Είδη μεταλλικών υλικών
Τα μεταλλικά υλικά συνήθως χωρίζονται σε σιδηρούχα μέταλλα, μη σιδηρούχα μέταλλα και ειδικά μεταλλικά υλικά.

(1) Το μαύρο μέταλλο, γνωστό και ως υλικά χάλυβα, περιλαμβάνει βιομηχανικό καθαρό σίδηρο με περιεκτικότητα πάνω από 90% σε σίδηρο, χυτοσίδηρο με περιεκτικότητα 2% -4% σε άνθρακα, ανθρακούχο χάλυβα με περιεκτικότητα λιγότερο από 2% σε άνθρακα, καθώς και δομικό χάλυβα, ανοξείδωτος χάλυβας, ανθεκτικός στη θερμότητα χάλυβας, κράματα υψηλής θερμοκρασίας, ανοξείδωτος χάλυβας, κράματα ακριβείας κ.λπ. για διάφορους σκοπούς.Σε γενικές γραμμές, τα μαύρα μέταλλα περιλαμβάνουν επίσης χρώμιο, μαγγάνιο και τα κράματά τους.

(2) Τα μη σιδηρούχα μέταλλα αναφέρονται σε όλα τα μέταλλα και τα κράματά τους εκτός από τον σίδηρο, το χρώμιο και το μαγγάνιο, που συνήθως χωρίζονται σε ελαφρά μέταλλα, βαρέα μέταλλα, πολύτιμα μέταλλα, ημιμέταλλα, σπάνια μέταλλα και μέταλλα σπανίων γαιών.Η αντοχή και η σκληρότητα των μη σιδηρούχων κραμάτων είναι γενικά υψηλότερες από τα καθαρά μέταλλα και έχουν υψηλή αντίσταση και χαμηλό συντελεστή αντίστασης θερμοκρασίας.

(3) Ειδικά μεταλλικά υλικά, συμπεριλαμβανομένων δομικών και λειτουργικών μεταλλικών υλικών για διαφορετικούς σκοπούς.Μεταξύ αυτών είναι άμορφα μεταλλικά υλικά που λαμβάνονται μέσω ταχείας διαδικασίας συμπύκνωσης, καθώς και οιονεί κρυσταλλικά, μικροκρυσταλλικά, νανοκρυσταλλικά μεταλλικά υλικά κ.λπ.Υπάρχουν επίσης ειδικά λειτουργικά κράματα όπως stealth, αντίσταση υδρογόνου, υπεραγωγιμότητα, μνήμη σχήματος, αντοχή στη φθορά, μείωση κραδασμών και απόσβεση, καθώς και σύνθετα υλικά μεταλλικής μήτρας.

Ιδιότητες μεταλλικού υλικού
Γενικά χωρίζεται σε δύο κατηγορίες: απόδοση διεργασίας και απόδοση χρήσης.Η λεγόμενη απόδοση διεργασίας αναφέρεται στην απόδοση μεταλλικών υλικών κάτω από καθορισμένες συνθήκες κρύας και ζεστής εργασίας κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κατεργασίας και κατασκευής μηχανικών μερών.Η ποιότητα της τεχνολογικής απόδοσης των μεταλλικών υλικών καθορίζει την προσαρμοστικότητά τους στην επεξεργασία και τη διαμόρφωση κατά τη διαδικασία κατασκευής.Λόγω των διαφορετικών συνθηκών επεξεργασίας, η απαιτούμενη απόδοση της διεργασίας ποικίλλει επίσης, όπως η απόδοση χύτευσης, η συγκολλησιμότητα, η ελαστικότητα, η απόδοση θερμικής επεξεργασίας, η απόδοση κοπής κ.λπ.

Η λεγόμενη απόδοση αναφέρεται στην απόδοση μεταλλικών υλικών που παρουσιάζουν τα μηχανικά μέρη υπό συνθήκες χρήσης, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών ιδιοτήτων, των φυσικών ιδιοτήτων, των χημικών ιδιοτήτων κ.λπ. Η απόδοση των μεταλλικών υλικών καθορίζει το εύρος χρήσης και τη διάρκεια ζωής τους.Στη βιομηχανία μηχανικής κατασκευής, τα μηχανικά μέρη χρησιμοποιούνται γενικά σε κανονική θερμοκρασία, κανονική πίεση και εξαιρετικά διαβρωτικά μέσα, και κάθε μηχανικό μέρος θα φέρει διαφορετικά φορτία κατά τη χρήση.Η αντίσταση των μεταλλικών υλικών σε αστοχία υπό φορτίο ονομάζεται μηχανικές ιδιότητες (παλαιότερα γνωστές και ως μηχανικές ιδιότητες).Οι μηχανικές ιδιότητες των μεταλλικών υλικών είναι η κύρια βάση για το σχεδιασμό και την επιλογή υλικών των εξαρτημάτων.Οι μηχανικές ιδιότητες που απαιτούνται για τα μεταλλικά υλικά θα ποικίλλουν επίσης ανάλογα με τη φύση των εφαρμοζόμενων φορτίων (όπως τάση, συμπίεση, στρέψη, κρούση, κυκλική φόρτιση κ.λπ.).Οι κοινές μηχανικές ιδιότητες περιλαμβάνουν αντοχή, πλαστικότητα, σκληρότητα, αντοχή σε κρούση, αντοχή σε πολλαπλές κρούσεις και όριο κόπωσης.

Χαρακτηριστικά Μεταλλικών Υλικών
1. Κούραση
Πολλά μηχανικά μέρη και εξαρτήματα μηχανικής λειτουργούν υπό εναλλασσόμενα φορτία.Κάτω από τη δράση εναλλασσόμενων φορτίων, αν και το επίπεδο τάσης είναι χαμηλότερο από το όριο απόδοσης του υλικού, μετά από μια μακρά περίοδο επαναλαμβανόμενων κύκλων τάσης, μπορεί επίσης να συμβεί ξαφνική εύθραυστη θραύση, η οποία ονομάζεται κόπωση μεταλλικών υλικών.Τα χαρακτηριστικά της θραύσης λόγω κόπωσης μεταλλικών υλικών είναι:
(1) Η τάση φορτίου εναλλάσσεται.
(2) Ο χρόνος δράσης του φορτίου είναι σχετικά μεγάλος.
(3) Το κάταγμα εμφανίζεται ακαριαία.
(4) Τόσο τα πλαστικά όσο και τα εύθραυστα υλικά είναι εύθραυστα στη ζώνη θραύσης κόπωσης.Έτσι, το κάταγμα κόπωσης είναι η πιο κοινή και επικίνδυνη μορφή κατάγματος στη μηχανική.

Το φαινόμενο κόπωσης των μεταλλικών υλικών μπορεί να χωριστεί στους ακόλουθους τύπους σύμφωνα με διαφορετικές συνθήκες:

#1.Υψηλός κύκλος κόπωσης
Αναφέρεται σε αστοχία κόπωσης με κύκλους καταπόνησης άνω των 100.000 υπό συνθήκες χαμηλής καταπόνησης (καταπόνηση εργασίας μικρότερη από το όριο απόδοσης του υλικού ή ακόμη και χαμηλότερη από το όριο ελαστικότητας).Είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος αποτυχίας κόπωσης.Η κόπωση υψηλού κύκλου αναφέρεται γενικά ως κόπωση.

#2 Κόπωση χαμηλού κύκλου
Αναφέρεται σε κόπωση με κύκλους τάσης κάτω από 10000 έως 100000 υπό υψηλή καταπόνηση (κατάσταση εργασίας κοντά στο όριο απόδοσης του υλικού) ή συνθήκες υψηλής τάσης.Λόγω του σημαντικού ρόλου της εναλλασσόμενης πλαστικής καταπόνησης σε αυτόν τον τύπο αστοχίας κόπωσης, είναι επίσης γνωστή ως πλαστική κόπωση ή κόπωση καταπόνησης.

#3.Θερμική κόπωση
Η ζημιά κόπωσης που προκαλείται από την επαναλαμβανόμενη δράση της θερμικής καταπόνησης που προκαλείται από τις αλλαγές θερμοκρασίας.

#4 Κόπωση από διάβρωση
Η αστοχία κόπωσης των εξαρτημάτων της μηχανής υπό τη συνδυασμένη δράση εναλλασσόμενων φορτίων και διαβρωτικών μέσων (όπως οξέα, αλκάλια, θαλασσινό νερό, ενεργά αέρια κ.λπ.).

#5 Κούραση επαφής
Αυτό αναφέρεται στην εμφάνιση ξεφλούδισμα με κοίλωμα ή ξεφλούδισμα επιφανειακής σύνθλιψης στην επιφάνεια επαφής των εξαρτημάτων της μηχανής υπό την επαναλαμβανόμενη δράση της πίεσης επαφής, με αποτέλεσμα την αστοχία και τη φθορά των εξαρτημάτων.

2. Πλαστικότητα
Η πλαστικότητα αναφέρεται στην ικανότητα ενός μεταλλικού υλικού να υφίσταται μόνιμη παραμόρφωση (πλαστική παραμόρφωση) υπό εξωτερικά φορτία χωρίς να καταστραφεί.Όταν τα μεταλλικά υλικά υπόκεινται σε τάση, τόσο το μήκος όσο και το εμβαδόν της διατομής τους αλλάζουν.Επομένως, η πλαστικότητα των μετάλλων μπορεί να μετρηθεί με δύο δείκτες: επιμήκυνση μήκους (επιμήκυνση) και συρρίκνωση της διατομής (μείωση διατομής).

Όσο μεγαλύτερη είναι η επιμήκυνση και η συρρίκνωση της διατομής ενός μεταλλικού υλικού, τόσο καλύτερη είναι η πλαστικότητά του, που σημαίνει ότι το υλικό μπορεί να αντέξει σημαντική πλαστική παραμόρφωση χωρίς ζημιά.Τα μεταλλικά υλικά με επιμήκυνση μεγαλύτερη από 5% αναφέρονται γενικά ως πλαστικά υλικά (όπως ο χάλυβας χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα), ενώ τα μεταλλικά υλικά με επιμήκυνση μικρότερη από 5% αναφέρονται ως εύθραυστα υλικά (όπως ο γκρίζος χυτοσίδηρος).Ένα υλικό με καλή πλαστικότητα μπορεί να δημιουργήσει πλαστική παραμόρφωση σε μεγάλο μακροσκοπικό εύρος και ταυτόχρονα ενισχύει το μεταλλικό υλικό λόγω πλαστικής παραμόρφωσης, βελτιώνοντας έτσι την αντοχή του υλικού και διασφαλίζοντας την ασφαλή χρήση των εξαρτημάτων.Επιπλέον, τα υλικά με καλή πλαστικότητα μπορούν να υποστούν ομαλά ορισμένες διαδικασίες διαμόρφωσης, όπως σφράγιση, κρύα κάμψη, κρύο τράβηγμα, ίσιωμα κ.λπ. Επομένως, όταν επιλέγετε μεταλλικά υλικά ως μηχανικά μέρη, πρέπει να τηρούνται ορισμένοι δείκτες πλαστικότητας.

3. Ανθεκτικότητα
Οι κύριες μορφές διάβρωσης δομικών μετάλλων:
(1) Ομοιόμορφη διάβρωση.Η διάβρωση στη μεταλλική επιφάνεια προκαλεί ομοιόμορφη λέπτυνση της διατομής.Ως εκ τούτου, η ετήσια μέση τιμή απώλειας πάχους χρησιμοποιείται συνήθως ως δείκτης απόδοσης διάβρωσης (ρυθμός διάβρωσης).Ο χάλυβας γενικά παρουσιάζει ομοιόμορφη διάβρωση στην ατμόσφαιρα.
(2) Διάβρωση πόρων.Το μέταλλο διαβρώνεται με διακεκομμένο σχέδιο και σχηματίζει βαθιά κοιλώματα.Η εμφάνιση διάβρωσης με κοιλότητες σχετίζεται με τη φύση του μετάλλου και του μέσου του.Η διάβρωση των πόρων είναι επιρρεπής σε μέσα που περιέχουν χλωριούχα άλατα.Το μέγιστο βάθος οπής χρησιμοποιείται συνήθως ως δείκτης αξιολόγησης για τη διάβρωση των οπών.Η διάβρωση των σωληνώσεων συχνά εξετάζει το θέμα της διάβρωσης με κοιλότητες.
(3) Γαλβανική διάβρωση.Διάβρωση που προκαλείται από διαφορετικά δυναμικά στα σημεία επαφής διαφορετικών μετάλλων.
(4) Διάβρωση διάκενου.Η τοπική διάβρωση σε μεταλλικές επιφάνειες εμφανίζεται συχνά σε ρωγμές ή άλλες κρυφές περιοχές λόγω διαφορών στη σύνθεση και τη συγκέντρωση των μέσων μεταξύ διαφορετικών τμημάτων.
(5) Διάβρωση λόγω καταπόνησης.Κάτω από τη συνδυασμένη δράση διαβρωτικών μέσων και υψηλής εφελκυστικής τάσης, η μεταλλική επιφάνεια υφίσταται διάβρωση και επεκτείνεται προς τα μέσα σε μικρορωγμές, οδηγώντας συχνά σε ξαφνική θραύση.Οι ράβδοι χάλυβα υψηλής αντοχής (χαλύβδινα σύρματα) σε σκυρόδεμα ενδέχεται να υποστούν τέτοια ζημιά.

4. Σκληρότητα
Η σκληρότητα αντιπροσωπεύει την ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται σε σκληρά αντικείμενα που πιέζουν στην επιφάνειά του.Είναι ένας από τους σημαντικούς δείκτες απόδοσης των μεταλλικών υλικών.Όσο μεγαλύτερη είναι η σκληρότητα, τόσο καλύτερη είναι η αντίσταση στη φθορά.Οι δείκτες σκληρότητας που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν τη σκληρότητα Brinell, τη σκληρότητα Rockwell και τη σκληρότητα Vickers.

Σκληρότητα Brinell (HB): μια σφαίρα από σκληρυμένο χάλυβα συγκεκριμένου μεγέθους (συνήθως διαμέτρου 10 mm) πιέζεται στην επιφάνεια του υλικού υπό ένα ορισμένο φορτίο (συνήθως 3000 kg), διατηρείται για ένα χρονικό διάστημα και μετά την εκφόρτωση, η αναλογία του φορτίου στην περιοχή εσοχής είναι η τιμή σκληρότητας Brinell (HB), μετρούμενη σε χιλιόγραμμα ανά τετραγωνικό μέτρο (N/mm2).

Σκληρότητα Rockwell (HR): όταν HB>450 ή το δείγμα είναι πολύ μικρό, δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η δοκιμή σκληρότητας Brinell και αντί αυτού θα πρέπει να χρησιμοποιείται η μέτρηση σκληρότητας Rockwell.Είναι ένας κώνος διαμαντιού με γωνία κορυφής 120 ° ή μια χαλύβδινη σφαίρα με διάμετρο 1,59 και 3,18 mm, που πιέζεται στην επιφάνεια του δοκιμασμένου υλικού κάτω από ένα ορισμένο φορτίο και η σκληρότητα του υλικού υπολογίζεται από το βάθος η εσοχή.Σύμφωνα με τη διαφορετική σκληρότητα των υλικών δοκιμής, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές εσοχές και συνολική πίεση δοκιμής για να σχηματιστούν πολλές διαφορετικές κλίμακες σκληρότητας Rockwell.Κάθε κλίμακα υποδεικνύεται με ένα γράμμα μετά το σύμβολο σκληρότητας Rockwell HR.Οι συνήθως χρησιμοποιούμενες κλίμακες σκληρότητας Rockwell είναι οι A, B και C (HRA, HRB, HRC).Η κλίμακα C είναι η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη μεταξύ τους.

HRA: είναι η σκληρότητα που επιτυγχάνεται με τη χρήση ενός εσοχής κώνου διαμαντιού φορτίου 60 κιλών, που χρησιμοποιείται για υλικά με εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα (όπως σκληρά κράματα).
HRB: είναι η σκληρότητα που επιτυγχάνεται χρησιμοποιώντας ένα φορτίο 100 kg και μια σφαίρα από σβησμένο χάλυβα διαμέτρου 1,58 mm, που χρησιμοποιείται για υλικά με χαμηλότερη σκληρότητα (όπως ανόπτηση χάλυβα, χυτοσίδηρος κ.λπ.).
HRC: είναι μια σκληρότητα που λαμβάνεται με φορτίο 150 κιλών και εσοχή κώνου διαμαντιού, που χρησιμοποιείται για υλικά με υψηλή σκληρότητα (όπως ο σβησμένος χάλυβας).

Σκληρότητα Vickers (HV): χρησιμοποιείται ένα διαμαντένιο τετράγωνο κωνικό εσοχή με γωνία κορυφής 136 ° και φορτίο έως 120 κιλά για την πίεση στην επιφάνεια του υλικού.Η τιμή σκληρότητας Vickers (HV) λαμβάνεται διαιρώντας το προϊόν επιφάνειας των κοιλωμάτων εσοχής του υλικού με την τιμή φορτίου.Η δοκιμή σκληρότητας είναι η απλούστερη και πιο εφικτή μέθοδος δοκιμής στις δοκιμές μηχανικής απόδοσης.Προκειμένου να αντικατασταθούν ορισμένες δοκιμές μηχανικής απόδοσης με δοκιμές σκληρότητας, απαιτείται μια πιο ακριβής σχέση μετατροπής μεταξύ σκληρότητας και αντοχής στην παραγωγή.Η πρακτική έχει αποδείξει ότι υπάρχει μια κατά προσέγγιση αντίστοιχη σχέση μεταξύ διαφόρων τιμών σκληρότητας μεταλλικών υλικών, καθώς και μεταξύ τιμών σκληρότητας και τιμών αντοχής.Επειδή η τιμή σκληρότητας καθορίζεται από την αρχική αντίσταση πλαστικής παραμόρφωσης και τη συνεχιζόμενη αντίσταση πλαστικής παραμόρφωσης, όσο μεγαλύτερη είναι η αντοχή του υλικού, τόσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση πλαστικής παραμόρφωσης και τόσο μεγαλύτερη η τιμή σκληρότητας.

Ιδιότητες μεταλλικών υλικών
Η απόδοση των μεταλλικών υλικών καθορίζει τη δυνατότητα εφαρμογής και τον ορθολογισμό της εφαρμογής τους.Η απόδοση των μεταλλικών υλικών χωρίζεται κυρίως σε τέσσερις πτυχές, και συγκεκριμένα: μηχανική απόδοση, χημική απόδοση, φυσική απόδοση και απόδοση διεργασίας.

1. Μηχανική ιδιότητα
Καταπόνηση: Η δύναμη που ασκείται ανά μονάδα επιφάνειας διατομής μέσα σε ένα αντικείμενο ονομάζεται τάση.Η καταπόνηση που προκαλείται από εξωτερικές δυνάμεις ονομάζεται εργασιακή πίεση και η τάση που εξισορροπείται στο εσωτερικό του αντικειμένου υπό την προϋπόθεση ότι δεν υπάρχει εξωτερική δύναμη ονομάζεται εσωτερική πίεση (όπως καταπόνηση ιστού, θερμική καταπόνηση, υπολειμματική τάση που παραμένει μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας).

Μηχανικές ιδιότητες: Η ικανότητα ενός μετάλλου να αντιστέκεται σε παραμόρφωση και θραύση υπό εξωτερικές δυνάμεις (φορτία) υπό ορισμένες συνθήκες θερμοκρασίας ονομάζεται μηχανικές ιδιότητες του μεταλλικού υλικού (γνωστές και ως μηχανικές ιδιότητες).Υπάρχουν διάφορες μορφές φορτίων που μπορούν να αντέξουν τα μεταλλικά υλικά, τα οποία μπορεί να είναι στατικά ή δυναμικά φορτία, συμπεριλαμβανομένων των εφελκυστικών τάσεων, της θλιπτικής τάσης, της κάμψης, της διατμητικής τάσης, της στρεπτικής τάσης, καθώς και της τριβής, των κραδασμών, της πρόσκρουσης κ.λπ. το οποίο μπορεί να αντεπεξέλθει μόνο του ή ταυτόχρονα.Επομένως, οι κύριοι δείκτες για τη μέτρηση των μηχανικών ιδιοτήτων των μεταλλικών υλικών είναι οι εξής.

1. Δύναμη
Αυτή είναι η μέγιστη ικανότητα ενός υλικού να αντιστέκεται σε παραμόρφωση και αστοχία υπό εξωτερικές δυνάμεις, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε όρια αντοχής σε εφελκυσμό (σ β) Όριο αντοχής σε κάμψη (σ Bb) Τελική αντοχή σε θλίψη (σ BC) κ.λπ. Λόγω των ορισμένων κανονικότητα παραμόρφωσης έως αστοχία μεταλλικών υλικών υπό εξωτερικές δυνάμεις, συνήθως χρησιμοποιούνται δοκιμές εφελκυσμού για μέτρηση.Δηλαδή, τα μεταλλικά υλικά κατασκευάζονται σε δείγματα ορισμένων προδιαγραφών και τεντώνονται σε μια μηχανή δοκιμής εφελκυσμού μέχρι να σπάσει το δείγμα.Οι δείκτες αντοχής που μετρήθηκαν περιλαμβάνουν κυρίως:

(1) Όριο αντοχής: η μέγιστη τάση που μπορεί να αντισταθεί ένα υλικό σε θραύση υπό εξωτερικές δυνάμεις, γενικά αναφερόμενη στην τελική αντοχή εφελκυσμού υπό εφελκυστική δύναμη σ B αντιπροσωπεύει το όριο αντοχής που αντιστοιχεί στο υψηλότερο σημείο b στην καμπύλη δοκιμής εφελκυσμού, που συνήθως μετράται σε megapascals (MPa).Η σχέση μετατροπής είναι: 1MPa=1N/m2=(9,8) -1kgf/mm2 ή 1kgf/mm2=9,8MPa.

(2) Όριο αντοχής διαρροής: όταν η εξωτερική δύναμη που ασκείται από ένα δείγμα μεταλλικού υλικού υπερβαίνει το όριο ελαστικότητας του υλικού, αν και η τάση δεν αυξάνεται πλέον, το δείγμα εξακολουθεί να υφίσταται σημαντική πλαστική παραμόρφωση.Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται απόδοση, που σημαίνει ότι όταν το υλικό φέρει εξωτερική δύναμη σε κάποιο βαθμό, η παραμόρφωσή του δεν είναι πλέον ανάλογη με την εξωτερική δύναμη και εμφανίζεται σημαντική πλαστική παραμόρφωση.Η τάση στην οποία εμφανίζεται η διαρροή ονομάζεται όριο αντοχής διαρροής, το οποίο καθορίζεται από το σ S αντιπροσωπεύει το σημείο διαρροής που αντιστοιχεί στο σημείο S στην καμπύλη δοκιμής εφελκυσμού.Για υλικά με υψηλή πλαστικότητα, υπάρχει ένα σαφές σημείο διαρροής στην καμπύλη εφελκυσμού, ενώ για υλικά με χαμηλή πλαστικότητα, δεν υπάρχει σαφές σημείο διαρροής, γεγονός που καθιστά δύσκολο τον προσδιορισμό του ορίου διαρροής με βάση την εξωτερική δύναμη στο σημείο διαρροής.Ως εκ τούτου, στη μέθοδο δοκιμής εφελκυσμού, η τάση στην οποία το μήκος του μετρητή στο δείγμα προκαλεί πλαστική παραμόρφωση 0,2% καθορίζεται συνήθως ως το όριο υπό όρους απόδοσης, χρησιμοποιώντας το σ 0,2 αντιπροσωπεύει.Ο δείκτης ορίου απόδοσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βάση σχεδιασμού για την απαίτηση εξαρτημάτων να μην υποστούν σημαντική πλαστική παραμόρφωση κατά τη λειτουργία.Ωστόσο, για ορισμένα σημαντικά μέρη, θεωρείται επίσης ότι απαιτείται λόγος αντοχής σε κάμψη (δηλαδή σ S/ σ β) Θα πρέπει να είναι μικρός για να βελτιωθεί η ασφάλεια και η αξιοπιστία του, αλλά αυτή τη στιγμή, ο ρυθμός χρήσης των υλικών είναι επίσης χαμηλός.

(3) Ελαστικό όριο: η ικανότητα ενός υλικού να παραμορφώνεται υπό εξωτερικές δυνάμεις, αλλά να επανέρχεται στην αρχική του κατάσταση μετά την αφαίρεση της εξωτερικής δύναμης, ονομάζεται ελαστικότητα.Η μέγιστη τάση στην οποία τα μεταλλικά υλικά μπορούν να διατηρήσουν ελαστική παραμόρφωση είναι το όριο ελαστικότητας, που αντιστοιχεί στο σημείο e στην καμπύλη δοκιμής εφελκυσμού το σ E αντιπροσωπεύει, σε megapascals (MPa): σ Στην εξίσωση e=Pe/Fo, το Pe αντιπροσωπεύει το μέγιστο εξωτερικό δύναμη διατηρώντας την ελαστικότητα (ή το φορτίο στη μέγιστη ελαστική παραμόρφωση του υλικού).

(4) Συντελεστής ελαστικότητας: αυτή είναι η τάση του υλικού εντός του ορίου ελαστικότητας σ Και παραμόρφωση δ Ο λόγος της παραμόρφωσης μονάδας που αντιστοιχεί στην τάση, εκφρασμένος σε E, σε megapascals (MPa): E= σ/δ= TG α. Στον τύπο α Η γωνία μεταξύ της γραμμής oe στην καμπύλη δοκιμής εφελκυσμού και του οριζόντιου άξονα ox.Ο συντελεστής ελαστικότητας είναι ένας δείκτης που αντανακλά την ακαμψία των μεταλλικών υλικών (η ικανότητα των μεταλλικών υλικών να αντιστέκονται στην ελαστική παραμόρφωση όταν υποβάλλονται σε δύναμη ονομάζεται ακαμψία).

2. Πλαστικότητα
Η μέγιστη ικανότητα των μεταλλικών υλικών να υφίστανται μόνιμη παραμόρφωση χωρίς ζημιά υπό εξωτερικές δυνάμεις ονομάζεται πλαστικότητα, που συνήθως μετριέται με την επιμήκυνση του μήκους του μετρητή του δείγματος κατά τη δοκιμή εφελκυσμού δ (%) και το ποσοστό μείωσης της επιφάνειας δείγματος ψ Ρυθμός επιμήκυνσης (%) δ = [(L1-L0)/L0] x100%, που είναι ο λόγος της διαφοράς (αύξησης) μεταξύ του μήκους του μετρητή L1 και του αρχικού μήκους του μετρητή L0 του δείγματος μετά την ευθυγράμμιση της επιφάνειας θραύσης του δείγματος κατά τη διάρκεια της δοκιμής εφελκυσμού .Σε πραγματικές δοκιμές, η επιμήκυνση που μετράται από δείγματα εφελκυσμού του ίδιου υλικού αλλά με διαφορετικές προδιαγραφές (διάμετρος, σχήμα διατομής - όπως τετράγωνο, κυκλικό, ορθογώνιο και μήκος μετρητή) μπορεί να ποικίλλει, επομένως απαιτούνται γενικά ειδικές σημειώσεις.Για παράδειγμα, η επιμήκυνση που μετράται όταν το αρχικό μήκος του μετρητή του πιο συχνά χρησιμοποιούμενου δοκιμίου κυκλικής διατομής είναι 5 φορές η διάμετρος του δείγματος εκφράζεται ως: δ 5 και η επιμήκυνση που μετράται όταν το αρχικό μήκος του μετρητή είναι 10 φορές τη διάμετρο του δείγματος εκφράζεται ως δ 10. Μείωση του εμβαδού ψ= [(F0-F1)/F0] x100%, που είναι ο λόγος της διαφοράς (μείωση της διατομής) μεταξύ του αρχικού εμβαδού διατομής F0 του δείγμα μετά από κάταγμα και την ελάχιστη επιφάνεια διατομής F1 στον αυχένα του κατάγματος κατά τη διάρκεια της δοκιμής εφελκυσμού στο F0.Στην πράξη, τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα δείγματα κυκλικής διατομής μπορούν συνήθως να υπολογιστούν μέσω μέτρησης διαμέτρου: ψ= [1- (D1/D0) 2] x 100%, όπου: D0- αρχική διάμετρος του δείγματος;D1- Η ελάχιστη διάμετρος στο λαιμό του κατάγματος μετά την απομάκρυνση του δείγματος.δ Σχετίζεται με το ψ Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή, τόσο καλύτερη είναι η πλαστικότητα του υλικού.

3. Ανθεκτικότητα
Η ικανότητα των μεταλλικών υλικών να αντιστέκονται σε ζημιές υπό κρουστικά φορτία ονομάζεται σκληρότητα.Συνήθως, χρησιμοποιείται δοκιμή κρούσης, η οποία χαρακτηρίζει τη σκληρότητα ενός υλικού από την ενέργεια κρούσης που καταναλώνεται ανά μονάδα επιφάνειας διατομής στην επιφάνεια θραύσης όταν ένα μεταλλικό δείγμα ορισμένου μεγέθους και σχήματος υποβάλλεται σε κρουστικό φορτίο και θραύεται σε καθορισμένο τύπος μηχανής δοκιμών κρούσης α K=Ak/F.Μονάδα J/cm2 ή Kg · m/cm2, 1Kg · m/cm2=9,8J/cm2.Το α K ονομάζεται σκληρότητα κρούσης μεταλλικών υλικών, Ak είναι η ενέργεια κρούσης και F είναι η αρχική περιοχή διατομής της θραύσης.

4. Απόδοση κόπωσης
Η τελική αντοχή σε κόπωση των μεταλλικών υλικών είναι γενικά χαμηλότερη από την τελική αντοχή διαρροής υπό μακροχρόνιες επαναλαμβανόμενες τάσεις ή εναλλασσόμενες τάσεις σ s) Το φαινόμενο της θραύσης που συμβαίνει χωρίς σημαντική παραμόρφωση ονομάζεται αστοχία κόπωσης ή θραύση κόπωσης, η οποία προκαλείται από διάφορους λόγους που προκαλούν τοπική βλάβη στην επιφάνεια του τμήματος σ S είναι ακόμη μεγαλύτερη από το σ Η τάση του b (συγκέντρωση τάσεων) προκαλεί πλαστική παραμόρφωση ή μικρορωγμές στην τοπική περιοχή.Καθώς ο αριθμός των επαναλαμβανόμενων εναλλασσόμενων τάσεων αυξάνεται, οι ρωγμές σταδιακά διαστέλλονται και βαθαίνουν (συγκέντρωση τάσεων στο άκρο της ρωγμής), με αποτέλεσμα τη μείωση της πραγματικής διατομής της περιοχής που φέρει την τάση στην τοπική περιοχή μέχρις ότου η τοπική τάση είναι μεγαλύτερη παρά το σ Β προκαλεί κάταγμα.Σε πρακτικές εφαρμογές, η μέγιστη τάση που μπορεί να αντέξει ένα δείγμα χωρίς θραύση μέσα σε έναν καθορισμένο αριθμό κύκλων (συνήθως 106-107 φορές για τον χάλυβα και 108 φορές για τα μη σιδηρούχα μέταλλα) υπό επαναλαμβανόμενες ή εναλλασσόμενες τάσεις (όπως εφελκυστική τάση, θλιπτική τάση , τάση κάμψης ή στρέψης, κ.λπ.) λαμβάνεται γενικά ως το όριο αντοχής σε κόπωση σ-1 αντιπροσωπεύει σε MPa.

Εκτός από τους πιο συχνά χρησιμοποιούμενους δείκτες μηχανικής απόδοσης που αναφέρονται παραπάνω, για ορισμένα υλικά με ιδιαίτερα αυστηρές απαιτήσεις, όπως μεταλλικά υλικά που χρησιμοποιούνται στην αεροδιαστημική, την πυρηνική βιομηχανία, τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής κ.λπ., θα απαιτούνται επίσης οι ακόλουθοι δείκτες μηχανικής απόδοσης.

Όριο ερπυσμού: το φαινόμενο κατά το οποίο ένα υλικό υφίσταται αργά πλαστική παραμόρφωση με την πάροδο του χρόνου σε συγκεκριμένη θερμοκρασία και σταθερό εφελκυστικό φορτίο ονομάζεται ερπυσμός.Συνήθως χρησιμοποιείται δοκιμή εφελκυσμού ερπυσμού υψηλής θερμοκρασίας, η οποία αναφέρεται στη μέγιστη τάση στην οποία η επιμήκυνση ερπυσμού (ολική επιμήκυνση ή υπολειπόμενη επιμήκυνση) του δείγματος εντός καθορισμένου χρόνου υπό σταθερή θερμοκρασία και σταθερό εφελκυστικό φορτίο ή σε στάδιο όπου η επιμήκυνση ερπυσμού Ο ρυθμός είναι σχετικά σταθερός και δεν υπερβαίνει μια ορισμένη καθορισμένη τιμή, όπως το όριο ερπυσμού, εκφρασμένο σε MPa, όπου τ Είναι η διάρκεια του πειράματος, t είναι η θερμοκρασία, δ Για επιμήκυνση, σ Για τάση.Εναλλακτικά, το V αντιπροσωπεύει τον ρυθμό ερπυσμού.
Όριο αντοχής σε εφελκυσμό σε υψηλή θερμοκρασία: Η μέγιστη τάση στην οποία ένα δείγμα φθάνει σε μια καθορισμένη διάρκεια χωρίς θραύση υπό σταθερή θερμοκρασία και σταθερό εφελκυστικό φορτίο.

Συντελεστής ευαισθησίας μεταλλικής εγκοπής: σε K τ Η αναλογία τάσης μεταξύ ενός δοκιμίου με εγκοπή και ενός λείου δοκιμίου χωρίς εγκοπές για την ίδια διάρκεια (δοκιμή αντοχής εφελκυσμού σε υψηλή θερμοκρασία).

Αντοχή στη θερμότητα: η αντίσταση ενός υλικού σε μηχανικά φορτία σε υψηλές θερμοκρασίες.

2. Χημικές ιδιότητες
Το χαρακτηριστικό ενός μετάλλου που προκαλεί χημικές αντιδράσεις με άλλες ουσίες ονομάζεται χημικές του ιδιότητες.Σε πρακτικές εφαρμογές, τα κύρια ζητήματα είναι η αντίσταση στη διάβρωση και η αντίσταση στην οξείδωση των μετάλλων (επίσης γνωστή ως αντοχή στην οξείδωση, η οποία αναφέρεται συγκεκριμένα στην αντίσταση ή σταθερότητα των μετάλλων στην οξείδωση σε υψηλές θερμοκρασίες), καθώς και η επίδραση των ενώσεων που σχηματίζονται μεταξύ διαφορετικών μέταλλα και μεταξύ μετάλλων και μη μετάλλων σε μηχανικές ιδιότητες.Οι χημικές ιδιότητες των μετάλλων, ιδιαίτερα η αντοχή τους στη διάβρωση, έχουν σημαντικές επιπτώσεις στη ζημιά λόγω κόπωσης από τη διάβρωση των μετάλλων.

3. Φυσική ιδιοκτησία
Οι φυσικές ιδιότητες των μετάλλων λαμβάνουν κυρίως υπόψη:
(1) Πυκνότητα (ειδικό βάρος): ρ= P/V, σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό ή τόνους ανά κυβικό μέτρο, όπου P είναι βάρος και V είναι όγκος.Σε πρακτικές εφαρμογές, εκτός από τον υπολογισμό του βάρους των μεταλλικών μερών με βάση την πυκνότητα, είναι σημαντικό να λαμβάνεται υπόψη η ειδική αντοχή του μετάλλου (αντοχή σ B και πυκνότητα ρ για να βοηθήσει στην επιλογή υλικού και την ακουστική αντίσταση (πυκνότητα) σε μη καταστροφικές δοκιμές που σχετίζονται ακουστική δοκιμή ρ Το γινόμενο της ταχύτητας του ήχου C και του γεγονότος ότι ουσίες με διαφορετικές πυκνότητες στον ακτινογραφικό έλεγχο έχουν διαφορετικές ικανότητες απορρόφησης για την ενέργεια ακτινοβολίας κ.λπ.

(2) Σημείο τήξης: η θερμοκρασία στην οποία ένα μέταλλο μετατρέπεται από στερεό σε υγρό, το οποίο έχει άμεσο αντίκτυπο στην τήξη και τη θερμή κατεργασία μεταλλικών υλικών και σχετίζεται στενά με την απόδοση του υλικού σε υψηλή θερμοκρασία.

(3) Θερμική διαστολή: το φαινόμενο όπου ο όγκος ενός υλικού αλλάζει (διαστέλλεται ή συρρικνώνεται) με τις αλλαγές θερμοκρασίας ονομάζεται θερμική διαστολή, η οποία συχνά μετριέται με τον συντελεστή γραμμικής διαστολής, δηλαδή τον λόγο της αύξησης ή της μείωσης. στο μήκος του υλικού όταν η θερμοκρασία αλλάζει κατά 1 ℃ στο μήκος του στους 0 ℃.Η θερμική διαστολή σχετίζεται με την ειδική θερμότητα του υλικού.Σε πρακτικές εφαρμογές, πρέπει επίσης να λαμβάνεται υπόψη ο ειδικός όγκος (η αύξηση ή μείωση του όγκου ανά μονάδα βάρους ενός υλικού λόγω εξωτερικών επιδράσεων όπως η θερμοκρασία, δηλ. ο λόγος όγκου προς μάζα), ειδικά για μεταλλικά μέρη που λειτουργούν σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας ή εναλλασσόμενα κρύα και ζεστά περιβάλλοντα, πρέπει να λαμβάνεται υπόψη ο αντίκτυπος της απόδοσης επέκτασής τους.

(4) Μαγνητισμός: η ιδιότητα που μπορεί να προσελκύει σιδηρομαγνητικά αντικείμενα ονομάζεται μαγνητισμός, ο οποίος αντανακλάται σε παραμέτρους όπως η διαπερατότητα, η απώλεια υστέρησης, η υπολειπόμενη δύναμη μαγνητικής επαγωγής, η δύναμη καταναγκασμού κ.λπ. μαλακά μαγνητικά και σκληρά μαγνητικά υλικά.

(5) Ηλεκτρική απόδοση: κυρίως λαμβάνοντας υπόψη την αγωγιμότητά του, η οποία έχει αντίκτυπο στην ειδική αντίστασή του και στην απώλεια δινορευμάτων σε ηλεκτρομαγνητικές μη καταστροφικές δοκιμές.

4. Απόδοση διαδικασίας
Η προσαρμοστικότητα των μετάλλων σε διάφορες μεθόδους επεξεργασίας ονομάζεται απόδοση διεργασίας, η οποία περιλαμβάνει κυρίως τις ακόλουθες τέσσερις πτυχές:
(1) Απόδοση κοπής: αντανακλά τη δυσκολία χρήσης εργαλείων κοπής (όπως τόρνευση, φρεζάρισμα, πλάνισμα, λείανση κ.λπ.) για την κοπή μεταλλικών υλικών.

(2) Σφυρηλατότητα: αντικατοπτρίζει τη δυσκολία σχηματισμού μεταλλικών υλικών κατά την επεξεργασία υπό πίεση, όπως το επίπεδο πλαστικότητας του υλικού όταν θερμαίνεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία (που εκδηλώνεται ως αντίσταση στην πλαστική παραμόρφωση), το εύρος θερμοκρασίας που επιτρέπεται για την επεξεργασία θερμής πίεσης, τα χαρακτηριστικά της θερμικής διαστολής και συστολής, και τα όρια της κρίσιμης παραμόρφωσης που σχετίζονται με τη μικροδομή και τις μηχανικές ιδιότητες, καθώς και τη ρευστότητα και τη θερμική αγωγιμότητα του μετάλλου κατά την θερμή παραμόρφωση.

(3) Χυτότητα: αντικατοπτρίζει τη δυσκολία τήξης και χύτευσης μεταλλικών υλικών σε χυτά υλικά, που εκδηλώνεται με ρευστότητα, απορρόφηση αερίων, οξείδωση, σημείο τήξης σε τετηγμένη κατάσταση, ομοιομορφία και πυκνότητα μικροδομής χύτευσης, καθώς και ρυθμό ψυχρής συρρίκνωσης.

(4) Συγκολλησιμότητα: αντανακλά τη δυσκολία των μεταλλικών υλικών να θερμαίνονται γρήγορα τοπικά, προκαλώντας ταχεία τήξη ή ημι-τήξη της περιοχής συγκόλλησης (που απαιτεί πίεση), συνδέοντας έτσι σταθερά την περιοχή συγκόλλησης και σχηματίζοντας ένα σύνολο.Εκδηλώνεται σε σημείο τήξης, απορρόφηση αερίου κατά την τήξη, οξείδωση, θερμική αγωγιμότητα, χαρακτηριστικά θερμικής διαστολής και συστολής, πλαστικότητα, συσχέτιση με τη μικροδομή του αρμού και των γειτονικών υλικών και την επίδρασή του στις μηχανικές ιδιότητες.