金属的基本特性
金属材料性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。
材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等），化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。
材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。金属材料比表面积研究是非常重要的。 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。
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或产生0.2%L。时应力值，单位用牛顿/毫米2(N/mm2）表示。
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。单位用牛顿/毫米2(N/mm2）表示。如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa
4、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。
工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料，如常温静载的低碳钢、铝、铜等；而把δ≤5%的材料称为脆性材料，如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。
5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。
6、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW）和洛氏硬度（HKA、HKB、HRC）。
7、冲击韧性（Ak）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳/厘米2(J/cm2）。
8、弹性：εe=σe/E， 指标σe，E
9、刚性：△L=P·l/E·F，抵抗弹性变形的能力强度，其中，P---拉力，l---材料原长，E---弹性模量，F---截面面积
10、韧性（冲击韧性）：常用冲击吸收功 Ak 表示，指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的力。
11、延展性：
1）延性：是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达最大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。延伸率δ=（△l0/l）×100% 断面收缩率ψ=((A-A1)/A）×100%
2）展性：指物体可以压成薄片的性质。
金是金属中延性及展性最高的──一1克的金可以打成一平方米的薄片，或者说是一盎司的金可以 打成300平方尺。金叶甚至可以被打薄至透明，透过金叶的光会显露出绿蓝色，因为金反射黄色光及红色光的能力很强。因延展性非常好，黄金可以打成金箔。金箔用于塑像、建筑、工艺品的贴金，常见于寺庙、教堂内的装饰贴金。金箔也可入中药。
12、疲劳强度：疲劳强度：材料抵抗无限次应力（10E7）循环也不疲劳断裂的强度指标，交变负荷σ-1<；σs为设计标准。
13、硬度：材料软硬程度。
测定硬度试验的方法很多，大体上可以分为弹性回跳法（肖氏硬度）压入法（布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（莫氏硬度）等三大类，生产上应用最广泛的是压入法。它是将一定形状、尺寸的硬质压头在一定大小载荷作用下压入被测材料表层，以留下的压痕表面面积大小或深度计算材料的硬度值。
由于硬度测定时的测定规范，所用仪器设备等不同，用压入法井台测定材料的硬度的方法也有多种。
常用的方法是布氏硬度法（HB），维氏硬度法（HV），洛氏硬度法（HR）。
14、塑性变形：外力去处后，不能恢复的变形，即残余变形称塑性变形。材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力，称为材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的两个指标是延伸率和断面收缩率。
对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析：
【Ⅰ阶段 线弹性阶段】拉伸初期应力—应变曲线为一直线，此阶段应力最高限称为材料的比例极限σe.
【Ⅱ阶段 屈服阶段】当应力增加至一定值时，应力—应变曲线出现水平线段（有微小波动），在此阶段内，应力几乎不变，而变形却急剧增长，材料失去抵抗变形的能力，这种现象称屈服，相应的应力称为屈服应力或屈服极限，并用σs表示。
【Ⅲ阶段 为强化阶段】经过屈服后，材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力，称材料的强度极限。用σb表示，强度极限是材料所能承受的最大应力。
【Ⅳ阶段 颈缩阶段】当应力增至最大值σb后，试件的某一局部显著收缩，最后在缩颈处断裂。
对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。8、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；偏析指化学成分不均性。
1、焊接性能：指金属材料通过加热或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。
2、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。
3、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。
4、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。
5、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。 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。 金属分为活性金属和钝性金属两种。 根据金属活动性顺序，氢前金属称为活性金属，氢后金属就是钝性金属。
创远信科
2024-07-24 广告
所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括机械性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏，决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中，一般机械零件都是在常温，常压和非强烈腐蚀性介质中使用的，且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能，称为机械性能(或称为力学性能)。 所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷/热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
1 铸造性 金属材料能用铸造方法获得合格铸件的能力称为铸造性。铸造性包括流动性、收缩性和偏析倾向等。流动性是指液态金属充满铸模的能力，流动性愈好，愈易铸造细薄精致的铸件。收缩性是指铸件凝固时体积收缩的程度，收缩愈小，铸件凝固时变形愈小。 偏析是指化学成分不均匀，偏析愈严重，铸件各部位的性能愈不均匀，铸件的可靠性愈小。
2 切削加工性 金属材料的切削加工性系指金属接受切削加工的能力，也是指金属经过切削加工而成为合乎要求的工件的难易程度。 通常可以切削后工作表面的粗糙程度、切削速度和刀具磨损程度来评价金属的切削加工性。
3 焊接性 焊接性是指金属在特定结构和工艺条件下通过常用焊接方法获得预期质量要求的焊接接头的性能。它包括两个方面的内容：一是结合性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属形成焊接缺陷的敏感性，二是使用性能，即在一定的焊接工艺条件下，一定的金属焊接接头对使用要求的适用性。 焊接性一般根据焊接时产生的裂纹敏感性和焊缝区力学性能的变化来判断。 点击下列链接，了解更多焊接知识！ 一张图看懂金属材料焊接（上）——焊接基础 一张图看懂金属材料焊接（下）——焊接材料型号 焊接材料选用表，千万别错过，必须收藏！ 最先进的焊接技术工艺汇总 新型焊接技术，前景不可限量
4 可锻性 可锻性是材料在承受锤锻、轧制、拉拔、挤压等加工工艺时会改变形状而不产生裂纹的性能。 它实际上是金属塑性好坏的一种表现，金属材料塑性越高，变形抗力就越小，则可锻性就越好。 可锻性好坏主要决定于金属的化学成分、显微组织、变形温度、变形速度及应力状态等因素。
5 冲压性 冲压性是指金属经过冲压变形而不发生裂纹等缺陷的性能。许多金属产品的制造都要经过冲压工艺，如汽车壳体、搪瓷制品坯料及锅、盆、孟、壶等日用品。 为保证制品的质量和工艺的顺利进行，用于冲压的金属板、带等必须具有合格的冲压性能。
6 顶锻性 顶锻性是指金属材料承受打铆、徽头等的顶锻变形的性能。金属的顶锻性，是用顶锻试验测定的。
7 冷弯性 金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂的性能，称为冷弯性。 出现裂纹前能承受的弯曲程度（弯曲程度一般用弯曲角度α(外角)或弯心直径d对材料厚度a的比值表示,a愈大或d/a愈小）愈大，则材料的冷弯性能愈好。
8 热处理工艺性 热处理是指金属或合金在固态范围内，通过一定的加热、保温和冷却方法，以改变金属或合金的内部组织，而得到所需性能的一种工艺操作。 热处理工艺性就是指金属经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等。
