第四章金属材料热处理知识.ppt

第四章 金属材料的热处理知识 * * 一.金属材料的特性 常见的特性： 1、机械性能： 1）强度： 材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单 位面积受载荷称应力。 2）、屈服点（бs）： 称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临 界值时，载荷不再增加变形却继续增加时应力值 3）、抗拉强度（бb）： 也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。（N/mm2）表 示（拉和压的截面变形实际状况描述）。 ?4）、硬度： 指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度表示： 布氏硬度和洛氏硬度 5）、冲击韧性： 材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2（J/cm2）. 3.化学性能： 含义：指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 ?1）、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 ?2）、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 2、工艺性能： 1）、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性 能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力； 2）、焊接性能：指金属材料通过加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金 属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 力学性能 1、内 力： 是指材料在外力作用下，其内部各部分之间相互作用的力。 2、应 变： 物体在外力作用下，其形状尺寸发生的相对改变。 3、线应变：物体内某处的线段在变形后长度的改变值与线段原长之比。 4、应 力： 物体在外力作用下变形时，其内部任一截面单位面积上的内 力大小。 5、正应力：是方向垂直于截面的应力。正应力分为拉应力和压应力。 6、工作应力： 是由外加载荷作用而产生的应力。 强度的概念： 1、强度的定义：是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。 2、测定方法：拉伸试验。 3、拉伸过程四个阶段： （1）弹性阶段：曲线的o～e段，材料发生弹性变形。弹性极限用σe表 示。 （2）屈服阶段：曲线s点及其后的一段，此阶段应力不再增加，但应变继续增大，材料失去抵抗变形的能力。发生塑性变形。此时的应力称为屈服点或屈服强度。用σs表示。 应力的概念： 拉伸过程四个阶段： （3）强化阶段：曲线s～b段，从屈服之后到最大强度值。材料又恢复了变形抗力。可以测得抗拉强度σb 。在此阶段，要让试件继续变形，必须增加应力值，也就是说必须增大拉力，这种现象称为加工硬化，材料因此得到强化。 （4）颈缩阶段：曲线b～k段，达到最大强度值后，试件的某一部位开始变细，叫做颈缩现象。试件继续变形的载荷也减小，最后被拉断。 抗拉强度σb和屈服强度σs是评价材料强度性能的两个主要指标。 金属构件都是在弹性状态下工作的，不允许发生塑性变形。 从图1-3的曲线中我们可以得知，随着含碳量增加，材料的抗拉强度增大。 对于高碳钢、铸铁、合金钢来说，屈服现象不明显了。那么，就规定拉伸试件发生某一微量塑性变形时的应力作为该材料的屈服点，例如以材料塑性伸长0.2%作为屈服点，其屈服强度用σ0.2表示. 1、塑性定义： 是指材料在载荷作用下断裂前发生不可逆永久变形的能力。 2、评定指标：伸长率和断面收缩率。 （1）伸长率δ=[（L1-L0）/L0] ×100% L0----试件原标距长度。 L1----拉断后试件的标距长度。 见图1-2所示。 常见伸长率δ5和δ10两种形式。 δ5 ：试件原标距长度L0=5d（d 为试件直径）时的伸长率。 δ10 ：试件原标距长度L0=10d时的伸长率。 同一种材料的δ5和δ10的值是不同的， δ5的值较大，δ10的值较小。所以只有相同符号的伸长率才能互相比较。 2）断面收缩率 公式：Φ=[（A0-A1）/A0] ×100% A0：试件原始的横截面积。 A1 ：试件拉断后颈缩处的横截面积。见图1-2所示。 断面收缩率不受试件标距长度的影响，能更可靠地反映材料的塑性。 伸长率和断面收缩率还能反映材料在静载和缓慢拉伸状态下的韧性。 注意： 塑性好的材料，其冷压成型的性能好。 重要的受力元件，要求具有一定的塑性。 国内锅炉压力容器材料的伸长率（ δ5 ），一般要达到