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焊工講義之金屬材料的力學性能

焊工講義之金屬材料的力學性能

唯學網 • 教育培訓

2013-10-22 15:17

焊工

力學性能

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焊工考試的筆試考試理論性較強,不容易掌握,唯學網焊工欄目小編特此整理了相關的知識講義,考生可根據講義內容進行復習備考,此內容免費瀏覽及打印,唯學網小編建議考生將此內容下載打印下來,以便日后隨時隨地進行復習備考使用,具體內容如下:

一、定義:金屬在不同環境因素(溫度、介質)下,承受外加載荷作用時引起變形和斷裂的能力。常用的力學性能包括強度、塑性、硬度和沖擊韌性等;高溫力學性能還包括抗蠕變性能、持久強度和瞬時強度以及熱疲勞性能等;低溫力學性能還包括脆性轉變溫度等。

二、拉伸試驗

見圖5-7-1、5-7-2。金屬材料的變形過程可分為彈性變形、塑性變形和斷裂三個階段。

三、材料的力學性能指標和試驗方法

1、強度--拉伸試驗

1)定義:材料在靜載荷作用下,抵抗塑性變形和斷裂的能力。

2)分類:強度可分為抗拉強度(拉力作用)、抗壓強度、抗彎強度和抗剪強度等。

3)常用的特性指標:

a. 屈服強度 (屈服點) :材料產生明顯塑性變形時的最低應力值。它表明材料抵抗塑性變形能力的大小,通常以符號σs表示。

b. 抗拉強度:試樣拉斷前所承受的最大標稱拉應力,通常以符號σb表示。

2、塑性:金屬材料在靜載荷作用下,產生塑性變形而不破壞的能力。其大小通常用斷后伸長率δ、斷面收縮率ψ和彎曲角α表示。

彎曲試驗:見圖5-7-3。冷彎試驗即可用來考核材料塑性變形的能力,還可反映材質的均勻性和鋼的冶金缺陷,如鋼中的分層、嚴重的非金屬夾雜物等。焊接接頭的彎曲試驗即可考核焊接接頭的塑性,還可發現受拉面焊接接頭區近表面缺陷,檢驗母材、焊縫及熱影響區的變形是否一致。焊接接頭的彎曲試驗分為正彎(面彎)、反彎(背彎)、側彎。

3、硬度:金屬材料抵抗其他更硬物體壓入表面的能力。試驗方法有布氏硬度(HBW)、洛氏硬度(HRC)、維氏硬度(HV)、肖氏硬度(HS)和顯微硬度等。

4、沖擊韌度(沖擊載荷下金屬材料的力學性能):在試樣單位面積上所消耗的沖擊吸收功,用αk 表示。沖擊韌度是檢驗金屬材料的組織結構、冶金缺陷及熱加工、熱處理工藝質量的有效方法之一,沖擊韌度越大,表明材料的韌性越好。

沖擊試驗:見圖5-7-7、5-7-9、5-7-10。

5、疲勞極限:許多機器零件如軸、齒輪、各種滾動軸承、壓力容器等,都是在交變應力和重復應力作用下工作的,在這種復雜的交變應力作用下,零件能承受的最大應力往往遠低于材料的強度值就產生了破壞,這種突然破壞的現象稱為金屬的疲勞。衡量這種性能的指標是疲勞極限,見圖5-7-11。

6、金屬材料的高溫力學性能:

熱穩定性:材料在高溫下抗氧化性能或對高溫介質腐蝕的抗力;

熱強性:在高溫下能夠具有所要求的力學性能,常用的評定指標有蠕變極限、持久極限。

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