1.1 金属材料的力学性能
力学性能是指材料在外力作用下所表现出来的特性。力学性能主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
1.强度
金属抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。工程中常用的强度指标是屈服极限和抗拉强度极限。屈服极限以符号σs表示,单位为MPa。屈服极限代表材料抵抗微量塑性变形的能力。抗拉强度极限以符号σb表示,单位为MPa。抗拉强度极限代表材料抵抗断裂的能力。
2.塑性
材料在断裂前发生不可逆塑性变形的能力称为塑性。常用的判据是断后伸长率(用符号δ表示)和断面收缩率(用符号表示)。断后伸长率和断面收缩率的数值越大,则材料的塑性越好。
3.硬度
材料抵抗局部变形,尤其是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度,它是衡量金属软硬程度的判据。材料的硬度是用专门的硬度试验计测定的。常用的硬度有布氏硬度和洛氏硬度两种。
布氏硬度试验是用淬硬钢球(或硬质合金球)为压头,以规定的压力将其压入被测材料表面,停留一段时间后卸载,测量其表面的压痕直径。按照国家标准规定,布氏硬度用HB表示。当压头为淬火钢球时,表示为HBS;当压头为硬质合金球时,表示为HBW。
洛氏硬度试验是用顶角为120°的金刚石圆锥体(或直径为1.588mm的淬硬钢球)为压头,在规定的压力下压入工件表面。洛氏硬度值使用最广泛的是HRC,它可以从硬度计的刻度盘上直接读取。洛氏硬度HRC应用于淬火钢、调质钢等,比如热处理后车刀刀头、钻头、锉刀的硬度约为60H RC左右。
4.韧性
韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力。金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而减小。
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