticiteit
Plasticiteit verwijst naar het vermogen van een metalen materiaal om permanente vervorming (plastische vervorming) te veroorzaken zonder te worden vernietigd onder invloed van externe belastingskrachten. Wanneer een metalen materiaal wordt uitgerekt, zullen zowel de lengte als het dwarsdoorsnedeoppervlak veranderen. Daarom kan de plasticiteit van metaal worden gemeten aan de hand van twee indicatoren: de verlenging van de lengte (rek) en de krimp van de dwarsdoorsnede (krimping van het gebied).
Hoe groter de rek en oppervlaktekrimp van een metalen materiaal, hoe beter de plasticiteit van het materiaal, dat wil zeggen dat het materiaal zonder schade grote plastische vervormingen kan weerstaan. Over het algemeen worden metalen materialen met een rek van meer dan 5% plastic materialen genoemd (zoals koolstofarm staal, enz.), terwijl metalen materialen met een rek van minder dan 5% brosse materialen worden genoemd (zoals grijs gietijzer, enz.). . Een materiaal met een goede plasticiteit kan plastische vervorming veroorzaken in een groot macroscopisch bereik, en tegelijkertijd kan het metalen materiaal worden versterkt door plastische vervorming, waardoor de sterkte van het materiaal wordt verbeterd en het veilige gebruik van onderdelen wordt gegarandeerd. Bovendien kunnen materialen met een goede plasticiteit soepel bepaalde vormprocessen ondergaan, zoals stempelen, koud buigen, koud trekken, rechttrekken, enz. Daarom moeten ze bij het selecteren van metalen materialen voor mechanische onderdelen aan bepaalde plasticiteitsindicatoren voldoen.
Vol.3
Duurzaamheid
De belangrijkste vormen van metaalcorrosie in gebouwen:
(1) Uniforme corrosie. Corrosie op het metalen oppervlak zorgt ervoor dat de doorsnede gelijkmatig dunner wordt. Daarom wordt de jaarlijkse gemiddelde dikteverlieswaarde vaak gebruikt als indicator voor de corrosieprestaties (corrosiesnelheid). Staal corrodeert over het algemeen gelijkmatig in de atmosfeer.
(2) Corrosie door speleologie. Het metaal corrodeert plaatselijk en vormt diepe putten. Het optreden van putcorrosie houdt verband met de aard van het metaal en het medium waarin het zich bevindt. Putcorrosie komt vaak voor in media die chloorzouten bevatten. De maximale gatdiepte wordt vaak gebruikt als evaluatie-index voor putcorrosie. De corrosie van pijpleidingen wordt meestal veroorzaakt door putcorrosie.
(3) Galvanische corrosie. Corrosie veroorzaakt door verschillende potentiëlen op de contactpunten van verschillende metalen.
(4) Spleetcorrosie. Lokale corrosie komt vaak voor op metalen oppervlakken in spleten of andere verborgen gebieden als gevolg van verschillen in de samenstelling en concentratie van het medium tussen verschillende onderdelen.
(5) Spanningscorrosie. Onder de gecombineerde werking van corrosieve media en hoge trekspanning corrodeert het metalen oppervlak en zet het naar binnen uit in microscheurtjes, wat vaak leidt tot plotselinge breuk. Dit falen kan optreden bij zeer sterke stalen staven (draden) in beton.
Vol.4
hardheid
Hardheid geeft het vermogen van een materiaal aan om weerstand te bieden aan harde voorwerpen die in het oppervlak drukken. Het is een van de belangrijke prestatie-indicatoren van metalen materialen. Over het algemeen geldt: hoe hoger de hardheid, hoe beter de slijtvastheid. Veelgebruikte hardheidsindicatoren zijn Brinell-hardheid, Rockwell-hardheid en Vickers-hardheid.
Brinell-hardheid (HB): Druk een gehard stalen kogel van een bepaalde grootte (meestal 10 mm in diameter) met een bepaalde belasting (meestal 3000 kg) in het oppervlak van het materiaal en bewaar deze gedurende een bepaalde periode. Nadat de belasting is verwijderd, is de verhouding tussen de belasting en het indrukkingsgebied de Brinell-hardheidswaarde (HB), de eenheid is kilogramkracht/mm2 (N/mm2).
Rockwell hardness (HR): When HB>450 of het monster is te klein, de Brinell-hardheidstest kan niet worden gebruikt en in plaats daarvan wordt de Rockwell-hardheidsmeting gebruikt. Het maakt gebruik van een diamanten kegel met een tophoek van 120 graden of een stalen kogel met een diameter van 1,59 of 3,18 mm om onder een bepaalde belasting in het oppervlak van het te testen materiaal te drukken, en de hardheid van het materiaal wordt berekend op basis van de diepte van de inkeping. Afhankelijk van de verschillende hardheid van het testmateriaal kunnen verschillende indenters en totale testdrukken worden gebruikt om verschillende Rockwell-hardheidsschalen te vormen. Elke schaal is gemarkeerd met een letter achter het Rockwell-hardheidssymbool HR. De algemeen gebruikte Rockwell-hardheidsschalen zijn A, B en C (HRA, HRB, HRC). Onder hen is de C-schaal de meest gebruikte.
HRA: Het is de hardheid die wordt verkregen door het gebruik van een diamanten kegelindringer met een gewicht van 60 kg, die wordt gebruikt voor extreem harde materialen (zoals hardmetaal, enz.).
HRB: Het is de hardheid die wordt verkregen door een belasting van 100 kg en een kogel van gehard staal met een diameter van 1,58 mm te gebruiken. Het wordt gebruikt voor materialen met een lagere hardheid (zoals gegloeid staal, gietijzer, enz.).
HRC: De hardheid wordt verkregen met behulp van een belasting van 150 kg en een diamantkegelindringer, en wordt gebruikt voor materialen met een zeer hoge hardheid (zoals gehard staal, enz.).
Vickers-hardheid (HV): Gebruik een belasting van maximaal 120 kg en een diamanten vierkante kegelindringer met een tophoek van 136 graden om in het oppervlak van het materiaal te drukken. Verdeel het oppervlak van de inkepingskuilen in het materiaal door de belastingswaarde, wat de Vickers-hardheidswaarde (HV) is. De hardheidstest is de eenvoudigste en gemakkelijkste testmethode bij het testen van mechanische eigenschappen. Om hardheidstesten te gebruiken ter vervanging van bepaalde testen op mechanische eigenschappen, is bij de productie een nauwkeuriger conversierelatie tussen hardheid en sterkte nodig. De praktijk heeft uitgewezen dat er bij benadering een overeenkomstige relatie bestaat tussen verschillende hardheidswaarden van metalen materialen en tussen hardheidswaarden en sterktewaarden. Omdat de hardheidswaarde wordt bepaald door de aanvankelijke weerstand tegen plastische vervorming en de voortdurende weerstand tegen plastische vervorming, geldt: hoe hoger de sterkte van het materiaal, hoe hoger de weerstand tegen plastische vervorming en hoe hoger de hardheidswaarde.
Eigenschappen van metalen materialen
De prestaties van metalen materialen bepalen het toepassingsgebied van het materiaal en de rationaliteit van de toepassing ervan. De eigenschappen van metalen materialen zijn hoofdzakelijk onderverdeeld in vier aspecten, namelijk: mechanische eigenschappen, chemische eigenschappen, fysische eigenschappen en proceseigenschappen.
Vol.1
Mechanische eigenschappen
Spanning: De kracht die wordt uitgeoefend per eenheid dwarsdoorsnedeoppervlak binnen een object wordt spanning genoemd. De spanning veroorzaakt door externe krachten wordt werkspanning genoemd, en de spanning die in het object in evenwicht is zonder externe kracht wordt interne spanning genoemd (zoals weefselspanning, thermische spanning, restspanning die overblijft na het verwerkingsproces).
Mechanische eigenschappen: Wanneer een metaal onder bepaalde temperatuuromstandigheden wordt blootgesteld aan externe krachten (belasting), wordt het vermogen om vervorming en breuk te weerstaan de mechanische eigenschappen van het metalen materiaal genoemd (ook wel mechanische eigenschappen genoemd). Er zijn vele vormen van belastingen die metalen materialen dragen, dit kunnen statische belastingen of dynamische belastingen zijn, waaronder trekspanning, drukspanning, buigspanning, schuifspanning, torsiespanning, maar ook wrijving, trillingen, schokken, enz. Daarom is de De belangrijkste indicatoren voor het meten van de mechanische eigenschappen van metalen materialen zijn onder meer de volgende.
1.1
kracht
Dit vertegenwoordigt het maximale vermogen van een materiaal om weerstand te bieden aan vervorming en schade onder invloed van externe krachten, en kan worden onderverdeeld in treksterktelimiet (σb), buigsterktelimiet (σbb), druksterktelimiet (σbc), enz. Omdat metaal materialen volgen bepaalde regels, van vervorming tot vernietiging onder invloed van externe krachten, trekproeven worden meestal gebruikt voor metingen, dat wil zeggen dat van de metalen materialen monsters met bepaalde specificaties worden gemaakt en op een trekbank worden uitgerekt tot de test. pauzes omvatten de gemeten sterkte-indicatoren voornamelijk:
(1) Sterktelimiet: De maximale spanning die een materiaal kan weerstaan aan breuk onder invloed van externe krachten, verwijst doorgaans naar de treksterktelimiet onder invloed van spanning, uitgedrukt als σb, zoals de sterktelimiet die overeenkomt met het hoogste punt b in de trekproefcurve, veelgebruikte eenheden. Het is megapascal (MPa) en de conversierelatie is: 1 MPa=1N/m2=(9,8)-1kgf/mm2 of 1kgf/mm2=9.8MPa.
(2) Grenswaarde voor de rekgrens: Wanneer de externe kracht die een monster van metaalmateriaal ondergaat de elastische limiet van het materiaal overschrijdt, ondergaat het monster, hoewel de spanning niet langer toeneemt, nog steeds duidelijke plastische vervorming. Dit fenomeen wordt meegeven genoemd, dat wil zeggen dat het materiaal tot op zekere hoogte bestand is tegen de externe kracht. Wanneer deze graad wordt bereikt, is de vervorming niet langer evenredig aan de externe kracht en treedt er duidelijke plastische vervorming op. De spanning waarbij vloei optreedt, wordt de vloeigrens genoemd, weergegeven door σs, en het S-punt dat overeenkomt met de trekproefcurve wordt het vloeigrens genoemd. Voor materialen met een hoge plasticiteit zal er een duidelijk vloeipunt op de trekcurve zijn, terwijl er voor materialen met een lage plasticiteit geen duidelijk vloeipunt is, waardoor het moeilijk wordt om de vloeigrens te berekenen op basis van de externe kracht op het vloeipunt. Daarom wordt bij de trekproefmethode de spanning wanneer de meetlengte op het proefstuk 0,2% plastische vervorming veroorzaakt, gewoonlijk gespecificeerd als de voorwaardelijke vloeigrens, uitgedrukt als σ0.2. De vloeigrensindex kan worden gebruikt als basis voor een ontwerp dat vereist dat onderdelen tijdens bedrijf geen significante plastische vervorming veroorzaken. Voor sommige belangrijke onderdelen wordt echter ook aangenomen dat er een kleinere verhouding tussen vloeigrens en sterkte (dat wil zeggen σs/σb) nodig is om de veiligheid en betrouwbaarheid ervan te verbeteren. De materiaalbenuttingsgraad is op dit moment echter ook laag.
(3) Elasticiteitslimiet: Het materiaal zal vervormen onder invloed van externe kracht, maar het vermogen om terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm nadat de externe kracht is opgeheven, wordt elasticiteit genoemd. De maximale spanning waarbij een metalen materiaal elastische vervorming kan handhaven is de elastische limiet, die overeenkomt met punt e in de trekproefcurve en wordt weergegeven door σe in megapascal (MPa): σe=Pe/Fo, waarbij Pe is de elastische limiet. De maximale externe kracht (of de belasting bij maximale elastische vervorming van het materiaal).
(4) Elasticiteitsmodulus: Dit is de verhouding van de spanning σ tot de rek δ (de eenheidsvervorming die overeenkomt met de spanning) van het materiaal binnen het elastische limietbereik, uitgedrukt door E, in megapascal (MPa): E{{1 }}σ/δ =tg . In de formule is dit de hoek tussen de oe-lijn op de trekproefcurve en de horizontale as ox. De elastische modulus is een indicator die de stijfheid van een metalen materiaal weerspiegelt (het vermogen van een metalen materiaal om elastische vervorming te weerstaan onder spanning wordt stijfheid genoemd).
1.2
Plasticiteit
Het maximale vermogen van een metalen materiaal om permanente vervorming te veroorzaken zonder vernietiging onder invloed van externe krachten wordt plasticiteit genoemd. Het wordt gewoonlijk gemeten als de verlenging van de monsterlengte δ (%) en de krimp van de monstersectie ψ (%) verlenging δ tijdens de trekproef. {{0}}[(L1-L0)/L0]x100%, wat het verschil is ( toename) tussen de meetlengte L1 nadat het monster is gebroken en de breuken van het monster zijn samengevoegd tijdens de trekproef, en de oorspronkelijke meetlengte van het monster L0 Vergeleken met L0. Bij daadwerkelijke tests zal de gemeten rek van trekmonsters van hetzelfde materiaal maar met verschillende specificaties (diameter, vorm van de dwarsdoorsnede - zoals vierkant, rond, rechthoekig en meetlengte) verschillend zijn, dus speciale toevoegingen zijn over het algemeen vereist, zoals Voor het meest gebruikte proefstuk met ronde dwarsdoorsnede wordt de rek gemeten wanneer de aanvankelijke meetlengte 5 maal de diameter van het proefstuk bedraagt, uitgedrukt als δ5, terwijl de rek gemeten wanneer de aanvankelijke meetlengte 10 maal de proefstukdiameter is. wordt uitgedrukt als δ10 . Doorsnedekrimp ψ=[(F0-F1)/F0]x100%, wat het verschil is tussen het oorspronkelijke dwarsdoorsnedeoppervlak F0 nadat het monster tijdens de trekproef gebroken is, en de minimale dwarsdoorsnede doorsnedegebied F1 bij de smalle hals van de fractuur (sectiereductie) en F0-verhouding. In de praktijk kunnen de meest gebruikte monsters met ronde dwarsdoorsnede meestal worden berekend door middel van diametermeting: ψ=[1-(D1/D0)2]x100%, waarbij: D0- oorspronkelijke diameter van het monster; D1-fractuur nadat het monster is gebroken Minimale diameter bij de nek. Hoe groter de δ- en ψ-waarden zijn, hoe beter de plasticiteit van het materiaal is.
1.3
taaiheid
Het vermogen van een metallisch materiaal om schade onder impactbelasting te weerstaan, wordt taaiheid genoemd. Meestal wordt de botstest gebruikt, dat wil zeggen dat wanneer een metaalmonster van een bepaalde grootte en vorm wordt gebroken onder een impactbelasting op een gespecificeerd type impacttestmachine, de impactenergie die wordt verbruikt per eenheid dwarsdoorsnedeoppervlak op het breukoppervlak is gebruikt om de taaiheid van het materiaal te karakteriseren: k=Ak/ F. Eenheid J/cm2 of Kg·m/c m2, 1Kg·m/cm2=9.8J/cm2. k wordt de slagvastheid van het metalen materiaal genoemd, Ak is de slagenergie en F is het oorspronkelijke dwarsdoorsnedeoppervlak van de breuk.
1.4
Vermoeidheidsprestaties
Vermoeiingssterktelimiet Het fenomeen dat metalen materialen breken zonder significante vervorming onder langdurige herhaalde spanning of wisselende spanning (de spanning is over het algemeen minder dan de vloeigrenssterkte σs) wordt vermoeiingsschade of vermoeiingsbreuk genoemd. Dit komt door het feit dat een lokaal deel van het oppervlak van het onderdeel een spanning (spanningsconcentratie) veroorzaakt groter dan σs of zelfs groter dan σb, waardoor plastische vervorming of microscheurtjes in dit onderdeel ontstaan. Naarmate het aantal herhaalde wisselende spanningen toeneemt, breiden de scheuren zich geleidelijk uit en verdiepen ze zich (aan de scheurpunt). Spanningsconcentratie) zorgt ervoor dat het werkelijke dwarsdoorsnedeoppervlak van het lokale gebied dat spanning draagt, afneemt totdat de lokale spanning groter is dan σb en er breuk optreedt. In praktische toepassingen wordt het monster doorgaans onderworpen aan herhaalde of wisselende spanningen (trekspanning, drukspanning, buig- of torsiespanning, enz.) binnen een bepaald aantal cycli (doorgaans 106 tot 107 keer voor staal en 106 tot 107 keer voor non-ferrometalen). Neem 108 keer) als de maximale spanning die zonder breuk kan weerstaan als de vermoeiingssterktelimiet, uitgedrukt door σ-1, in MPa.
Naast de hierboven genoemde meest gebruikte indicatoren voor mechanische eigenschappen, vereisen sommige materialen met bijzonder strenge eisen, zoals metalen materialen die worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, de nucleaire industrie, energiecentrales, enz. ook de volgende indicatoren voor mechanische eigenschappen.
Kruiplimiet: Onder een bepaalde temperatuur en constante trekbelasting wordt het fenomeen van plastische vervorming van materialen langzaam in de tijd kruip genoemd. Gewoonlijk wordt een trek-kruiptest bij hoge temperatuur gebruikt, dat wil zeggen, bij constante temperatuur en constante trekbelasting, de kruiprek (totale rek of resterende rek) van het monster binnen een gespecificeerde tijd of wanneer de kruipreksnelheid relatief constant is. fase wordt de maximale spanning wanneer de kruipsnelheid een bepaalde gespecificeerde waarde niet overschrijdt, beschouwd als de kruiplimiet, uitgedrukt in MPa, waarbij τ de testduur is, t de temperatuur is, δ de rek is en σ de spanning is; of Uitgedrukt in , V is de kruipsnelheid.
Maximale treksterkte bij hoge temperaturen: de maximale spanning die het monster de gespecificeerde duur kan bereiken zonder te breken onder invloed van constante temperatuur en constante trekbelasting.
Gevoeligheidscoëfficiënt voor metaalkerf: Kτ vertegenwoordigt de spanningsverhouding van het gekerfde proefstuk tot het niet-gekerfde gladde proefstuk wanneer de duur hetzelfde is (treksterktetest bij hoge temperatuur).
Thermische weerstand: De weerstand van een materiaal tegen mechanische belasting bij hoge temperaturen.
Vol.2
chemische eigenschappen
De eigenschap van metalen om chemische reacties met andere stoffen te veroorzaken, wordt de chemische eigenschappen van metalen genoemd. In praktische toepassingen zijn de belangrijkste overwegingen de corrosieweerstand en oxidatieweerstand van metalen (ook wel oxidatieweerstand genoemd, wat specifiek verwijst naar de weerstand of stabiliteit van metalen tegen oxidatie bij hoge temperaturen), evenals de relatie tussen verschillende metalen, en de relatie tussen metalen en metalen. De effecten van verbindingen gevormd tussen niet-metalen op mechanische eigenschappen, enz. Onder de chemische eigenschappen van metalen, vooral de corrosieweerstand, is deze van groot belang voor de schade door corrosiemoeheid van metalen.
Vol.3
Fysieke eigenschappen
Bij de fysische eigenschappen van metalen wordt voornamelijk rekening gehouden met:
(1) Dichtheid (soortelijk gewicht): ρ=P/V, eenheid: g/kubieke centimeter of ton/kubieke meter, waarbij P het gewicht is en V het volume. In praktische toepassingen is het, naast het berekenen van het gewicht van metalen onderdelen op basis van dichtheid, belangrijk om rekening te houden met de specifieke sterkte van het metaal (de verhouding tussen sterkte σb en dichtheid ρ) om de materiaalkeuze te vergemakkelijken, evenals de akoestische impedantie in akoestische tests gerelateerd aan niet-destructief testen (het product van dichtheid ρ en geluidssnelheid C) en bij stralingsdetectie hebben materialen met verschillende dichtheden verschillende absorptiemogelijkheden voor stralingsenergie, enz.
(2) Smeltpunt: de temperatuur waarbij metaal overgaat van vast naar vloeibaar. Het heeft een directe impact op het smelten en thermisch verwerken van metalen materialen en heeft een goede relatie met de hoge temperatuureigenschappen van het materiaal.
(3) Thermische uitzetting: Naarmate de temperatuur verandert, verandert ook het volume van het materiaal (zet uit of krimpt). Dit fenomeen wordt thermische uitzetting genoemd. Het wordt vaak gemeten aan de hand van de lineaire uitzettingscoëfficiënt. Dat wil zeggen, wanneer de temperatuur met 1 graad verandert, is de toename of afname van de lengte van het materiaal gelijk aan 0 De verhouding van lengtes in graden. Thermische uitzetting houdt verband met de soortelijke warmte van het materiaal. In praktische toepassingen moet ook rekening worden gehouden met een specifiek volume (wanneer het materiaal wordt beïnvloed door externe invloeden zoals temperatuur, neemt het volume van het materiaal per gewichtseenheid toe of af, dat wil zeggen de verhouding tussen volume en massa), vooral voor degenen die werken in omgevingen met hoge temperaturen, of in koude of warme omstandigheden. Voor metalen onderdelen die in wisselende omgevingen werken, moet rekening worden gehouden met de impact van hun uitzettingseigenschappen.
(4) Magnetisme: De eigenschap die ferromagnetische objecten kan aantrekken is magnetisme, dat wordt weerspiegeld in parameters zoals magnetische permeabiliteit, hysteresisverlies, resterende magnetische inductie-intensiteit, coërcitiefkracht, enz., zodat metalen materialen kunnen worden onderverdeeld in paramagnetisch, diamagnetisch , zachte magnetische en harde magnetische materialen.
(5) Elektrische eigenschappen: Houd vooral rekening met de elektrische geleidbaarheid, die van invloed is op de weerstand en het wervelstroomverlies bij elektromagnetische niet-destructieve tests.
Vol.4
Procesprestaties
Het aanpassingsvermogen van metaal aan verschillende verwerkingsmethoden wordt procesprestaties genoemd en omvat voornamelijk de volgende vier aspecten:
(1) Snijprestaties: weerspiegelt de moeilijkheid van het snijden van metalen materialen met snijgereedschappen (zoals draaien, frezen, schaven, slijpen, enz.).
(2) Smedbaarheid: weerspiegelt de moeilijkheid van het vormen van metalen materialen tijdens drukverwerking, zoals de plasticiteit van het materiaal wanneer het tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd (weergegeven als de grootte van de weerstand tegen plastische vervorming) en het temperatuurbereik dat hete druk mogelijk maakt verwerking Grootte, thermische uitzettings- en krimpkarakteristieken en de grenzen van kritische vervorming gerelateerd aan microstructuur en mechanische eigenschappen, vloeibaarheid en thermische geleidbaarheid van metaal tijdens thermische vervorming, enz.
(3) Gietbaarheid: weerspiegelt de moeilijkheid van het smelten en gieten van een metaalmateriaal in een gietstuk, wat tot uiting komt door de vloeibaarheid, luchtvanger, oxidatie, smeltpunt in de gesmolten toestand, de uniformiteit en compactheid van de microstructuur van het gietstuk, en de kou Krimp, enz.
(4) Lasbaarheid: weerspiegelt de moeilijkheid van snelle lokale verwarming van metalen materialen om de verbindingsdelen snel te laten smelten of halfsmelten (druk is vereist), zodat de verbindingsdelen stevig aan elkaar kunnen worden gehecht om een geheel te vormen. Het wordt uitgedrukt als smeltpunt, absorbeerbaarheid, oxidatie, thermische geleidbaarheid, thermische uitzettings- en krimpkarakteristieken, plasticiteit tijdens het smelten, correlatie met de microstructuur van verbindingen en nabijgelegen materialen, en impact op mechanische eigenschappen, enz.
