泥浆材料及用途.
加重材料
指标
名称主要成份分子式密度数目可配最高密度
石灰石粉碳酸钙CaCO3 2.7-2.9 200 1.68
超细粉碳酸钙CaCO3 2.8-3.1 600 1.80
重晶石粉硫酸钡BaSO4 3.9-4.2 200 2.3
活性重晶石粉硫酸钡BaSO4 3.9-4.2 200 3.1
铁矿粉氧化铁Fe2O3 4.9-5.3 150 4.0
方铅矿粉硫化铅PbS 7.4-7.7 150 5.2
三无机盐类
一、碳酸钠
1、物理性质
碳酸钠（Na2CO3）又称纯碱、苏打，白色粉末结晶，密度2.5，易溶于水，水溶液呈碱性，在空气中易吸潮结块，要注意防潮。
2、化学性质
a、电离：Na2CO3=2Na +＋CO32–
b、水解：CO32– + H2O = HCO3– + OH–
HCO3– + H2O = H2CO3 + OH–
c、沉淀钙离子、镁离子
Ca2++ CO32–= CaCO3↓ Mg2++ CO32–= MgCO3↓↓
3、作用
沉淀膨润土中的钙离子、镁离子，改善水化性能，促进膨润土分散造浆，降低泥浆的失水，提高泥浆的粘度和切力，改善泥饼的质量。
4、加量
准确加量应根据膨润土质量通过实验确定，一般为膨润土重量的5%。
5、测试
1%水溶液PH值大于12为合格品。
二、氢氧化钠
1、物理性质
氢氧化钠又称烧碱、火碱或苛性钠。白色结晶，有液体、固体片状三种产品，纯度从50%至99%不等，密度2-2.2，易吸潮，有强烈的腐蚀性，暴露在空气中，会吸收CO2，变成Na2CO3。
2、作用
a、调节泥浆PH值。
b、促使膨润土分散造浆。
c、加快有机处理机溶解。
3、加量
根据产品纯度和需要决定加量，一般加量为泥浆的
0.1%—0.5%.
4、测试
1%水溶液PH值大于14，证明纯度为96%。
三、氢氧化钾KOH
同氢氧化钠相近。不同一点是氢氧化钾提供的K+对泥页岩有一定抑制作用。
四、氯化钾KCl
氯化钾外观为白色立方晶体，密度1.98，易溶于水，具有较强的抑制页岩渗透水化性能，对防治井壁缩径特别有效。
五、硅酸钠（Na2SiO3或Na2OnSiO2）
硅酸钠又称水玻璃或泡花碱，有固体水玻璃、水合水玻璃和液体水玻璃，能溶于水，水溶液呈碱性。加入泥浆中，能增加泥浆的粘度，促使泥浆胶凝，阻止漏失，抑制页岩水化膨胀，与硝酸铵反应，可配制冻胶泥浆堵大漏。
六、硅酸钾K2SiO3
硅酸钾是90年代发展起来的一种泥浆处理剂，主要用于严重垮塌地层和强缩径地层，具有很强的抑制水敏性地层剥落和膨胀能力，加量为2%-3%。
七、氯化钠NaCl
氯化钠即食盐，白色细粒结晶，密度2.17，易溶于水，加入泥浆主要有两大作用：
1、配制盐水泥浆（加量8-10%），防治岩盐层溶蚀和井径扩大。
2、平衡地层水中矿化度，减少滤液向地层渗透，达到抑制泥页岩地层水化渗透的目的。
八、氯化钙CaCl2
氯化钙有片状和粉状，密度1.68，潮解性强，易溶于水，主要作用：
1、配制抑制泥浆阻止水敏性地层水化膨胀。
2、加入水泥浆中，作为水泥速凝剂用。
九、氢氧化钙Ca（OH）2
氢氧化钙又称熟石灰或消石灰，白色粉末，略溶于水，其水溶液加入纯碱，即生成烧碱。加入泥浆中主要是提供钙离子，配制钙处理抑制泥浆。
十、生石灰CaO
生石灰即氧化钙，主要作用是利用膨胀特点配成石灰乳堵漏剂封堵漏层。
十一、石膏CaSO4
石膏即硫酸钙，白色粉末，密度2.31-2.32，主要作用:
1、提供钙离子。
2、防止泥浆PH值过高。
十二、重铬酸钠Na2CrO7.10H2O
重铬酸钠又称红矾钠，密度 2.35，易潮解易溶于水，是一种热稳定剂，能显著提高有机聚合物的使用寿命。
十三、正电胶MMH
正电胶有溶胶、浓胶和胶粉三种产品，正电胶粒吸附在井壁和岩屑上，具有稳定井壁和抑制岩屑造浆的双重作用。
四发泡剂消泡剂
一、发泡剂
烷基苯磺酸钠，它是阴离子表面活性剂，加量0.1%-0.5% ，能将泥浆比重从1.12降至0.85。
二、消泡剂
硬脂酸铝它是一种白色类似肥皂状物，最好是先配成柴油溶液再使用，加量0.03%-0.05%。
五解卡剂
一、粉状解卡剂AD
AD是乳化剂和渗透剂混合而成的褐色粉状物。
用法：
按1：2加到柴油中搅拌30分钟，再按1：5加到水中冲30分钟，再用泥浆泵送到卡点上，一般3-5小时即可解卡。二、液体解卡剂CN-1
用法：
按1：25加到清水中搅拌1个小时，再用泥浆泵送到卡点上，一般2-6小时即可解卡。
六水泥外加剂
一、水泥速凝剂
加量为水泥量的2.5%，先配成水溶液待水泥浆配好后，快速加进去，搅1分钟，就可开始送入井内，8小时-12小时，可下钻透井。
二、水泥缓凝剂
加量为水泥量的0.1%--0.3%，先配成水溶液，待水泥浆配好后，快速加进去，搅5分钟，就可以开始送入井内，可延迟水泥浆初凝时间30分钟—60分钟。
七润滑剂
能降低钻具回转阻力以及与井壁的摩擦阻力，改善钻井液流动性、降低切力与粘度，减少提升阻力，一句话，能降低钻井液摩阻系数的材料统称为润滑剂。
一、十二烷基苯磺酸钠
它能显著降低水的表面张力，0.1%加量就能把水的摩阻系数从0.35降低到0.2以下，但它易发泡，只适合在低固相或无固相钻井液中使用。
二、皂化油
加入钻井液中，形成油包水，大大降低钻具回转阻力，加量
0.1%-0.2%。
三、石墨
提高泥饼润滑性，降低钻具与泥饼摩擦阻力，抗高温、无荧光，但它不溶于水，只适合在固相钻井液中使用，加量为0.5%。
四、塑料小球
混入泥饼中，降低泥饼的摩擦系数，进而降低钻具扭矩与阻力，但使用成本高，好多井队不用它。
五、bK液体润滑剂
无毒、不污染环境，不干扰地质录井，可生物降解。加入0.05%就能降低摩阻25%，但是由于价格高，目前只在深井中使用。
八杀菌剂
一、Bd杀菌剂
主要成份为戊二醛溶液，能抑制钻井液中细菌的生长，防止聚合物发酵降解，失去粘度及作用。加量视井深井温而定，一般加量0.05%-0.1%。
九堵漏剂
一、瞬间堵漏剂
适应性：堵大漏，如黄土层、砾石层、深部大裂隙。
堵漏原理：流入漏失通道后变稠继而与孔壁凝结成一体，封闭住漏孔。
堵黄土层、砾石层漏失方法：一旦发现漏失，就赶快上钻，在1立方米清水中加1T瞬间堵漏剂，然后用排污泵抽到井内，30分钟后就能下钻恢复正常钻进。
堵表层管或深部大裂隙漏失方法：
1、在表管下2米或漏层下2米用海带架桥。
2、备3T瞬间堵漏剂和3立方米清水。
3、用泥浆泵送清水，在混合漏斗里加瞬间堵漏剂。
4、将混合漏斗出口对住井口，将泵柴油机转数调到最低。
5、启动泥浆泵，用最快的速度在漏斗里加瞬间堵漏剂（3立方米清水加完，3T瞬间堵漏剂也正好加完）。
6、30分钟后，往井内灌浆，如果井内液面不下降，就证明堵漏成功，就可以下钻钻进。
二、高粘堵漏剂
1、成份：黄原胶、羟乙基纤维素和阳离子聚合物。
2、高粘程度：700ml清水加2‰的高粘堵漏剂即1.4g搅拌30分钟,其漏斗粘度为100秒以上,是纤维素增粘效果的10倍。
3、作用：堵漏失量小于5m3/h孔隙渗漏和微裂隙漏失。
4、适应地层：渗漏性砂岩的孔隙型漏失和页岩的裂隙性漏失。
5、所能解决的问题：钻井液用水量大以至水费高、浆材成本高等问题。
6、堵漏机理：
（1）该剂进入漏失通道后能与孔隙或裂隙岩石牢牢地粘附在一起阻止浆液继续向深处流动。
（2）该剂具有的高粘度使其进入漏失通道后成冻胶状态而使流速慢慢降低直至停止下来。
7、加量：1-3‰。（据漏失量大小而定）。
8、用法：根据井内和地面浆液量算出需要量，后在接近沉淀池的循环槽口，将高粘堵漏剂慢慢撒进去，抛散速度以该剂在沉淀池内不结块为准。
9、对于大的孔隙或裂隙漏失可配以膨润土、纯碱、纤维素、锯末、水泥、膨胀堵漏王。
三、膨胀堵漏王
特点：白色颗粒状，吸水率是自身的50-100倍，膨胀率是自身的10-15倍，吸水膨胀时间1-10分钟。
适应性：适应于大裂隙漏失，对渗漏和小裂隙漏失无效。
堵漏原理：进入漏层后吸水膨胀直至塞满封闭漏失通道。
用法：
1、下钻到漏层位置。
2、配5-10m3泥浆（比重1.15、漏斗粘度60秒、含5%惰性材料）。
3、试泵。
4、在1分钟之内将2.5-5%的堵漏王加到泥浆内。
5、随后开泵将堵漏泥浆全送到井内。
6、送替浆水。
7、快速起钻。
8、起钻200m再开泵送替浆水以洗钻杆内堵漏泥浆。
9、起钻到安全位置。
10、静候5个小时就可以正常钻进。
四、单向膨胀封闭剂
特点：灰白色小颗粒吸水不吸油，吸水后体积增大数倍，封闭漏层孔隙或裂缝隙不再发生漏失。
适应性：适应于堵孔隙漏失和小到中等裂隙漏失。二次采油用该剂，能明显增加原油产量。
用法：发现井漏，立即停钻，在循环罐里（保持10立方米原浆）加5%的该产品。然后用泵送入漏层，蹩压，静止2小时即可恢复正常钻进。
五、海带粉
海带经晒干粉碎成10目-20目小微粒，利用其膨胀特征进行堵漏，加量为3%-6%。
六、核桃皮
核桃壳晒干粉碎成1-5毫米大小的颗粒，用来堵中到大漏层，加量5%-10%。
七、云母片
云母片主要用于中深井阻塞裂缝和孔隙性渗透性地层。
八、石棉
利用石棉纤维长且抗高温的特征，配制深井堵漏泥浆。
九、锯末
锯末价格低来源广，广泛用于配制各种堵漏泥浆，加量
5-10%。
十、混合堵漏剂
组成：15%棉线头+20%荞麦壳+30%核桃皮+20%棉籽壳+15%石棉纤维，颗粒1-6毫米。
适应性：堵各种大小漏失及不同深度漏失。
加量：3%-6%。
第十章絮凝剂包被剂
聚合物分子的—CONH2或—OH与岩屑颗粒表面的氧能以氢键形式多点吸附，十几个岩屑颗粒―桥联‖在一起，吸附了多个岩屑颗粒的长键分子，相互之间还可以通过吸附岩屑颗粒或互相缠绕―桥联‖在一起，形成絮凝团粒而沉淀，聚合物的这种作用称为絮凝作用。聚合物分子链吸附在一个岩屑颗粒上，并将其覆盖包裹时，称为包被作用。絮凝与包被最终都使岩屑沉淀。
一、聚丙烯酰胺
1、种类
A、阳离子聚丙烯酰胺。
B、两性离子聚丙烯酰胺。
C、非离子聚丙烯酰胺。
D、阴离子聚丙烯酰胺。钻井液用聚丙烯酰胺主要是阴离子聚酰胺（PAM）。
2、阴离子聚丙烯酰胺（PAM）。
A、两大性能指标：一是分子量50万到2800万，二是水解度从10%到35%。
B、主要作用：絮凝沉淀岩屑。
C、加量：0.1%--0.3%。
D、用法：最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。
E简单测试：在700克水中加1克PAM搅拌2小时，用漏斗粘度计测其粘度。进行比较判断其分子量大小。
F影响因素：水的矿化度、水的温度、搅拌方式、搅拌时间。
二、聚丙烯酸钾
1、三大性能指标
A、分子量500万至800万。
B、水解度27%-35%。
C、钾含量11%-15%。
2、作用
抑制泥页岩及钻屑分散造浆，兼有降失水改善流型和增加润滑性等功能。
3、抗温能力：大于等于180℃。
4、加量：0.1%--0.3%。
5、用法：最好先配成1%水溶液再使用。
6、简单测试：在700克水中加1克K-PAM搅拌2小时，用漏斗粘度计测其粘度，进行比较判断其分子量大小。
三、PAC-141
1、作用
PAC-141是丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸钠和丙烯酸钙的四元共聚物，其主链上有连接有-COOH、-COONa、-（COO）2Ca 和-CONH2等极性基团，主要作为增粘剂和包被剂使用，具有一定降失水效果。
2、抗温能力：大于等于160℃。
加量：淡水中加0.1-0.4% 饱和盐水0.5-1%。
用法：最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。
简单测试：在700克水中加1克PAC-141搅拌2小时，用漏斗粘度计测其粘度，进行比较判断其分子量大小。
四、80A-51
80A-51是一种强包被剂，主要起增粘和沉淀岩屑的作用，具有一定的抗温抗盐抗钙能力。加量为0.1%至0.3%。
五、FA-367
1、作用：FA-367是两性离子聚合物FA系列中常用的产品，分子量100万-250万，具有抑制岩屑分散，增加粘度和降低失水量等功能，其抗温160℃，抗盐抗钙能力也很强。
2、加量：0.1-0.3%。
3、用法：最好先配成1%-2%的水溶液再按需要量加到钻井液中。
简单测试：在700克水中加1克FA-367搅拌2小时，用漏斗粘度计测其粘度，进行比较判断其分子量大小。
六、润滑絮凝剂
（一）主要成分
水解度30%分子量3000万单位的阳离子聚合物（絮凝岩粉能力是聚丙烯酰胺PAM的3-5倍）和磺酸钠。
（二）适应区域
井壁稳定而岩粉造浆严重的子北、延长、延川、宝塔（川口、青化砭、甘谷驿、南泥湾）、甘泉下寺湾南部等油区。（三）作用
1、沉淀岩粉
该剂能将岩粉在循环槽内全部沉淀下来，钻井液保持真正无固相，由此带来：
（1）钻速提高50-100%，日进尺200米以上。
（2）中途不再排浆，杜绝了泥浆对周边环境污染，免遭罚款。
（3）钻头牙轮保持干净状态，寿命延长50-100%，钢齿钻头都能进尺300m以上。
（4）堵塞渗漏，减少用水量30-50%。
2、润滑减阻
（1）该剂能在井壁上和钻杆上形成一层保护胶膜，变钻柱与井壁的硬性碰撞为弹性碰撞，从而降低钻杆、钻铤的磨耗，延长其使用寿命30%。
（2）该剂能降低井内水的表面张力，降低钻杆柱回转时与水的擦阻力，从而减少钻杆柱带动钻头破碎岩石所需要的扭矩，进而减少钻机和柴油机的负荷，减少机故率和钻杆折断次数。
（3）良好的流动性，降低泵压30%，增加泵排量35%，减少柴油机负荷35%，节省柴油20%。
3、携带岩屑
该剂具有较高的粘度，能将钻头破碎的岩屑及时的冲离井底，同时，岩屑被及时地不断地携带到地面，井内始终保持干净，纵使钻杆、钻铤折断或脱扣，也会顺利地打捞上来，不至于小事复杂化。
（四）费用：1000.00元/井。
（五）用法与用量：
1、二开或开始定向时一次性加一袋（用搅拌机搅拌或用手在靠近沉淀池的循环口慢慢撒）随后每150米加一袋。
2、定向时，由于钻杆柱不转，泵排量小时钻屑就不易上来，此时应增加用量30-50%。
3、井深过700米，再纠斜时，若出现返屑量减少，就一次性1-2袋，将漏斗粘度提高到35秒以上。
十一增粘降滤失剂
一、羧甲基纤维素钠Na-CMC
1、作用
A、增加泥浆粘度，携带岩屑。
B、降低泥浆滤失量抑制泥页岩水化膨胀，维持井壁稳定。
2、两大指标
A、聚合度：表示纤维素分子链的长短，和Na-CMC水溶液的粘度成正例，常用Na-CMC的聚合度在300-800之间，分子量在5-15万之间。
B、取代度：表示纤维素三个羟基中的氢被钠羧甲基
（-CH2COONa）取代的程度。取代度越大，表示Na-CMC 水溶性越好，抗温抗盐抗钙能力越强。
3、三个等级
A 高粘：聚合度大于700，取代度大于0.7 ，在25℃时，1%水溶液的粘度大于500mpas，主要用于增稠悬浮岩屑和携带岩屑。
B 中粘：聚合度600左右，取代度大于0.8-0.85，在25℃时，2%水溶液的粘度60-270 mpas，主要用于降低滤失量。
C 低粘：聚合度500左右，取代度0.8-0.9，在25℃时，2%水溶液的粘度小于50 mpas，用于降低滤失量。
4、用法：最好先配成漏斗粘度大于300秒的水溶液再使用。
5、简单测试：在700克水中加7克Na-CMC，搅拌3小时，待其全溶化后，再测其漏斗粘度，1300厘泊Na-CMC，漏斗粘度不低于160秒。
二、聚阴离子纤维素PAC
PAC与Na-CMC相比
1、聚合度更高。达900以上，粘度更大，在25℃时，1%水溶液粘度为1500 mpas以上。
2、取代度：更大、大于0.95 。
3、抗温：150℃以上。
4、抗盐可达饱和。PAC主要用于深井及盐井。
三、羟乙基纤维素HEC
HEC增粘效果比PAC还强，而且在增粘的同时，不增加切力，但因生产成本高，在钻井中用量很少。
四、羧甲基淀粉CMS
CMS 降滤失速度快，作用效果等同于低粘羧甲基纤维素，在增粘方面，对塑性粘度影响小，而对动切力影响大，有利于携带岩屑，抗盐抗钙，适合配盐水泥浆，CMS价格便宜，使用成本低，但它易发酵，使用时要加甲醛等杀菌剂。
五、羟丙基淀粉HPS
HPS 抗钙性能特强，达50000PPM，在钻进石膏层段，使用HPS，对防治钙污染，效果很好。加量为0.5%-0.7%。
六、抗温淀粉DFD-140
DFD-140分子链节上同时含有阳离子基团和非离子基团，抗温140 ℃以上，主要是在中深井中使用，增粘降失水效果等同于中粘Na-CMC。
七、黄原胶XC
黄原胶XC又称XC131生物聚合物，是一种阴离子杂多糖，由黄单胞杆菌经生物合成，并经化学处理制成淡黄色粉末。主要作用：
1、提高钻井液粘度和切力。
2、配制无固相钻井液，能有效地防止油层损害。
3、在深井使用，可控制高温高压失水。
4、稳定页岩地层，具有防漏作用。
5、抗钙离子2000PPM以上，并能抗饱和盐水。
6、润滑减阻性好，加量为0.1-0.2%。
八、羟丙基瓜尔胶HPG
1、HPG 平均聚合度900-1200，分子量25万，取代度：0.36-0.6。
2、在25时℃，1%水溶液粘度大于等于220 mpas。
3、加入交联剂硼砂，形成凝胶体，用于堵漏和强力携砂。十二降粘降失水剂
一、铁铬木质素磺酸盐FCLS
FCLS简称铁铬盐，是多官能团的离子分子化合物，能吸附在膨润土颗粒的边缘带区，减弱和拆散泥浆中的网状结构，
起到降粘的作用，同时，铁铬盐分子链长，又可吸附多个膨润土微粒片，抑制泥页岩水化膨胀，稳定井壁，起到降失水的作用。加量：淡水泥浆加量0.2-05%，盐水泥浆加量0.5-1%. 注意事项：
1、FCLS有毒，使用时要戴口罩，完毕要把手洗干净。
2、FCLS是弱酸性，使用前要加烧碱把PH值调到9-10。
二、磺化单宁SMT
SMT是老三磺泥浆材料之一，外观为棕褐色粉末，吸水性强，其水溶液呈碱性，抗钙可达1000ml/l，抗温可达180-200℃，适于深井和盐水、饱和盐水钻井液中使用，具有稳定的降粘降失水效果。加量为0.5%-1%，使用的PH值范围9-11。
三、磺化栲胶SMK
磺化栲胶与磺化单宁作用机理，使用方法相近，可任选一种使用。
四、磺化沥青粉SAS
1、作用：降低高温高压滤失量和润滑的作用。
2、作用机理：SAS 中含有磺酸基，水化作用很强，当吸附在
页岩晶层断面上时，可阻止页岩颗粒的水化分散，起到护壁作用；同时不溶于水的部分覆盖在页岩表面，改善泥饼质量，起到润滑作用。
3、加量：1%-2%。
五、磺化褐煤树脂SPNH
外观：黑色粉末，易溶于水，水溶液为棕褐色。
作用：SPNH 是以褐煤和晴纶废丝为主要原料，通过用接枝共聚和磺化的方法制得的一种含有羟基、羧基、亚甲基、磺酸基等多种官能团的共聚物，因此，具有降滤失和降粘的作用，同时，抗温抗盐抗钙能力很强。
加量：1% -2%
质量测试：
1、不溶物小于等于5%。
2、含水分小于等于6%。
3、1%水溶液颜色为深褐色而且永不退色。
六、磺化酚醛树脂SMP
磺化酚醛树脂为棕色自由流动粉末，它是一种有效的高温抗污染降滤失剂。加入一定数量的SMP可在淡水和盐水钻井液中得到满意的API和HTHP滤失量。产品分为两种类型，SMP-1用于淡水和低浓度盐水体系，SMP-2 用于高浓度盐水体系。其抗温能力为180℃，通常加量为2.0%-3.0% 。
七、磺化褐煤SMC
外观：黑色粉末，是褐煤、甲醛及Na2CO3在PH为9-11的条件下进行磺化反应制得。
作用：SMC是―三磺‖泥浆材料之一，具有较好的降粘降滤失性。
PP材料性能和用途
PP材料性能和用途 聚丙烯成型工艺 PP聚丙烯 典型应用范围 汽车工业（主要使用含金属添加剂的PP：挡泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫等），日用消费品（草坪和园艺设备如剪草机和喷水器等）。 注塑模工艺条件 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。熔化温度：220~275C，注意不要超过275C。 模具温度：40~80C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。 流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是4~7mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。 化学和物理特性: PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0C以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入1~4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1~40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8~2.5%。并且收缩率的方向均
金属材料脆性断裂机理的实验研究_李智慧
基金项目：国家自然科学基金资助（10972180） 来稿日期：2010-07-06 修回日期：2011-12-09 第一作者简介：李智慧，女，1981年生，西安理工大学土木建筑工程学院，博士生；研究方向—固体力学及岩土工程。 通讯作者：师俊平， E-mail ：shijp@https://www.360docs.net/doc/6d15757672.html, 应 用 力 学 学 报 CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS 第29卷 第1期2012年2月 V ol.29 No.1Feb. 2012 文章编号：1000- 4939(2012) 01-0048-06 金属材料脆性断裂机理的实验研究 李智慧 师俊平 汤安民 (西安理工大学 710048 西安) 摘要：材料的脆性断裂有许多准则和模型，但对脆断机理和变化规律缺乏合理的描述，给工程应用带来不便。本文对典型脆性材料球墨铸铁、灰铸铁分别进行了拉扭双轴断裂实验和常规拉伸、扭转破坏实验；对韧性金属材料合金钢进行了单轴拉伸颈缩破坏实验。通过上述实验分析了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的机理特征并选择应力三维度作为应力状态参数描述危险点的应力状态，同时考察了脆性材料和韧性材料发生脆性断裂的主导因素。结果表明：韧性材料45#钢和14CrNiMoV 合金钢在颈缩断面心部应力三维度值较大时发生脆性拉断，而在颈缩断面边缘处应力三维度值较小时发生剪断；脆性材料球墨铸铁在应力三维度值为0.0~0.33之间变化时均发生脆性断裂；灰铸铁在应力三维度值大于0.0时发生脆性拉断，而在应力三维度值小于0.0时发生剪断。因此可以认为，材料的细观组织结构和危险点应力状态是影响断裂机理及变化规律的主要因素。对于同种材料，随着应力三维度代数值从小向大变化材料的断裂机制由塑性剪切断裂逐渐转变为脆性断裂。本文通过对几种材料的脆性断裂危险点和断裂方向的研究给出了脆断宏观破坏条件。 关键词：金属材料；脆性断裂；断裂机理；应力三维度；断裂条件 中图分类号：O346.1 文献标识码： A 1 引 言 由于金属材料物理本质的复杂性，其脆性断裂一直成为倍受关注的研究难点。国内外学者针对裂纹体和无裂纹体的脆性断裂问题进行了大量的研究，至今已有大量准则和模型用来解释不同的脆断试验现象 [1-2]，其中比较著名的是Sih G C 针对裂纹体提出的最大周向应力理论[3]和应变能密度因子理 论[4]。 Sih G C 指出裂端应变能密度最小处，往往是形变能密度较小处、体变能密度较大处该处是材料脆性断裂的启裂点。这符合脆性断裂的经典概念。Rice 认同以上思想，定义了应力三维度R σ的表达式，即 m e R σσσ= (1) 其中：m σ为平均应力，()1233m σσσσ=++；e σ为等效应力， e σ= 。 Rice 还进一步提出复合型裂纹启裂方向沿裂端应力 三维度最大值方向的理论[5] 。这一理论在实验验证时，与裂纹体I 型实验符合较好，而与II 型实验不相符合，由此这一理论思想只得搁浅。但从材料的细观断裂机理研究结论看，Sih G C 和Rice 关于脆性断裂的思想认识并没有错，问题在于长期以来人们对裂纹开裂方向的认识出现了失误[6]。近期国内外许多学者已采用应力三维度作为应力状态参数，开展裂纹体与无裂体不同断裂形式的试验
金属材料材质分类及用途
金属材料材质 铜有很多种 纯铜：又称紫铜含铜量在99.5%以上比如电线丝 铜锌合金：又称黄铜一般铜占60% 锌占40% 阀门锁芯 铜锡合金：又称青铜有些轴承套 铜镍合金：又称白铜银状比如钥匙（一般钥匙黄色的是黄铜白色的是白铜）最常用的就这几种 铜主要分为纯铜和合金铜 纯铜有T2,另有无氧铜系列C10100;C10200、磷脱氧铜TP1\TP2 合金铜分; 1、简单黄铜铜-锌合金； 2、复杂黄铜铜+锌+其他金属； 3、青铜：分铁青铜、磷青铜、铝青铜、铍青铜等（铜中加入除锌、镍以外的金属） 4、白铜：普通白铜、锌白铜、铁白铜、铝白铜等等（铜中加入镍为主和其他金属）
铝材的分类 （1）按有无合金成分，铝材分为纯铝及铝合金。铝合金按合金系列又分为Al-Mn合金、Al-Cu 合金、Al-Si合金和Al-Mg合金等。 （2）按压力加工能力，可分为变形铝和非变形铝（例如：铸铝）。 （3）按能否热处理强化，铝合金又分为非热处理强化铝和热处理强化铝。铝没有同素异构体，纯铝、铝锰合金、铝镁合金等不可能通过热处理相变来提高强度。但是，铝铜和铝镁硅等合金可通过固溶时效析出强化相提高强度，称为可热处理强化铝。不能通过固溶时效析出强化相提高强度的称为不可热处理强化铝。 铝合金分为： 1系：特点:含铝99.00%以上,导电性有好,耐腐蚀性能好,焊接性能好,强度低,不可热处理强化. 应用范围：高纯铝(含铝量99.9%以上)主要用于科学试验,化学工业及特殊用途. 2系：特点：:以铜为主要合元素的含铝合金.也会添加锰、镁、铅和铋为了切削性。如：2011合金，在熔练过程中要注意安全防护（会产生有害气体）。2014合金用天航空工业，强度高。2017合金比2014合金强度低一点，但比较容易加工。2014可热处理强化。缺点：晶间腐蚀倾向严重。应用范围：航空工业（2014合金），螺丝（2011合金）和使用温度较高的行业（2017合金）。 3系：特点：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好。塑性好。（接近超铝合金）。缺点：强度低，但可以通过冷加工硬化来加强强度。退火时容易产生粗大晶粒。应用范围：飞机上使用的导油无缝管（3003合金），易拉罐（3004合金）。4系：以硅为主，不常用。部分4系可热处理强化，但也有部分4系合金不可热处理化。hr 5系：特点：以镁为主。耐耐性能好，焊接性能好，疲劳强度好，不可热处理强化，只能冷加工提高强度。应用范围：割草机的手柄、飞机油箱导管、防弹衣。 6系：特点：以镁和硅为主。Mg2Si为主要强化相，目前应用最广泛的合金。6063、6061用的最多、其它6082、6160、6125、6262、6060、6005、6463。6063、6060、6463在6系中强度比较低。6262、6005、6082、6061在6系中强度比较高。特性：中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好（易挤压出成形）氧化着色性能好。应用范围：交能工具（如：汽车行李架、门、窗、车身、散热片、间箱外壳） 7系：特点：以锌为主，但有时也要少量添加了镁、铜。其中超硬铝合金就是含有锌、铅、镁和铜合金接近钢材的硬度。挤压速度较6系合金慢，焊接性能好。7005和7075是7系中最高的档次，可热处理强化。应用范围：航空方面（飞机的承力构件、起落架）、火箭、螺旋桨、航空飞船。
弹簧的种类
弹簧一般可分下列数种： 压缩弹簧： 用途最广，在制造时，绕成分开的螺旋圈，使各圈有间隙（节距），以便受力收缩，保持有向两端伸张的张力。 受最大负荷时，不能被完全压缩，必须在有效圈数间保留间隙，以免摩擦或其他物质嵌入，引起疲劳破坏。 弹簧自由长度应等于弹簧之实长加上间隙，再加变形量。 压缩弹簧为增加接触面，面应予磨平，以获取60~80%接触面。 其端部形状有多种：两端坐圈，两端磨平等。 乃各圈分绕，因能承受压力，两端可为开式或闭式或绕平或磨平。下述为一压缩弹簧必要资料： （1）控制直径（Controlling diameter）（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径、（d）所穿圆杆之外径。 （2）钢丝或钢杆之尺寸（Wire or bar size）。 （3）材料（种类及等级）。 （4）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （5）末端之形式（Style of ends）。 （6）在某一挠区长度下之负荷。 （7）一寸至几寸长度变化范围内之负荷比率。 （8）最大体高“自由长”（Maximum solid height）。 （9）运用时之最小压缩高。 压缩弹簧(Compression Spring)乃变体弹簧第一种，由直筒型、锥形至缩、凸腰形，乃至各种尾端之变体，均可依设计成型。 压缩弹簧(Compression Spring)为所有弹簧种类中最被广泛运用的一种，产品运用范围广及电子、电机、计算机、信息、汽机车、自行车、五金工具、礼品、玩具、乃至国防工业，因其设计与原理易于掌握，制造控制也最为单纯。 拉伸弹簧： 各圈绕成相互紧贴的螺旋圈或节距圈，受外力时向外伸长，保持有向中间收缩之力。 拉簧钩分为多种：英式钩，德式钩，边耳钩，鱼尾钩等。 乃各圈紧密围绕，以使其能受力而拉长，各端绕一环圈（Loop），下述为一拉伸弹簧之必要资料：（1）自由长度：（a）总长度、（b）全部圈长、（c）自钩圈内之长度。 （2）控制直径：（a）外径、（b）内径、（c）所套管之内径。 （3）钢丝尺寸“线径”。 （4）材料（种类、等级）。 （5）圈数：（a）总圈数及（b）右旋或左旋。 （6）末端之形式。 （7）钩内之负荷。 （8）负荷率、挠曲度、每寸磅数。 （9）最大拉伸长度。 拉伸弹簧（Extension Spring）乃典型之弹簧即弹簧之代表，由直筒形至各种变体，乃至挂钩之各种形状均能依设计成型。
黄铜的主要牌号、性能及用途
黄铜的主要牌号、性能及用途： 1）H62普通黄铜：有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用惯犯的一个普通黄铜品种。用于各种深引伸和弯折制造的受礼零件，如销钉、铆钉、垫圈、螺母、导管、气压表弹簧、筛网、散热器零件等。 2）H65普通黄铜：性能介于H68和H62之间，价格比H68便宜，也有较高的强度和塑性，能良好地承受冷、热压力加工，有腐蚀破裂倾向。用于小五金、日用品、小弹簧、螺钉、铆钉和机械零件。 3）H68普通黄铜：有极为良好的塑性（是黄铜中最佳者）和较高的强度，切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非承安定，但易产生开裂。是普通黄铜中应用最为广泛的一个品种。用于复杂的冷冲件和深冲件，如散热器外壳、导管、波纹管、弹壳、垫片、雷管等。 4）H70普通黄铜：有极为良好的塑性（是黄铜中最佳者）和较高的强度，切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非承安定，但易产生开裂。用于复杂的冷冲件和深冲件，如散热器外壳、导管、波纹管、弹壳、垫片、雷管等。 5）H75普通黄铜：有相当好的力学性能、工艺性能和耐蚀性能。能很好地在热态和冷态下压力加工。在性能和经济上居于H80、H70之间。用于低载荷耐蚀弹簧。 6）H80普通黄铜：性能和H85相似，但强度较高，塑性也较好，在大气、淡水及海水中有较高的耐蚀性。用于造纸网、薄壁管、波纹管及房屋建筑用品。 7）H85普通黄铜：具有较高的强度，塑性好，能很好地承受冷、热压力加工，焊接和耐蚀性能也都。用于冷凝和散热用管、虹吸管、蛇形管、冷却设备制件。 8）H90普通黄铜：性能和H96相似，但强度较H96稍高，可镀金属挤途敷珐琅。用于供水及排水管、奖章、艺术品、水箱带以及双金属片。 9）H96普通黄铜：强度比紫铜高（但在普通黄铜中，她是最低的），导热、导电性好，在大气和但是中有高的耐蚀性，且有良好的塑性，易于冷、热压力加工，易于焊接、锻造和镀锡，无应力腐蚀破裂倾向。在一般机械制造中用作导管、冷凝管、散热器管、散热片、汽车水箱带以及导电零件等。 10）HA177-2铝黄铜：是典型的铝黄铜，有高的强度和硬度，塑性良好，可在热态冷态下进行压力加工，对海水及盐水有良好的耐蚀性，并耐冲击腐蚀，但有脱锌及腐蚀破裂倾向。
金属材料力学性能
一．名词解释 1，E,弹性模量，表征材料对弹性变形的抗力， 2，δs：呈现屈服现象的金属拉伸时，试样在外力不增加仍能继续伸长的应力，表征材料对微量塑性变形的抗力。 3，σbb：是灰铸铁的重要力学性能指标，是灰铸铁试样弯曲至断裂前达到的最大弯曲里 （按弹性弯曲应力公式计算的最大弯曲应力） 4δ：延伸率，反应材料均匀变形的能力。 5，韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力（或指材料抵抗裂纹扩展能力）6低温脆性:某些金属及中低强度钢，在实验的温度低于某一温度Tk时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔集聚型变为穿晶解理型，断口特征由纤维状态变为结晶状，这就是低温脆性 7 Kic：断裂韧度，为平面应变的断裂韧度，表示在平面应变条件下材料抵抗裂变失稳扩展的能力 8 弹性比功（弹性比能）：表示单位体积金属材料吸收变形功的能力 9σ-1：疲劳极限，表明试样经无限次应力循环也不发生疲劳断裂所对应的能力 10循环韧性(消振性)：表示材料吸收不可逆变形功的能力（塑性加载） 11Ψ：断面收缩率，缩经处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比， 12Ak：冲击功、，冲击试样消耗的总能量或试样断裂过程中吸收的总能量 13蠕变：材料在长时间的恒温应力作用下，（即使应力低于屈服强度）也会缓慢地产生塑性变形的现象。 14σtて：在规定温度（t）下，达到规定的持续时间（て）而不发生断裂的最大应力。 15：氢致延滞断裂：由于氢的作用而产生的延滞断裂现象。 17.δ0.2：屈服强度 18.△K th：疲劳裂纹扩展门槛值，表征阻止裂纹开始扩展的能力 19δbc：抗拉强度，式样压至破坏过程中的最大应力。 20.包申效应：金属材料经过预加载产生少量塑变，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加，反向加载，规定残余应力减低的现象，称为包申效应。 21．NSR：缺口敏感度，缺口试样的抗拉强度δbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度δb之比。 22.力学行为：材料在外加载荷，环境条件及综合作用下所表现出的行为特征。 23.强度 24：应力腐蚀：金属在拉应力和特定化学介质共同作用下，进过一段时间后所产生的应力脆断现象。 25．滞弹性：（弹性后效）在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长而产生附加弹性应变的现象。 二、填空题 17、断裂可以分为（裂纹形成）与（扩展）两个阶段。静拉伸断裂宏观断口分为（纤维区）、（放射区）、（剪切唇）三个区域。该断口微观特征：（纤维状）对于脆性穿晶断裂断口主要特征：（放射状）和（结晶状） 18、典型疲劳断裂的宏观断口分为三个区（疲劳源）（疲劳区）（瞬间区）疲劳断口宏观特征（贝纹线、海滩花样）、微观特征（疲劳条带） 19、应力腐蚀微观断口可以看到呈（枯树枝状）的微观裂纹，呈（泥状花样）的腐蚀产物和（腐蚀抗） 20微孔聚集型断裂的微观特征（韧窝），解理断裂的微观特征主要有（解理台阶）和（河流花样），沿晶断裂的微观特征(冰糖状) 断口和(晶粒状)断口。 21应力状态系数值越大，表示应力状态越（软），材料越容易产生（塑性）变形和（韧性）断
不锈钢管的材质种类与用途
不锈钢在近20年来，世界各国的不锈钢管生产有了很大发展，工艺技术和装备水平都有很大提高，近年来在新建和改扩建的不锈钢无缝管车间、焊管车间和冷轧冷拔车间里，出现了很多卓有成效的新工艺和高效率的新设备。我国不锈钢管生产经过40多年的发展，尤其是近20年来，无论是不锈钢无缝管还是焊管的生产技术都有了长足的进步，产量、质量和品种不断增加和提高，少数产品的质量达到了国际先进水平：下面笔者就带领大家了解一下不锈钢管的材质种类与用途。 一、不锈钢钢管的分类 1、按生产方法分类： （1）无缝管——冷拔管、挤压管、冷轧管。 （2）焊管： （a）按工艺分类——气体保护焊管、电弧焊管、电阻焊管（高频、低频）。 （b）按焊缝分——直缝焊管、螺旋焊管。 2、按断面形状分类： （1）圆形钢管； （2）矩形管。 3、按壁厚分类——薄壁钢管、厚壁钢管 4、按用途分类： （1）民用管分圆管、矩管、花管，一般用于装饰、建筑、结构等方面；
（2）工业管：工业配管用钢管、一般配管用钢管（饮用水管）、机械构造／流体输送管、锅炉热交换管、食品卫生管等。一般应用于工业的各个领域如：石油化工、造纸、核能、食品、饮料、医药等行业对流体介质要求较高管道。 二、不锈钢管材质区分 1、钢材的概念：钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，不锈钢管材质化分应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝不锈钢管钢材、焊接不锈钢管、金属制品等品种。 2、钢材的生产方法大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，不锈钢管材质化分使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的
弹簧钢丝的标准及用途牌号总结
弹簧钢丝的标准及用途牌号 摘要我国弹簧纲丝标准是参照ISO和JIS制订的，本文以ISO和JIS为依据，分析了弹簧纲丝现行国家标准和行业标准的适用范围，各组别之间隐含的的差别，对弹簧钢丝的生产和使用都有参考价值。 关键词弹簧钢丝、标准、适用范围 弹簧是机械行业和日常生活中最常用的零件，弹簧主要作用是利用自身形变时所储存的能量来缓和机械或零部件的震动和冲击、控制机械或零部件的运动。 1、弹簧钢丝的使用特性和用途 弹簧在弹性范围内使用，卸载后应回复到原来位置，希望塑性变形越小越好，因此钢丝应具有高的弹性极限，屈服强度和抗拉强度。屈强比越高，弹性极限就越接近抗拉强度，因而越能提高强度利用率，制成的弹簧弹力越强。 弹簧依靠弹性变形吸收冲击能量，所以弹簧钢丝不一定要有很高的塑性，但起码要有能承受弹簧成型的塑性，以及足够的能承受冲击能量的韧性。 弹簧通常在交变应力作用下长期工作，因此要有很高的疲劳极限，以及良好的抗蠕变和抗松弛性能。 在特定环境中使用的弹簧，对钢丝还会有一些特殊要求，例如：在腐蚀介质中使用的弹簧，必须有良好的抗腐蚀性能。精密仪器中使用的弹簧，应具有长期稳定性和灵敏性，温度系数要低，品质因素要高，后效作用要小，弹性模量要恒定。在高温条件下工作的弹簧，要求在高温时仍能保持足够的弹性极限和良好的抗蠕变性能等。 此外，还应考虑弹簧钢丝的成形工艺和热处理工艺。冷拉弹簧钢丝和油淬火回火弹簧钢丝都以供货状态钢丝直接绕制弹簧，弹簧成形后经消除应力处理直接使用。冷拉弹簧钢丝的抗拉强度要略高于油淬火回火钢丝。大规格冷拉钢丝弹力太大，绕制弹簧很困难，所以冷拉弹簧钢丝使用规格一般小于8.0mm，油淬火回火钢丝使用规格一般小于13.0mm。实际上直径13.0mm弹簧多选用轻拉状态弹簧钢丝，冷拉绕制成形后再淬回火使用。直径15.0mm以上钢丝大多采用加热绕制工艺制簧。 弹簧根据运行状态可分为静态簧和动态簧。静态弹簧指服役期振动次数有限的弹簧，如安全阀弹簧，弹簧垫，秤盘弹簧，定载荷弹簧，机械弹簧，手表游丝等。动态弹簧指服役期振动次数达1×106次以上的弹簧，如发动机阀门弹簧，车辆悬挂簧，防震弹簧，联轴器弹簧，电梯缓冲弹簧等。静态弹簧选材时主要考虑抗拉强度和稳定性，动态弹簧选材时主要考虑疲劳，松弛及共振性能。 弹簧根据负荷状况可分为轻载荷、一般载荷和重载荷三种状态。轻载荷指承受静态应力，应力较低，变形量较小的弹簧，如安全装置用弹簧，吸收振动用弹簧等。设计使用寿命103～104次。 一般载荷指设计寿命105～106次，在振动频率300次/min条件下使用的普通弹簧。在许用应力范围内，寿命保证1×106次，载荷应力越低，寿命越长。 重载荷指长时间工作、振动频繁的弹簧。如阀门弹簧，空气锤、压力机、液压控制器弹簧，其载荷较高，常常在低于许用应力10%左右使用，使用寿命大于1×106次，通常为107次。 弹簧选材的原则是：首先满足功能要求，其次是强度要求，最后才考虑经济性。 碳素弹簧钢是弹簧钢中用途广泛，用量最大的钢类。钢中含0.60%～0.90%的碳和0.3%～1.20%的锰，不再添加其它合金元素，使用成本相对较低。碳素弹簧钢丝经适当的加工或热
40Cr材料性能及用途(20201113093748)
基本信息 根据标准 GB/T 3077-1999 对应国外标准：JIS G4053 ASTM A29/ ISO 683-18:1996[1] 化学成分 力学性能 40Cr 圆棒 试样毛坯尺寸（mm ）: 25 热处理： 第一次淬火加热温度（C ）： 850;冷却剂：油 第二次淬火加热温度（C ）：- 回火加热温度（C ）： 520;冷却剂：水、油 抗拉强度（（T b/MPa :三980 屈服点（（T s/MPa :三785 断后伸长率（5 5/% :三9 断面收缩率（? /% :三45 冲击吸收功（Aku2/J ）:三47 布氏硬度（HBS100/3000 （退火或高温回火状态）： 40cr 介绍 40Cr 三 207[3]
【参考对应钢号】 1.17035/1 我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号 045、德国DIN标准钢号41C4/42G 4、英国EN标准钢 &英国BS标准钢号41C 4、法国AFNOR标准钢号42 4、法国NF标准钢号38Cr4/41C 4、意大利UNI标准钢号41C 4、比利时NBN标准钢号42C 4、瑞典SS标准钢 245、美国AISI/SAE/ASTM标准钢 140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SC 40、美国AISI/SAE/ASTM标准钢 140、国际标准化组织ISO标准钢号41C 4。 【临界点温度】 (近似值) Acm=780C 【正火规范】 温度850~870C，硬度179~229HBS 【冷压毛坯软化处理规范】
温度740~760C，保温时间4~6h,再以5~10C /h的冷速，降温到＜60皿, 出炉空冷。 处理前硬度＜217HB,软化后硬度＜163HBS 【生铁屑保护摆动回火规范】 (670± 10 CX 2h随炉升温，(710士10 CX 2h随炉降温， (670士10 C X 2h随炉升温，(710士10 C X 2h再随炉降温， (670士10 C X 2h随炉升温，(710士10 C X 2h随炉降温，共3个循环，再降温至550C，出炉空冷。处理后硬度153HBS 【调质处理规范】 淬火温度850C 士1C，油冷；回火温度520C 士1C,水、油空冷。[4] 40Cr调质硬度 40Cr调质以后的硬度大概在HRC32-36之间，也就是说大概HB330-380之间. 40Cr--830-860C 油淬--＞55HRC 150C 回火--55HRC 200C 回火--53HRC [5][6] 300C 回火--51HRC 400C 回火--43HRC 500C 回火--34HRC 550C 回火--32HRC 600C 回火--28HRC 650C 回火--24HRC 40cr特性及用途
金属材料性能知识大汇总(超全)
金属材料性能知识大汇总 1、关于拉伸力-伸长曲线和应力-应变曲线的问题 低碳钢的应力－应变曲线 a、拉伸过程的变形：弹性变形，屈服变形，加工硬化（均匀塑性变形），不均匀集中塑性变形。 b、相关公式：工程应力σ=F/A0；工程应变ε=ΔL/L0；比例极限σP；弹性极限σ ε；屈服点σS；抗拉强度σb；断裂强度σk。 真应变e=ln(L/L0)=ln(1+ε) ；真应力s=σ(1+ε)= σ*eε指数e为真应变。 c、相关理论：真应变总是小于工程应变，且变形量越大，二者差距越大；真应力大于工程应力。弹性变形阶段，真应力—真应变曲线和应力—应变曲线基本吻合；塑性变形阶段两者出线显著差异。
2、关于弹性变形的问题 a、相关概念 弹性：表征材料弹性变形的能力 刚度：表征材料弹性变形的抗力 弹性模量：反映弹性变形应力和应变关系的常数，E=σ/ε；工程上也称刚度，表征材料对弹性变形的抗力。 弹性比功：称弹性比能或应变比能，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，评价材料弹性的好坏。 包申格效应：金属材料经预先加载产生少量塑性变形，再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 滞弹性：（弹性后效）是指材料在快速加载或卸载后，随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。 弹性滞后环：非理想弹性的情况下，由于应力和应变不同步，使加载线与卸载线不重合而形成一封闭回线。 金属材料在交变载荷作用下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫内耗 b、相关理论： 弹性变形都是可逆的。 理想弹性变形具有单值性、可逆性，瞬时性。但由于实际金属为多晶体并存在各种缺陷，弹性变形时，并不是完整的。 弹性变形本质是构成材料的原子或离子或分子自平衡位置产生可逆变形的反映
弹簧材料比较
选择弹簧材料时，应考虑其用途、使用条件(载荷性质、大小及循环特性、 工作持续时间、工作温度等)以及加工、热处理和经济性等因素。 为了保障弹簧能够可靠地工作，其材料除应满足具有较高的强度极限和屈服极限外，还必须具有较高的弹性极限、疲劳极限、冲击韧性、塑性和良好的热处理工艺性等。表20-2列出了几种主要弹簧材料及其使用性能。实践中应用最广泛的就是弹簧钢，其品种又有碳素弹簧钢、低锰弹簧钢、硅锰弹簧钢和铬钒钢等。图20-2给出了碳素弹簧钢丝的抗拉强度极限。 弹簧材料选择必须充分考虑到弹簧的用途、重要程度与所受的载荷性质、大小、循环特性、工作温度、周围介质等使用条件，以及加工、热处理和经济性等因素，以便使选择结果与实际要求相吻合。钢是最常用的弹簧材料。当受力较小而又要求防腐蚀、防磁等特性时，可以采用有色金属。此外，还有用非金属材料制做的弹簧，如橡胶、塑料、软木及空气等。碳素弹簧钢(如65、70钢)：价格便宜、来源方便，但弹性极限低； 低锰弹簧钢(如65Mn)：淬透性好、强度较高，淬火后易产生裂纹 硅锰弹簧钢(如60Si2MnA)：弹性极限高，回火稳定性好，力学性能良好； 铬钒钢(如50CrVA)：耐疲劳和抗冲击性能好，价格贵，用于要求高的场合。 表20-2 主要弹簧材料及其许用应力
击载荷的场合；Ⅲ类N<103。 2.碳素弹簧钢丝按机械性能不同分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ四组，Ⅰ组强度最高，依次为Ⅱ、Ⅱa、Ⅲ组。 3.弹簧的工作极限应力τlim：Ⅰ类≤1.67[τ]；Ⅱ类≤1.25[τ]；Ⅲ类≤1.12[τ]。 4.轧制钢材的机械性能与钢丝相同。 5.碳素钢丝的切变模量和弹性模量对0.5～4mm直径有效，>4mm取下限。
常用材料特性及主要用途
常用材料特性及主要用途 常用印刷材料有：BOPP、KOP、MATOPP、NY、PET、PVC(收缩膜及扭结膜)、VMPVC（扭结）、PCO、PL 一、BOPP：中名为双向拉伸聚丙烯，它是经过双向拉伸后形成的薄膜，没有热封性能， 常用作印刷材料，特性如下： 1.透明度很高，故单层胶水袋及R袋常用材料; 2.抗拉强度、冲击强度、挺度优异； 3.耐寒性、耐热性优良，一般的冷冻食品可用此材料，使用温度范围是-40℃—120℃； 耐高温比PET差，所以制袋时容易出现起皱、翘边的现象； 4..隔水蒸汽的性能比PET材料好，隔氧性比PET材料差； 5..常用厚度为：20—40um,密度是：0.92g/c㎡ 6.用途：因其有优越性的防湿性能，适用于易吸潮的饼干、凉果、膨化食品、瓜子等表 层印刷材料。 7..燃烧及气味：OPP燃烧时没有烟，灭后有白烟，并有酸味； 二、KOP:中文名为涂改层双向拉伸聚丙烯，客观存在是OPP表层涂了一层约1—2um的聚 偏二氯乙烯（PVDC,也叫k涂层）,所以KOP既有OPP的性能，又有PVDC的优点； 1.外观呈微黄色，具有优异有隔水蒸汽及隔氧性能； 2.具有良好的耐药品性能； 3.阻止异味透过性能好； 4.常用厚度为21—22um，密度为0.99 g/c㎡ 5.用途：常用于月饼、香肠等含有油性及脂肪的食品。 6.注：MB777或MB21中在KOP基础上再涂上一层亚加力，其具有KOP的性能，同时又 比KOP更进一步。 7.KOP膜纵横都没有拉伸强度； 8.燃烧：KOP燃烧时有白烟； 9.KOP透水、透氧、保香性能都很好； 10.其他：K涂层量：4.5g/㎡—5g/㎡，属水性，水即可溶解其。 三、MATOPP:中文名为双向拉伸聚丙烯消光膜，它是以消光材料和聚丙烯，通过共挤出方 式，并经双向拉伸而生产的具有消光效果的薄膜；反光度小，呈半透明状，是一种 新型的包装材料。 1.具有很好的雅光效果； 2.隔水、隔氧的性能比OPP好； 3.没有热封性能，故不能作复合材料； 4.常用厚度为20um，密度为0.92 g/c㎡ 5.用途：常用于膨化食品、月饼、纸巾、化妆品的包装： 四、PET:中文名为聚酯膜，是由对苯二甲酸乙醇酯的薄膜材料，和OPP一样，是 在纵向拉伸后进横向拉伸的二级双向拉伸薄膜，或纵横同时拉伸，而后热固定的拉 伸膜。性能及用途如下： 1.抗张力：因是双向拉伸薄膜，故具有很强的抗张力，而在印刷、复合等加工过
金属材料的断裂认识
金属材料的断裂 金属在外加载荷的作用下，当应力达到材料的断裂强度时，发生断裂。断裂是裂纹发生和发展的过程。 1. 断裂的类型 根据断裂前金属材料产生塑性变形量的大小，可分为韧性断裂和脆性断裂。韧性断裂：断裂前产生较大的塑性变形，断口呈暗灰色的纤维状。脆性断裂：断裂前没有明显的塑性变形，断口平齐，呈光亮的结晶状。韧性断裂与脆性断裂过程的显著区别是裂纹扩散的情况不同。 韧性断裂和脆性断裂只是相对的概念，在实际载荷下，不同的材料都有可能发生脆性断裂；同一种材料又由于温度、应力、环境等条件的不同，会出现不同的断裂。 2. 断裂的方式 根据断裂面的取向可分为正断和切断。正断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向垂直，一般为脆断，也可能韧断。切断：断口的宏观断裂面与最大正应力方向呈45°，为韧断。 3. 断裂的形式 裂纹扩散的途径可分为穿晶断裂和晶间断裂。穿晶断裂：裂纹穿过晶粒内部，韧断也可为脆断。晶间断裂：裂纹穿越晶粒本身，脆断。 4. 断口分析 断口分析是金属材料断裂失效分析的重要方法。记录了断裂产生原因，扩散的途径，扩散过程及影响裂纹扩散的各内外因素。所以通过断口分析可以找出断裂的原因及其影响因素，为改进构件设计、提高材料性能、改善制作工艺提供依据。断口分析可分为宏观断口分析和微观断口分析。 （1）宏观断口分析 断口三要素：纤维区，放射区，剪切唇。纤维区：呈暗灰色，无金属光泽，表面粗糙，呈纤维状，位于断口中心，是裂纹源。放射区：宏观特征是表面呈结晶状，有金属光泽，并具有放射状纹路，纹路的放射方向与裂纹扩散方向平行，而且这些纹路逆指向裂源。剪切唇：宏观特征是表面光滑，断面与外力呈45°，位于试样断口的边缘部位。 （2）微观断口分析（需要深入研究） 5. 脆性破坏事故分析 脆性断裂有以下特征： （1）脆断都是属于低应力破坏，其破坏应力往往远低于材料的屈服极限。（2）一般都发生在较低的温度，通常发生脆断时的材料的温度均在室温以下20℃。（3）脆断发生前，无预兆，开裂速度快，为音速的1/3。（4）发生脆断的裂纹源是构件中的应力集中处。
弹簧常用材料
弹簧常用材料 标准号 标准名称 牌号 直径规格(mm) 剪切模量G 弹性模量E（MPa） 推荐硬度HRC 性能 备注 GB 4357 碳素弹簧钢丝 25～80 40Mn～70Mn B级：0.08～13.0 C级：0.08～13.0 D级：0.08～6.0 G=79000 E=206000 - -40～130 强度高，性能好。B级、C级和D级分别用于低、中和高应力弹簧。 YB/T5101(GB4358) 琴钢丝 60～80 T8MnA～T9A 60Mn～70Mn G1组：0.08～6.0 G2组：0.08～6.0 F组：2.0～5.0 G=79000 E=206000 - -40～130 强度高，韧性好。用于重要的小弹簧，G2组较G1 组强度高，F组主要用于阀弹簧。YB/T5102(GB4359) 阀门用油淬火回火碳素弹簧钢丝 65Mn 70 2.0～6.0 G=79000 E=206000
-40～150 强度高，性能好。用于内燃机阀门弹簧或类似用途弹簧。 YB/T5103(GB4360) 油淬火回火碳素弹簧钢丝 55、60、60Mn、65、65Mn、70、70Mn、75、80 A类、B类 2.0～12.0 G=79000 E=206000 - -40～150 强度高，性能好。适用于普通机械用弹簧。B类比A类强度高。 YB/T5104(GB4361) 油淬火回火硅锰弹簧钢丝 60Si2MnA A类、B类、C类 2.0～14.0 G=79000 E=206000 - -40～200 强度高，弹性好。易脱碳，用于较高负荷的弹簧。A类和B类用于一般用途的弹簧，B类和C类用于汽车悬挂弹簧。 YB/T5105(GB4362) 阀门用油淬火回火铬硅弹簧钢丝 55CrSi 1.6～8.0 G=79000 E=206000 - -40～250 有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。 YB/T5108(GB2271) 阀门用油淬火回火铬钒弹簧钢丝 50CrVA 1.0～10.0 G=79000 E=206000 - -40～210 有较强的疲劳强度，用于较高工作温度的高应力内燃机阀门弹簧或其他类似弹簧。 GB5218 硅锰弹簧钢丝
金属脆性断裂失效现象
金属脆性断裂失效现象 近百年来，随着金属材料的广泛应用，曾频繁出现过不少重大的工程断裂事故，包括桥梁、储气和储油罐、管道、转子、轮船、导弹发动机壳体的断裂等，造成严重的后果和重大的经济损失。 通过对大量脆性断裂现象的分析与考查，脆性断裂的主要特征有： 1、零件断成两部分或碎成多块； 2、断裂后的残片能很好地拼凑复原，断口能很好地吻合，在断口附近没有宏观的塑性变形迹象； 3、脆断时承受的工作应力很低，一般低于材料的屈服强度，因此，人们把脆性断裂又称为“低应力脆性断裂”； 4、脆断的裂纹源总是从内部的宏观缺陷处开始； 5、温度降低，脆断倾向增加； 6、脆断断口宏观上平直，断面与正应力垂直，断口上往往能观察到放射状或人字纹条纹； 7、一旦发生开裂，裂纹便以极高的速度扩展，其扩展速度可达声速，因此带来的后果常常是灾难性的； 8、高强度钢可能发生脆性断裂，在比较低的温度下，中、低强度钢也可能发生脆性断裂。脆性断裂通常在体心立方和密排六方金属材料中出现，而面心立方金属材料只有在特定的条件下才会出现脆性断裂。 金属脆性断裂失效原因分析 1、应力分布 最大拉应力与最大切应力对形变和断裂起不同作用。最大切应力促进塑性变形，是位错移动的推动力，而最大拉应力则只促进脆性裂纹的扩展。当零件存在缺陷(如尖锐缺口、刀痕、预存裂纹、疲劳裂纹等)或零件的截面突然变化，这些部位往往引起应力集中而使应力分布不均匀，即造成三向拉应力状态，极易导致脆性断裂。因此，应力集中的作用以及除载荷作用方向以外的拉应力分量是造成金属零件在静态低负荷下产生脆性断裂的重要原因。材料的应力状态越严重，则发生解理断裂的倾向性越大。 2、温度 温度降低会引起材质本身的性能变化，如钢的屈服应力随温度降低而增加，韧性下降，解理应力也随着下降。对某些体心立方金属及合金，由于位错中心区螺位错非共面扩展为三叶位错或两叶位错，特别在低温下，这种结构的螺位错难以交滑移，使得派-纳力（在理想晶体中克服点阵阻力移动单位位错所需的临界切应力）随温度的降低迅速升高，这是这类材料的屈服强度或流变应力随温度降低而急剧升高即对温度产生强烈依赖关系，并因此导致材料脆化的主要原因。 金属零件发生低温脆断的基本条件：一是所用材料属于冷脆金属；二是环境温度较低，即零件处在脆性转变温度T c以下的环境中工作；三是零件的几何尺寸较大，即处在平面应变状态。
泡棉材料的分类及使用
EV A、吸音棉、不织布、泡棉基本常识 一.EV A垫设计常识 根据设计的需要，EV A垫的密度也有所不同，其对应的硬度也响应变化，一般硬度的数值在150~~~650之间，硬度的公差一般为±3°， EV A垫是环保型材料，属第六类 EV A垫的使用最高温度一般为80~1200，使用时请注意 EV A垫的使用湿度一般在45%~95%之间 EV A垫的公差一般较大，一般硬度较大的公差可小一些，为±0.3，硬度较小的公差可大一些 EV A垫多在背面涂胶，胶的类型为3212油胶，上胶厚度:0.04mm EV A垫的用途多为前后壳体间的密封，或较硬的材料制作成箱体底面的小支撑脚。 二.吸音棉 防火吸音棉为雅康宁公司新产品，产品采用进口高级纤维材料精制而成。公司拥有生产高级弹力吸音棉及无纺布之进口机械生产设备，由欧、美、台三地引进符合环保等诸多要求的生产工艺。其中生产的波浪型吸音棉具世界专利产品。 防火吸音棉产品结构为垂直成型，直立式纤维网为具专利的制造方式，便产品更具弹性及吸音效果。波浪间排均匀，输入输出音律时音质均匀，循环一致，音律不混浊，音质自然，永久不变。 吸音棉本身具备阻燃功效，在生产过程中不用添加任何化学药剂。本产品已通过英国防火认证（认证：TXT542808）与美国加州防火认证（认证号：TXT536672）及瑞士环保认证。防火吸音棉特性：环保可再生、无毒、防虫、防潮、吸音效果佳。 产品规格： 密度厚度密度厚度 70-80g/y2 1.5-2.0cm 500g/y2 2.0-3.5cm 100g/y2 1.5-2.0cm 600g/y2 2.0-3.5cm 125g/y2 1.5-2.5cm 700g/y2 2.5-3.5cm 150g/y2 1.5-2.5cm 800g/y2 2.5-3.5cm 200g/y2 1.5-2.5cm 900g/y2 2.5-3.5cm 250g/y2 2.0-3.0cm 1000g/y2 2.5-3.5cm 300g/y2 2.0-3.0cm 1200g/y2 2.5-3.5cm 350g/y2 2.0-3.0cm 1300g/y2 2.5-3.5cm 400g/y2 2.0-3.5cm 1400g/y2 2.5-3.5cm 误差：重量+/-7％密度+/-3mm 注：可根据客户要求生产三种防火标准的产品：普通防火，英国防火，美国加州防火。 吸音棉材料音响专用 1.长纤维纯羊毛
离型膜的性能与用途
离型膜的性能与用途 PET离型膜是热转印常用到的一种材料，底材是PET，经过涂布硅油而成所以也叫硅油膜。常规厚度从12um至100um。有冷热撕和光哑面之分，经过防静电和防划伤处理，产品具有很好的吸附性和贴合性。 PET离型膜：又称热转印膜、剥离膜、隔离膜、打滑膜、天那纸、硅油膜、防粘膜、硅油离型纸、硅油纸、掩孔膜、PET离型膜也叫PET转移膜，这种转移膜的特点是拉伸强度高，热稳定性好、热收缩率低，表面平整光洁、剥离性好，可多次反复使用。 离型膜性能： 1、没有迁移现象，消除了硅树脂离型膜转移到其所紧贴的材料上去的危险； 2、离型膜单面或双面涂层单位面积重量的允差非常小； 3、基膜具有优异的机械强度和化学性能； 4、在极端条件天气下有很高的稳定性，在较长时间内耐高温性可以达到130℃左右，在1个小时内可以达到180℃左右； 5、较长的保存限期； 6、背胶类离型PET以硅的移动性和加热后的剥离力的变化分为轻剥离型、中剥离型、重剥离性，并可根据要求控制离型力，耐热性能良好。 离型膜有不同的厚度可供客户需要选择，一般应用厚度:12UM/19UM/25UM/30UM/36UM/38UM/50UM/75UM/100UM.产品有轻、中、重离型之分，不同离型力适用于贴合不同粘性的胶带或薄膜 用途: PET薄膜用于IT电子、半导体、家电制造、印刷、包装、绝缘、软性线路印刷、显示器屏保PET、薄膜开关、薄膜视窗、印刷胶片、拼版片基、不干胶底纸、涂胶、涂硅、应用于各种离型、粘接、膜、硅化学、氟化学、无纺纤维、表面处理、光学、微結構表面、精密塗層、电机垫片、电缆带、仪表面板、电容绝缘、家具剥膜、窗口胶片等行业 不同材质的离型膜的具体用途 HDPE（低压聚乙烯）单面离型膜：用于封缄胶带防水卷材等。 LDPE（高压聚乙烯）单面隔离膜：用于自粘性防水卷材、防腐材料、卫生护理用品等，有白色、灰色等不同颜色。 抗晒膜: HDPE银色涂布膜防水卷材面膜,具有优异的防晒降温效果,屋面施工性能极好。 红/绿色PE双面离型膜：用于泡棉胶带。 PET（拉伸聚酯）单双面离型膜：用于广告喷绘材料背胶保护、反光材料背胶保护、防水卷材等。 PET氟塑离型膜:广泛应用于硅胶系胶带复合；PET绿色高温胶带上覆上PET氟塑离型膜具有良好的离型效果；模切冲型等用途。关于保护膜生产工艺以及所用的设备因胶粘剂的种类 关于保护膜生产工艺以及所用的设备因胶粘剂的种类、基材的种类不同而有所不同，一般包括：制胶、涂布、干燥、卷取、分切、包装等工艺。 所谓的保护膜、胶粘剂的涂布工艺就是指专门设计的涂布机将胶粘剂均匀地涂布于基材上的工艺过程。为了生产高质量的保护膜产品，除了选择合适的胶粘剂、基材、底涂剂和隔离剂材料外，最重要的就是设计最恰当涂布工艺以及相应的设备。设计原则不仅在于保证胶层的厚度和保护膜外观等质量稳定不变，而且还要获得较高的涂布操作速度，以及绝对的安全可靠性。生产保护膜关键是根据保护膜涂布性能以及对保护膜具体要求选择合适的涂布方法和涂布机，并决定涂布机操作的各种工艺参数。 保护膜胶粘剂的粘度及其它流变特性是影响保护膜涂布行为最重要性能，根据粘度随切变速度的依赖性，流体可以区别为牛顿流体、膨胀体和假塑体三种，而按照粘度切变时间的变化情况，流体又有牛顿流体，触变体和流变体之分，胶粘剂的流变性能偏离牛顿流体越大，在涂布操作中就越容易出现种种质量问题，尤其是当胶粘剂呈现膨胀体的性质时，由于涂布过程中它的粘度会随着涂布速度的增加而迅速增加，必须用较大的机械力才能使胶粘剂展开，因而涂布速度越快越不易得到均一的涂层，还常常会因力过大而拉断基材，甚至损坏刮刀，当胶粘剂呈现触变性能时，涂布时胶层的流平性就很差，因而也很难得到平整光滑的胶粘层。