力学性能定义.docx

力学性能-定义力学性能：材料的力学性能是指材料在不同环境(温度、介质、湿度)下，承受各种外加载荷(拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等)时所表现出的力学特征一般来说金属的力学性能分为十种：1 .脆性脆性是指材料在损坏之前没有发生塑性变形的一种特性。它与韧性和塑性相反。脆性材料没有屈服点，有断裂强度和极限强度，并且二者几乎一样。铸铁、陶瓷、混凝土及石头都是脆性材料。与其他许多工程材料相比，脆性材料在拉伸方面的性能较弱，对脆性材料通常采用压缩试验进行评定。2 .强度：金属材料在静载荷作用下抵抗永久变形或断裂的能力.同时，它也可以定义为比例极限、屈服强度、断裂强度或极限强度。没有一个确切的单一参数能够准确定义这个特性。因为金属的行为随着应力种类的变化和它应用形式的变化而变化。强度是一个很常用的术语。3 .塑性：金属材料在载荷作用下产生永久变形而不破坏的能力.塑性变形发生在金属材料承受的应力超过塑性极限并且载荷去除之后，此时材料保留了一部分或全部载荷时的变形.4 .硬度：金属材料表面抵抗比他更硬的物体压入的能力5 .韧性：金属材料抵抗冲击载荷而不被破坏的能力.韧性是指金属材料在拉应力的作用下，在发生断裂前有一定塑性变形的特性。金、铝、铜是韧性材料，它们很容易被拉成导线。6 .疲劳强度：材料零件和结构零件对疲劳破坏的抗力7 .弹性弹性是指金属材料在外力消失时，能使材料恢复原先尺寸的一种特性。钢材在到达弹性极限前是弹性的。8 .延展性延展性是指材料在压应力的作用下，材料断裂前承受一定塑性变形的特性。塑性材料一般使用轧制和锻造工艺。钢材既是塑性的也是具有延展性的。9 .刚性刚性是金属材料承受较高应力而没有发生很大应变的特性。刚性的大小通过测量材料的弹性模量E来评价。10 .屈服点或屈服应力屈服点或屈服应力是金属的应力水平，用MPa度量。在屈服点以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。以上，当外来载荷撤除后，金属的变形仍然存在，金属材料发生了塑性变形。钢材力学性能是保证钢材最终使用性能(机械性能)的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。在钢管标准中，根据不同的使用要求，规定了拉伸性能(抗拉强度、屈服强度或屈服点、伸长率)以及硬度、韧性指标，还有用户要求的高、低温性能等。抗拉强度(b)试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力(Fb),出以试样原横截面积(So)所得的应力(),称为抗拉强度(b),单位为Nmm2(MPa)o它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为：式中：Fb-试样拉断时所承受的最大力，N(牛顿)；So-试样原始横截面积，mm2。屈服点(s)具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加(保持恒定)仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为Nmm2(MPa)o上屈服点（su）:试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（OS1）：当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。屈服点的计算公式为：式中：Fs-试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So-试样原始横截面积，mm2。断后伸长率（）在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以表示，单位为。计算公式为：式中：Ll-试样拉断后的标距长度，mm；L0-试样原始标距长度，mm。断面收缩率（）在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以表示，单位为。计算公式如下：式中：SO-试样原始横截面积，mm2；S1-试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。硬度指标金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。A、布氏硬度（HB）用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为Nmm2（MPa）o其计算公式为：式中：F-压入金属试样表面的试验力，N；D-试验用钢球直径，mm；d-压痕平均直径，mm。测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450Nmm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d来表示该材料的硬度，既直观，又方便。举例：120HBSIO/1000130：表示用直径Iomm钢球在IOOOKgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120Nmm2（MPa）0无缝钢管