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山东钢管厂揭秘:钢铁材料的实用性能(物理性能、力学性能、化学性能)
双击自动滚屏 发布者:金腾钢管 发布时间:2016/4/3 阅读:2417次 【字体:

山东钢管厂永诚钢管信息技术部门为您揭秘:常用钢铁材料的实用性能分为三种→(物理性能、力学性能、化学性能),永诚钢管厂在钢管生产和技术创新方面可谓是聊城地区的领头羊和领航者!下面为您详细介绍钢管的材料实用性能。


永诚钢管厂技术部门提供:钢铁材料的实用性能如下:

1.物理性能

钢铁材料的物理性能

  

量的符号

单位符号

    

1。密度

P

gcm3

密度就是某种物质单位体积的质量

 2.

(1)熔点

 

金属材料由固态转变为液态时的熔化温度

(2)比热容

c

J(kg·K)

单位质量的某种物质,在温度升高1°C时吸收的热或温度降低1°C时所放出的热量

(3)热导率

ג

W(m·K)

在单位时间内,当沿着热流方向的单位长度上温度降低1°C时,单位面积容许导过的热量

(4)线胀系数

aL

10-6K

金属温度每升高1°C所增加的长度与原来长度的比值

 3.

(1)电阻率

ρ

0·m

是表示物体导电性能的一个参数。它等于1m长,横截面积为1mm2的导线两端间的电阻。也可用一个单位立方体的两平行端面间的电阻表示

(2)电阻温度系数

1

温度每升降1°C,材料电阻率的改变量与原电阻率之比,称为电阻温度系数

(3)电导率

k

Sm或%IACS

电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流

 4.

磁性能

(1)磁导率

μ

Hm

是衡量磁性材料磁化难易程度的性能指标,它是磁性材料中的磁感应强度(B)和磁场强度(H)的比值。磁性材料通常分为:软磁材料值甚高,可达数万)和硬磁材料值在1左右)两大类

(2)磁感应强度

B

T

在磁介质中的磁化过程,可以看作在原先的磁场强度(H)上再加上一个由磁化强度(J)所决定的,数量等于4лJ的新磁场,因而在磁介质中的磁场B=H+4лJ,叫作磁感应强度

(3)磁场强度

H

Am

导体中通过电流,其周围就产生了磁场。磁场对原磁矩或电流产生作用力的大小为磁场强度的表征

(4)矫顽力

Hс

Am

样品磁化到饱和后,由于有磁滞现象,欲使磁感应强度减为零,须施加一定的负磁场见,见就称为矫顽力

(5)铁损

P

Wkg

铁磁材料在动态磁化条件下,由于磁滞和涡流效应所消耗的能量

2.力学性能

钢铁材料的力学性能

  

量的符号

单位符号

    

 

 

 

 

强度指金属在外力作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力

1.

1)抗拉强度

ób

 

金属试样拉伸时,在拉断前所承受的最大负荷与试样原横截面面积之比称为抗拉强度

ób=Pb/Fo

式中 Pb——试样拉断前的最大负荷(N)

        Fo——试样原横截面积(mm2)

2)抗弯强度

óbb

MPa

试样在位于两支承中间的集中负荷作用下,使其折断时,折断截面所

承受的最大正压力

对圆试样:óbb=8PL/Лd3;

对矩形试样:óbb=3PL/2bh2

式中  P——试样所受最大集中载荷(N)

         L——两支承点间的跨距(mm)

         d——圆试样截面之外径(mm)

         b——矩形截面试样之宽度(mm)

         h——矩形截面试样之高度(mm)

3)抗压强度

óbc

MPa

材料在压力作用下不发生碎、裂所能承受的最大正压力,称为抗压强度

óbc=Pbc/Fo

式中 Pbc—试样所受最大集中载荷(N

        Fo—试样原截面积(mm2          

4)抗剪强度

MPa

试样剪断前,所承受的最大负荷下的受剪截面具有的平均剪应力

双剪:ó=P/2F;单剪:ó=P/Fo

式中  P—剪切时的最大负荷(N

        Fo—受检部位的原横截面积(mm2)

5)抗扭强度

 

MPa

指外力是扭转力的强度极限   

b≈3Mb/4Wp(适用于钢材)

b≈Mb/Wp(适用于铸铁)

式中 Mb—扭转力矩(N•mm

        Wp—扭转时试样截面的极断面系数(mm2  

6)屈服点

ós

MPa

金属试样在拉伸过程中,负荷不再增加,而试样仍继续发生变形的现象称为屈服。发生屈服现象时的应力,称为屈服点或屈服极限

ós=Ps/Fo            

式中 Ps——屈服载荷(N)

        Fo——试样原横截面积(mm2)

 

 

7)屈服强度

ó0。2

MPa

  对某些屈服现象不明显的金属材料,测定屈服点比较困难,常把产生O2%永久变形的应力定为屈服点,称为屈服强度或条件屈服极限

           ó0.2=P0.2/Fo

式中  P0。 2——试样产生永久变形为0。2%时的载荷(N)

         Fo——试样原横截面积(mm2)

8)持久强度

ób/时间(h

MPa

金属材料在高温条件下。经过规定时间发生断裂时的应力称为持久强度。通常所指的持久强度,是在一定的温度条件下,试样经l05h后的断裂强度

9)蠕变强度

温度ó  

应变量/时间

 

MPa

金属材料在高于一定温度下受到应力作

用,即使应力小于屈服强度,试件也会随着时间的增长而缓慢地产生塑性变形,此种现象称为蠕变。在给定温度下和规定的时间内,使试样产生一定蠕变变形量的应力称为蠕变强度,例如

          500

 ó----------------- =100MPa   

       1/100000

,表示材料在500%温度下,105h后应变量为l%的蠕变强度为100MPa。蠕变强度是材料在高温下长期负荷下对塑性变形抗力的性能指标

2。

 

 

 

弹性是指金属在外力作用下产生变形,当外力取消后又恢复到原来的形状和大小的一种特性

1)弹性模量

E

GPa

在弹性范围内,金属拉伸试验时,外力和变形成比例增长,即应力与应变成正比关系时,这个比例系数就称为弹性模量,也叫正弹性模数

2)切变模量

G

GPa

金属在弹性范围内,当进行扭转试验时,外力和变形成比例地增长,即应力与应变成正比例关系时,这个比例系数就称为切变模量

3)弹性极限

óe

MPa

金属能保持弹性变形的最大应力,称为弹性极限

4)比例极限

óp

MPa

在弹性变形阶段。金属材料所承受的和应变能保持正比的最大应力,称为比例极限

óp=Pp/Fo

式中 Pp——规定比例极限负荷(N)

        Fo——试样原横截面积(mm2)

3.

 

 

 

 

所谓塑性是指金属材料在外力作用下,产生永久变形而不致破裂的能

1)伸长率

ó

金属材料在拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。δ5是标距为5倍直径时的伸长率,δ10是标距为10倍直径时的伸长率

 

2)断面收缩率

ψ

金属试样拉断后,其缩颈处横截面积的最大缩减量与原横截面积的百分比

3)泊松比

μ

 

对于各向同性的材料,泊松比表示:试样在单向拉伸时,横向相对收缩量与轴向相对伸长量之比

μ=E/2G-1

式中  E——弹性模量(GPa)

        G——切变模量(GPa)

4.

 

 

 

所谓韧性是指金属材料在冲击力(动力载荷)的作用下而不破坏的能力

1)冲击韧度

akuaKV

Jcm2

冲击韧度是评定金属材料于动载荷下受冲击抗力的力学性能指标,通常都是以大能量的一次冲击值(akuaKV)作为标准的。它是采用一定尺寸和形状的标准试样,在摆锤式一次冲击试验机上来进行试验。试验结果,以冲断试样上所消耗的功(AKUAKv)与断面处横截面积(F)之比值大小来衡量

2)冲击吸收功

AKuAKV

J

由于ak值的大小,不仅取决于材料本身,同时还随试样尺寸、形状的改变及试验温度的不同而变化,因而ak值只是一个相对指标。目前国际上许多国家直接采用冲击吸收功Ak作为冲击韧度的指标

aku=AKu/FaKV=AKV/F

式中  aku——夏比u形缺口试样冲击值(Jcm2) aKV——夏比V形缺口试样冲击值(Jcm2) AKU——夏比u形缺口试样冲断时所消耗的冲击功(J)

        AKV——夏比v形缺口试样冲断时所消耗的冲击功(J)

        F——试样缺口处的横截面积(cm2)

5。

 

 

 

金属材料在极限强度以下,长期承受交变负荷(即大小、方向反复变化的载荷)的作用。在不发生显著塑性变形的情况下而突然断裂的现象,称为疲劳

1)疲劳极限

ó-1

MPa

金属材料在重复或交变应力作用下,经过周次(N)的应力循环仍不发生断裂时所能承受的最大应力称为疲劳极限

2)疲劳强度

óN

MPa

金属材料在重复或交变应力作用下,循环一定周次(N)后断裂时所能承受的最大应力,叫作疲劳强度。此时,N称为材料的疲劳寿命。某些金属材料在重复或交变应力作用下。没有明显的疲劳极限,常用疲劳强度表示

6.

 

 

 

 

 

 

硬度就是指金属抵抗更硬物体压人其表面的能力。硬度不是一个单纯的物理量,而是反映弹性、强度、塑性等的一个综合性能指标

1)布氏硬度

HBS

HBW

用一定直径的球体(钢球或硬质合金球)以相应的试验力压入试样表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,测表面压痕直径计算的硬度值。使用钢球测定硬度小于等于450°;使用硬质合金球测定硬度大于450HBW

 

 

 

 

2)洛氏硬度

HRA

14RB

HRC

HRD

HRE

HRF

HRG

HRH

HRK

 

 

 

 

用金刚石圆锥或钢球压头以初始试验力和总试验力作用下,压入试

样表面,经规定的保持时间后,卸除主试验力,测残余压痕深度增

量计算的硬度值。 

洛氏硬度试验分ABCDEFGHK标尺

3)维氏硬度

HV

 

用金刚石正四棱体压头以49。03980.7N的试验力压入试样表面,经规定的保持时间后,卸除试验力,测压痕对角线长度计算的硬度值

4)肖氏硬度

HSC   

HSD

 

用金刚石或钢球冲头从一定高度落到试样表面,测冲头回跳高度计算硬度值。用目测型硬度计的硬度符号为HSC,指示型硬度计的硬度符号为HSD

7. 

耐磨

1)摩擦因数

μ

 

相互接触的物体,当作相对移动时就会引起摩擦,引起摩擦的阻力称为摩擦力。根据摩擦定律,通常把摩擦力(F)与施加在摩擦部

位上的垂直载荷(N)的比值,称为摩擦因数μ=F/N

式中 F——摩擦力(N)

        F——施加在摩擦部件上的垂直载荷(N)

2)磨耗量

W

V

/cm3

试样在规定试验条件下经过一定时间或一定距离摩擦之后,以试样被磨去的重量(g)或体积(cm3)之量,称为磨耗量(或磨损量),以磨去重量表示者称为重量磨耗形,用磨去体积表示者称为体积磨耗V

3)相对耐磨系数

ε

 

在模拟耐磨试验机上,采用65Mn(5253HRC)作为标准试样,在相同条件下,标准试样的绝对磨耗量与被测定材料的绝对磨耗量之比,称为被测材料的相对耐磨系数

3.化学性能

钢铁材料的化学性能

  

量的符号

单位符号

    

1.

 

 

 

 

耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质(大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等)腐蚀作用的能力。金属的耐腐蚀性与许多因素有关,如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及介质和温度等

(1)化学腐蚀

 

 

化学腐蚀是金属与周围介质直接起化学作用的结果。它包括气体腐蚀和金属在非电解质中的腐蚀两种形式。其特点是:腐蚀过程不产生电流;且腐蚀产物沉积在金属表面

(2)电化学腐蚀

 

 

金属与酸、碱、盐等电解质溶液接触时发生作用而引起的腐蚀,称为电化学腐蚀。它的特点是腐蚀过程中有电流产生,其腐蚀产物(铁锈)不覆盖在作为阳极的金属表面上,而是在距离阳极金属的一定距离处

(3)一般腐蚀

 

 

这种腐蚀是均匀地分布在整个金属内外表面上,使截面不断减小,最终使受力件破坏

(4)晶间腐蚀

 

 

这种腐蚀在金属内部沿晶粒边缘进行.通常不引起金属外形的任何变化,往往使设备或机件突然破坏

(5)点腐蚀

 

 

这种腐蚀集中在金属表面不大的区域内.并迅速向深处发展,最后穿透金属,是一种危害较大的腐蚀破坏

(6)应力腐蚀

 

 

是指在静应力(金属的内外应力)作用下,金属在腐蚀介质中所引起的破坏。这种腐蚀一般穿过晶粒,即所谓穿晶腐蚀

(7)腐蚀疲劳

 

 

指在交变应力作用下,金属在腐蚀介质中所引起的破坏。它也是一种穿晶腐蚀

(8)腐蚀速度

 

Mg/(dm2·d)

g/(m2·d)

单位面积的金属材料在单位时间内经腐蚀之后的失重,称为腐蚀速度

(9)腐蚀率

R

mm/a

金属材料在单位时间内腐蚀掉的材料深度称为腐蚀率

2.抗氧化性

 

g/(cm2.h)

mm/a

金属材料在室温或高温下抵抗氧化的能力。金属的氧化过程实际上是属于化学腐蚀的一种形式。它可直接用一定时间内,金属表面经腐蚀之后重量损失的大小,即用金属减重的速度表示

3.化学稳定性

 

 

系指金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属材料在高温下的化学稳定性叫作热稳定性

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