金属的机械性能-电焊培训

金属的机械性能-电焊培训

金属的机械性能

所谓金属的机械性能就是金属抵抗外力的能力，机械性能的基本 指标有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳等。

（一）强度与塑性

1 •强度

强度是金属承受载荷（外力）而不致断裂的能力，强度通过拉伸 试验机拉伸试样获得。将材料按规定加工成一定形状和尺寸的试样, 将试样置于拉伸试验机中，按规定标准加轴向载荷，直至试样被拉断

为止。

当载荷不再增加的情况下，试样却会继续伸长，把这种现象称 为“屈服” n产生屈服现象时的应力，称为屈服强度，是表示材料抵 抗塑性变形的能力n屈服强度以6表示，通过屈服时所承受的载荷除 以试样的原始横截面积得到，度量单位为MPa。

抗拉强度是试样抵抗被拉断的能力，是试样在拉断前所能承受的 最大标称拉应力n抗拉强度以6表示，度量单位为MPa,抗拉强度通 过拉断前试样所承受的最大载荷除以试样的原始横截面积得到。

2 •塑性

塑性是指金属材料在外力作用下，产生塑性变形而不被破坏的能 力，衡量塑性的指标有延伸率（5）、断面收缩率 W）和弯曲角 （a）。

延伸率是指断裂后试样的残余总变形量与原始长度的百分比。断 面收缩率是指试样拉断后断口面积的缩减量与原截面面积之比值，同 样用百分率来表示。弯曲角是指一定形状和尺寸的试样，在被弯曲到 出现第一条裂缝时所测得的角度，用a表示，如图所示。

由于弯曲时试样与压头接触的一面受压缩，另一面受拉伸，弯曲 角度越大时，试样在出现裂纹前的变形也越大，即塑性越好，当弯曲 角等于180。时塑性最好。

（-）硬度与韧性

仁硬度

硬度是金属材料表面抵抗其他更硬物体压入的能力，常用的硬度 指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HR）和维氏硬度（HV）等，

布氏硬度常用来测量硬度不高的材料，而且.通常根据测得的布 氏硬度近似计算出其抗拉强度，对于低碳钢，crb=0.36HB：对于高碳 钢，ab=0.34HB；对于调质合金钢，ab=0.325HB =

洛氏硬度可分为A、B、C三级，分别表示为HRA、HRB、HRC, 生产中常用的是C级。洛氏硬度常用于测量硬度较高的材料，如淬硬 钢等°洛氏硬度的数值没有单位，当HB>220时，洛氏硬度和布氏硬 度值的关系大致为1 ： Wo

维氏硬度主要用于测定材料表面薄硬层的硬度，此外，材料或焊 缝区显微组织的硬度也常用HV测定。

2 •韧性

韧性（冲击韧性）是承受冲击载荷的零件，要求材料应具有抵抗 冲击载荷而不被破坏的能力，它表示金属经受突然施加较大冲击力的 能力，即在冲击载荷作用下，衡量金属在断裂前吸收变形能量能力的 指标。

冲击韧性通过冲击试验测定，冲击试验是将被测试的金属材料加 工成一定形状和尺寸的试样，放在专用的冲击试验机上，并加上一定 的冲击载荷将试样打断，试验机一般采用悬臂梁式试验机，

焊接接头的冲击试验可用来测定焊接接头的冲击韧性和缺口敏感

性，作为评定材料断裂韧性和时效敏感性的一个指标。

（三）疲劳

有许多机械结构是在变动的载荷下工作，它的安全使用性能就不 能以一般的强度要求来考虑。这是因为它承受着不断变化的工作应力, 结果可能在远低于该材料抗拉强度（甚至低于屈服强度）的情况下， 就发生断裂,这种现象称为金属材料的疲劳，在受到交变载荷的情况 下尤其如此。在机械结构的使用过程中不允许产生疲劳，应保证在无 数次交变载荷作用下仍不会断裂，这时的最大应力值称为疲劳强度。

提高材料的疲劳强度，可通过改善结构的形状、避免应力集中， 提高表面光洁度和进行表面强化措施来实现°