最新金属材料强度与温度的关系
金属材料的电阻与温度特性
金属材料的电阻与温度特性导语：金属材料是一种常见的材料类型，广泛应用于电子设备、航空航天、建筑和汽车等领域。
然而，金属材料在不同温度下的电阻特性却具有一定的变化。
本文将探讨金属材料的电阻与温度之间的关系，并对其可能的原因进行分析。
一、电阻与温度的基本关系在常温下，金属材料的电阻遵循欧姆定律，即电阻与电流之间呈线性关系。
然而，当温度发生变化时，金属材料的电阻也会相应地发生变化。
一般来说，金属材料的电阻随温度的升高而增加，而随温度的降低而减小。
二、电阻与温度的变化规律金属材料的电阻与温度的变化规律可以通过温度系数来描述。
温度系数是指单位温度变化引起的电阻变化的比例。
根据金属材料的性质不同，其温度系数也会有所不同。
1.正温度系数材料正温度系数材料是指随温度升高，电阻值也会增加的材料。
大多数金属材料都属于正温度系数材料。
常见的正温度系数材料有铜、铁、铝等。
2.负温度系数材料负温度系数材料是指随温度升高，电阻值会减小的材料。
其中最著名的负温度系数材料是铂金 (platinum)。
负温度系数材料在某些特定应用中具有重要的意义，例如温度传感器和电阻温度计。
三、金属材料电阻与温度变化的原因金属材料电阻与温度变化的原因主要有两个方面。
1.原子振动:金属材料的电阻与原子的振动有关。
当材料受热时，原子振动增强，电阻也会增加。
因为原子的振动干扰了电子的流动，导致电阻增加。
2.电子-声子散射:电子-声子散射是金属材料电阻与温度变化的另一个重要原因。
当温度升高时，材料内部声子的数量和能量也会增加，这会导致电子与声子之间的相互作用增强，从而引起电阻的增加。
结论：金属材料的电阻与温度特性是一个复杂而重要的问题。
了解金属材料电阻与温度之间的关系对于设计和应用具有重要意义。
随着对材料特性的深入研究，人们可以更好地理解金属材料的电阻与温度特性，并通过调整材料的成分和结构，改善其性能。
这将对未来的材料科学和工程领域产生积极的影响。
回火温度与硬度的关系
回火温度与硬度的关系
回火是一种热处理过程，通过在高温下加热金属，然后在适当的条件下冷却，可以调节金属的硬度和强度。
回火温度与硬度之间的关系取决于具体的合金成分、材料性质以及热处理的具体条件。
然而，一般来说，存在以下一般规律：
1.硬度与回火温度的关系：
通常情况下，回火温度与硬度之间存在反比关系。
回火温度升高，金属的硬度降低；反之，回火温度降低，金属的硬度提高。
2.马氏体的形成：
在淬火过程中，金属内部会形成马氏体，这是一种硬脆的组织。
通过回火过程，可使马氏体发生一定程度的转变，转变成一些相对较韧的组织，从而改善金属的加工性能。
3.回火效果与时间：
回火的时间也是影响硬度的重要因素。
在相同的回火温度下，延长回火时间通常会导致硬度的降低。
这是因为更长的回火时间使金属中的一些强化相发生颗粒细化和分散。
4.合金元素的影响：
合金元素的种类和含量对回火效果有重要影响。
有些合金元素在回火过程中能够形成弥散的沉淀物，提高金属的硬度；而有些元素则可能导致回火软化。
5.回火温度范围：
不同金属和合金的适宜回火温度范围是不同的。
在适宜的回火温度范围内，硬度能够得到有效控制，同时不引起不必要的脆化。
总体而言，回火是一种在淬火后调节金属硬度和强度的重要工艺。
通过合理选择回火温度和时间，可以使金属达到既有一定的硬度，又有足够的韧性的状态。
这对于提高金属零件的性能，使其更加适合具体的使用要求非常关键。
金属材料及热处理(最新版)
8、屈氏体：同上是珠光体的一种，更细片状铁素体+更细片状渗碳体叫之为屈氏体， 形成温度 600－550oC。HB330－400（HRC32－38）。
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生产中防止回火脆性的方法主要有： z 回火后进行快速冷却（油或水冷）为消除重新产生的热应力，则在回火后可再进行
Ms， γ Fe转变为α Fe，碳原子全部被保留在α Fe中，形成一种过饱和的固溶体组织，这就
是马氏体。这种转变也称非扩散形转变。马氏体金相显微组织呈针状，黑色针状物为马氏 体，白色基体称为残余奥氏体。性能十分脆硬。HB可达 600－700（HRC60－65）。淬火即可 获得这种组织。硬度取决于C含量，低C钢淬不硬，含C量高于 0.8％，硬度几乎不再增加了。 马氏体的转变随C含量增高而降低含碳量 0.5％时Mz约 0oC，Ms290oC随着含C增Ms下降，C量 小于 0.8％时Mz也随C ↑ 而下降，0.9 以上时Mz在-100oC附近下降不大。奥氏体向马氏体的转 变有一个很大的特点：奥氏体不能百分之百转化为马氏体总有较少的奥氏保留下来，称保 留下来的为残氏奥氏体。因奥氏体为γ Fe面心产方晶格，比容（单位重量的体积）较小，约 只有 0.122—0.125，而马氏体为α Fe过饱和固溶体，比容较大，约有 0.127－0.130，可见， 在转变过程中，在马氏体形成的同时还伴随着体积的膨胀，从而会对尚未转变的奥氏体造 成一内压力，合使其不易发生向马氏体的转变而被保留下来。Ms Mz点越低剩余奥氏体量也 就越多。
金属材料与热处理
一、金属材料及热处理
solidworks材料在不同温度下的强度
Solidworks材料在不同温度下的强度随着科技的不断进步，工程材料的应用范围越来越广泛。
Solidworks作为一种常用的工程设计软件，对于材料的强度和性能要求也越发严格。
本文将重点讨论Solidworks材料在不同温度下的强度问题，以期增进对材料性能的理解和应用。
1. 材料强度的定义在Solidworks中，材料的强度是一个非常重要的参数。
材料的强度通常包括抗拉强度、屈服强度、硬度等指标。
这些指标直接影响着材料在不同工作条件下的使用性能。
2. 材料强度与温度的关系在不同温度下，材料的强度表现会有所不同。
一般来说，随着温度的升高，材料的强度会下降。
这是因为高温会导致材料内部晶格的变化，从而影响了材料的力学性能。
3. 温度对金属材料强度的影响金属材料在不同温度下的强度表现是一个复杂的问题。
一般来说，金属在低温下会变得更加脆性，而在高温下则容易发生变形和破坏。
对于金属材料在Solidworks设计中的应用，需要充分考虑其在不同温度下的强度表现。
4. 温度对塑料材料强度的影响与金属材料不同，塑料材料在不同温度下的强度表现也有其特殊性。
一般来说，塑料在低温下会变得更加脆硬，而在高温下则容易软化和变形。
在Solidworks设计中选择塑料材料时，需要综合考虑其在不同温度下的强度特点。
5. Solidworks中的材料数据库在Solidworks软件中，有着丰富的材料数据库可供选择。
这些材料包括金属材料、塑料材料等，用户可以根据具体的设计需求来选择合适的材料。
在材料数据库中，一般也会包含材料在不同温度下的强度数据，用户可以据此进行材料的合理选择和应用。
6. 温度因素在Solidworks设计中的应用在进行Solidworks设计时，温度因素是非常重要的。
对于在高温环境下工作的零部件，需要选择具有良好高温强度的材料；对于在低温环境下工作的零部件，需要选择具有良好低温韧性的材料。
采用合适的材料能够保证产品在不同工作温度下的稳定性和可靠性。
金属的热导实验：材料的热导率和温度的关系
收集数据：记录不同温度下金属的热导 率值
数据整理：将数据整理成表格或图形， 便于分析
数据分析：利用统计方法分析热导率与 温度的关系
数据处理：对数据进行平滑处理，消除 噪声干扰
结果展示：将分析结果以图表形式展示， 便于理解和交流
实验结果与数据分 析
实验材料：不 同种类的金属
材料
实验条件：不 同温度下进行
积。
记录测量结果， 以便后续分析。
准备金属样品：选择合适的金属材料，如铜、铝、铁等，并确保样品的尺寸和形状一致。 测量环境：确保测量环境温度稳定，避免阳光直射和空气流动。 放置样品：将金属样品放置在温度计的感温部位，确保样品与温度计的接触良好。 读取初始温度：等待温度计稳定后，读取金属样品的初始温度。
金属的热导实验：材 料的热导率和温度的 关系 汇报人：XX
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实验目的
实验原理
实验步骤
实验结果与数据分 析
结论与展望
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实验目的
实验目的：了解不同金属材料的 热导率
实验材料：各种金属材料，如铜、 铝、铁等
实验方法：通过测量不同金属材 料在不同温度下的热导率，了解 其与温度的关系
实验结果：得出不同金属材料的 热导率与温度的关系曲线，为材 料选择和工程应用提供依据
目的：了解不同材料的热导率随温度的变化规律 实验方法：采用不同材料进行热导率测试，记录温度变化 实验结果：绘制热导率与温度关系的曲线图 结论：不同材料的热导率随温度的变化规律不同，但总体上呈正相关关系
实验原理
热导率：表示材料导热能力的物理量 热导率的定义：单位时间内，单位面积内的热量传递量 热导率的物理意义：反映了材料导热能力的强弱 热导率与温度的关系：温度越高，热导率越大，反之则越小
不锈钢抗拉强度和温度的关系
不锈钢抗拉强度和温度的关系1. 引言1.1 背景介绍而温度是一个重要的影响因素，对不锈钢的抗拉强度有着显著的影响。
在不同温度下，不锈钢的晶格结构、力学性能、变形能力等都会发生变化，进而影响其抗拉强度。
深入研究温度对不锈钢抗拉强度的影响规律，可以为合理选材、产品设计、工艺优化等提供重要参考依据。
为了更好地了解和探究温度对不锈钢抗拉强度的影响机制，本研究将运用一系列实验和分析方法，系统地研究不同温度条件下不锈钢的力学性能变化规律，探讨温度和抗拉强度之间的关系，并为相关应用提供科学依据和技术支撑。
【此处省略】。
1.2 研究目的研究目的是通过对不锈钢抗拉强度和温度关系的深入探讨，揭示其内在规律和特性，为工程领域提供可靠的参考依据。
具体目的包括：1.分析不同温度下不锈钢抗拉强度的变化趋势，探讨其规律性和关联性；2.验证不同温度对不锈钢抗拉强度的影响程度，为工程设计和材料选择提供科学依据；3.建立温度和抗拉强度之间的关系模型，为今后类似研究提供方法借鉴。
通过对以上研究目的的实现，旨在深入了解不锈钢材料在不同温度下的力学性能表现，为工程实践中的材料选用和设计提供理论支撑和指导。
1.3 研究方法研究方法是指在研究中采用的方法和步骤，用以验证研究的可靠性和有效性。
本研究中，我们首先收集了大量关于不锈钢抗拉强度及温度的相关文献资料，对其中的理论知识进行了深入分析和总结。
接着，我们设计了一系列实验，通过改变不同温度下不锈钢试样的抗拉强度进行测试。
在实验过程中，我们严格控制了各项实验条件，确保实验结果的准确性和可靠性。
我们还采用了专业的测试仪器和设备，对实验数据进行了详细记录和分析。
我们运用统计学方法对实验数据进行处理，得出了不同温度下不锈钢抗拉强度的变化规律，并建立了相应的数学模型。
通过以上研究方法的应用，我们可以对温度对不锈钢抗拉强度的影响进行深入研究和分析，为后续的研究工作提供了重要的参考数据和依据。
2. 正文2.1 不锈钢的抗拉强度简介不锈钢是一种耐腐蚀、耐高温的金属材料，具有优异的机械性能，广泛应用于工业领域。
金属导电能力和温度的关系
金属导电能力和温度的关系
金属导体温度越高，电阻越大，温度越低，电阻越小。
超导现象:当温度降低到一定程度时，某些材料电阻消失。
电阻温度换算公式： r2=r1*(t+t2)/(t+t1) r2 。
金属材料在温度不高，温度变化不大的范围内：几乎所有金属的电阻率随温度作线性变化，即ρ与温度t(℃)的关系是ρt=ρ0(1+at)，式中ρ1与ρ0分别是t℃和0℃时的电阻率;α是电阻率的温度系数，与材料有关。
锰铜的α约为1×10-1/℃(其数值极小)，用其制成的电阻器的电阻值在常温范围下随温度变化极小，适合于作标准电阻。
已知材料的ρ值随温度而变化的规律后，可制成电阻式温度计来测量温度。
同意电阻率温度关系的主要因素就是载流子浓度和迁移率随其温度的变化关系。
在低温下：由于载流子浓度指数式增大（施主或受主杂质不断电离），而迁移率也是增大的（电离杂质散射作用减弱之故），所以这时电阻率随着温度的升高而下降。
在室温下：由于信士或山吉杂质已经全然电离，则载流子浓度维持不变，但迁移率将随着温度的增高而减少（晶格振动激化，引致声子反射进一步增强所致），所以电阻率将随着温度的增高而减小。
在高温下：这时本征激发开始起作用，载流子浓度将指数式地很快增大，虽然这时迁移率仍然随着温度的升高而降低（晶格振动散射散射越来越强），但是这种迁移率降低的作用不如载流子浓度增大的强，所以总的效果是电阻率随着温度的升高而下降。
材料性能学答案-最新整理版(1)
共 4 页 第 页1. 通过静载拉伸实验可以测定材料的 弹性极限、屈服极限、 抗拉强度、断裂强度、比例极限等（答对3个即可）强度指标，及 延伸率 、 断面收缩率 等塑性指标。
2.按照断裂中材料的宏观塑性变形程度，断裂可分为脆性断裂和韧性断裂；按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径（断裂方式），可分为穿晶断裂和沿晶断裂；按照微观断裂机理，可分为解理断裂和剪切断裂3. 单向拉伸条件下的应力状态系数为 0.5 ；而扭转和单向压缩下的应力状态系数分别为 0.8 和 2.0 。
应力状态系数越大，材料越容易产生 (塑性) 断裂。
为测量脆性材料的塑性，长采用压缩的试验方法4.在扭转试验中，塑性材料的断裂面与试样轴线 垂直 ；脆性材料的断裂面与试样轴线 成450角。
5. 低温脆性常发生在具有 体心立方或密排六方 结构的金属及合金中，而在 面心立方 结构的金属及合金中很少发现。
6. 材料截面上缺口的存在，使得缺口根部产生 应力集中 和 双（三）向应力或应力状态改变 ，试样的屈服强度 不变，塑性 降低 。
7.根据磨损面损伤和破坏形式（磨损机理），磨损可分为4类：粘着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损和麻点疲劳磨损（接触疲劳）8.典型的疲劳断口有3个特征区：疲劳源、疲劳裂纹扩展区和瞬断区。
疲劳裂纹扩展区最典型的特征是贝纹线9. 在典型金属与陶瓷材料的蠕变曲线上，蠕变过程常由 减速蠕变 ，恒速蠕变 和 加速蠕变 三个阶段组成。
10.根据材料磁化后对磁场所产生的影响，可以把材料分为3类：抗磁性材料、顺磁性材料和铁磁性材料11.一般情况下，温度升高，金属材料的屈服强度下降；应变速率越大，金属材料的屈服应力越高。
12.温度对金属材料的力学性能影响很大，在高温下材料易发生沿晶断裂。
13. 拉伸试样的直径一定，标距越长则测出的断后伸长率会越小14.宏观断口一般呈杯锥装，由纤维区、放射区和剪切唇3个区域组成。
材料强度越高，塑性降低，则放射区比例增大。
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在高温条件下材料的变形机制增多，易发生塑性 变形，表现为强度降低，形变强化现象减弱，塑 性变形增加。
强度随温度升高而降低，塑性则随温度升高而增加。
3
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50 0 0
ε=85%/min ε=10%/min ε=1.0%/min ε=0.1%/min
25℃
ε=85%/min ε=10%/min
ε=1.0%/min ε=0.1%/min
450℃
10
20
30
40
50
60
70
应变ε%
6
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金属材料的强度预温度的关系
内容
1. 金属材料在高温下的力学行为特点 2. 蠕变 3. 表征材料高温力学性能的强度指标 4. 高温强度的影响因素
2
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1.金属材料在高温下的力学行为特点
由于高温下原子扩散能力的增大，材料中空位数 量的增多以及晶界滑移系的改变或增加，使得材 料的高温强度与室温强度有很大的不同。
对于大多数碳钢、铬钼钢和奥氏体钢，强度极限 随温度的变化大致上可分为三个阶段：
初始阶段、中间阶段和第三阶段。
在初始阶段温度较低，强度极限随着温度的升高而明显降低。 在中间阶段，强度极限随温度升高而缓慢下降。 在温度较高的第三阶段，强度极限急剧降低。
碳钢和某些低合金钢（如Cr-Mo钢、Cr-Mo-V钢）在中间阶段强 度极限会出现一个升高的峰值，这是时效硬化所造成的。
晶界强度与晶粒强度随温度增加而下降的趋势不同，在其交点 对应温度TS（称为等强温度）以上，材料由穿晶断裂变为沿晶 断裂。
形变速度愈低则TS愈低
强度
晶界
穿晶断裂
晶粒
沿晶断裂
TTsK
温度
8
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小结
强度随温度升高而降低，塑性则随温度升高而增加。 力学行为及性能与加载持续时间密切相关
0.01mm
T 0.2
:0.01mm
4
0T.2:每格 0T.2 0:.00.0m 12mmm
T p
:
0.002mm
应变速度（加载速度）
屈服点或屈服强度前： ≤0.03l0/min（一般试验） ≤0.02l0/min（仲裁试验）
屈服强度前： 0.1%~0.3%/min 屈服点前：（0.5±0.2）%/min 屈服点后：（5±1）%/min 屈服强度前： （0.1~0.3）%/min 屈服点或屈服强度附近： （0.1~0.5）%/min 屈服强度后：（0.5~1.0）%/min
峰值温度与材料的蓝脆温度相当。
抗拉强度,MPa 屈服强度,MPa
700
20钢 600
15CrMo钢 500
400
300
18-8不锈钢
200
100
0
0
200
400
600
800
温度,℃
__________________________________________________
400 350 300 250 200 150 100
在高温下即使承受应力小于该温度下的屈服强度，随着承载时间的增加 材料也会产生缓慢而连续的塑性变形，即材料将发生蠕变。
由于应变速率的这种影响，为了使高温短时拉伸试验的结 果能相互比较，其试验时间必须统一规定。
各国在试验标准中都对此作出了严格的要求
项目 标准名称
YB941 中国
ISO R-783 国际
ASTM E21 美国
BS3688 英国
JIS G0567 日本
DIN 50112 DIN 50118
德国
载荷 精度 <±1% <±1% <±1% <±0.5% <±1%
50 0 0
15CrMo钢 20钢
18-8不锈钢
100 200 300 400 500 600 700 温度,℃
4
碳钢和Cr-Mo钢的伸长率和断面收缩率随温度的变 化也可分为三个阶段：
初始阶段、中间阶段和第三阶段。
在初始阶段，伸长率和断面收缩率随温度升高而逐渐下降； 中间阶段，伸长率和断面收缩率达到一个最低值，然后又开始回
100 80 60 40 20 0 0
15CrMo钢
20钢
100
200
300
400
50速度对材料的强度也有明显 的影响。
应变速度越高，材料的强度也越高。
尽管室温下应变速度对强度也有影响，但在高温下这种影响要 大得多。
应力,MPa
450 400 350 300 250 200 150 100
升； 到第三阶段，随着温度的升高，伸长率和断面收缩率明显升高。
伸长率,% 断面收缩率,%
60 50 40 30 20 10
0 0
20钢δ5 20钢δ10
15CrMo钢δ10
15CrMo钢δ5
100
200
300
400 温度50,0℃
600
__________________________________________________
ET 0.002%
≤800：±5 5
300~600：±3 >600~800：±4 >800~1000：±6
≤600：±3 >600~800：±4 >800~1000:±6 >1000~1100:±8
仲裁试验时 ≤600：±3 >600~900:±5 >900~1200：±6 常规试验时，允许再 加2°波动
屈服点前：<5MPa/s
（0.04~0.1）l0/min 不大于80MPa/min
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__________________________________________________
材料在高温条件下，承受不同的载荷，其断裂所需的时间也不同。
不但断裂所需的时间随着承受的应力增加而缩短，而且断裂的形式也会 发生改变。
<±1%
ГОСТ9651 前苏联
<±1%
试验温度允差（℃）
波动
梯度
<600:±3
3
600~900：±4
4
>900~1200:±5
5
≤800：±5 >800~1000:±6
≤982：±3
3
>982:±6
6
引伸仪精度
T 0.2
:0.02%
0 T.01:每格 0.00m1m
0.00T1.2 %: 0.01%