钢铁的物理力学性能和机械性能
【】金属材料力学性能基本知识及钢材的脆化
金属材料力学性能基本知识及钢材的脆化金属材料是现代工业、农业、国防以及科学技术各个领域应用最广泛的工程材料，这不仅是由于其来源丰富，生产工艺简单、成熟，而且还因为它具有优良的性能。
通常所指的金属材料性能包括以下两个方面：1.使用性能即为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所应具备的性能，主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等），物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等），化学性能（耐蚀性、热稳定性等）。
使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命。
2工艺性能即材料在被制成机械零件、设备、结构件的过程中适应各种冷、热加工的性能，例如锻造，焊接，热处理，压力加工，切削加工等方面的性能。
工艺性能对制造成本、生成效率、产品质量有重要影响。
1.1材料力学基本知识金属材料在加工和使用过程中都要承受不同形式外力的作用，当外力达到或超过某一限度时，材料就会发生变形以至断裂。
材料在外力作用下所表现的一些性能称为材料的力学性能。
锅炉压力容器材料的力学性能指标主要有强度、硬度、塑性、韧性等这些性能指标可以通过力学性能试验测定。
1.1. 1强度金属的强度是指金属抵抗永久变形和断裂的能力。
材料强度指标可以通过拉伸试验测出。
把一定尺寸和形状的金属试样（图1〜2）装夹在试验机上，然后对试样逐渐施加拉伸载荷，直至把试样拉断为止。
根据试样在拉伸过程中承受的载荷和产生的变形量之间的关系，可绘出该金属的拉伸曲线（图1—3）。
在拉伸曲线上可以得到该材料强度性能的一些数据。
图1—3 所示的曲线，其纵坐标是载荷P（也可换算为应力d）,横坐标是伸长量AL（也可换算为应变e）。
所以曲线称为P—AL曲线或一一s曲线。
图中曲线A是低碳钢的拉伸曲线，分析曲线A,可以将拉伸过程分为四个阶段：1.弹性阶段即曲线的o-e段，在此段若加载不超过e点的应力值，卸载后试件的变形可全部消失，故e点的应力值为材料只产生弹性变形时应力的最高限，称为弹性极限，曲线的。
钢铁材料的性能
σe
MPa
金属能保持弹性变形的最大能力
比例极限
σp
MPa
在弹性变形阶段，金属材料所受的和应变能保持正比的最大应力
弹性模量
MPa
金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，既应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为弹性模量
2．3塑性—材料受力后产生永久变形而不破坏的能力
伸长率（延伸率）
%
金属受外力作用被拉断以后,在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数
肖氏硬度
HSC（目测型）
与h/h0比值成正比
利用金刚石冲头自一定的高度h0mm落下，撞击金属后，冲头又回跳到某一高度hmm
表面光滑的一些精密量具或零件
HSD（指示型）
3．化学性能
名称
说明
耐腐蚀性
金属材料抵抗空气、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力，称为耐腐蚀性。常见的钢铁生锈、铜生铜绿等，就是腐蚀现象。金属材料耐腐蚀性能与许多因素有关，例如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及环境介质和温度条件等
抗剪强度
τ
MPa
外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的极限强度
抗扭强度
τb
MPa
外力是扭转时的极限强度
屈服点
σs
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，是金属发生明显塑性变形的抗力。
屈服强度
σ0。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0.2%永久变形的应力定为屈服点，这称为屈服强度或条件屈服强度
牌号
牌号是用来识别产品的名称、符号、代码或它们的组合。钢的牌号称为钢号，是对某一具体钢种所取的名称。牌号是技术条件中的首要内容，同一牌号的材料可能有不同的保证条件、交货状态、使用加工类别、质量级别等
钢铁材料的分类、力学性能及热处理
钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、 分类及力学性能：1． 碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。
随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。
（1） 普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。
普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。
（2） 优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。
低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。
采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。
优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。
2． 合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。
它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。
合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。
3． 铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。
铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。
铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。
4． 铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。
铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。
但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。
常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。
45钢力学性能
45钢力学性能45钢，又称45号特种钢，是一种碳素结构钢，最初由中国国家安全部长、著名工业革命家45李政道提出。
由于其特殊的机械性能和加工性能，其在中国被广泛应用于机械制造领域，世界上也有很多国家采用45号钢制造各种装备。
45钢的机械性能和加工性能优良，是汽车重要零部件的主要材料之一，是机械加工常用的重要材料之一。
45钢的力学性能是指其抗压强度、屈服强度、杨氏模量、断裂伸长率等机械性能的数值。
45钢的抗压强度指的是其受力时能抗拒外力的特性，屈服强度指的是其在某定载荷大小时，能够抗拒外力的程度，杨氏模量指的是该材料在受力时，恒定尺寸下抗压强度的大小，断裂伸长率指的是该材料在断裂时的拉伸长度与原材料的比值。
45钢有着优良的机械性能，尤其是其抗压强度、屈服强度以及杨氏模量，是许多机械制造所采用的重要材料之一。
其抗压强度一般为400MPa-550MPa，屈服强度一般为245MPa-400MPa，耐压性能极强，耐热性能良好，适用温度一般为 -150℃～500℃，杨氏模量范围一般在200GPa左右，断裂伸长率一般在12～50%之间。
此外45钢还具备良好的加工性能，以及抗拉强度和弯曲强度，都优于一般碳素结构钢。
此外，45钢也具备优良的电性能，抗腐蚀性良好，耐蚀性能优异。
另外，45钢由于本身具有良好的机械性能和加工性能，因此也应用于非常多的行业，如航空航天、钢铁冶炼、造船、采矿、橡胶工业等行业中，用于制造发动机机械零件、火车轴承、船舶轴承、矿山设备、橡胶机械零件等，45号特种钢因其多种用途而得到越来越多行业的应用。
总之，45号特种钢是一种碳素结构钢，其具有优良的机械性能和加工性能，因此得到广泛应用于机械制造行业，是汽车重要零部件的主要材料之一，也是机械加工常用的重要材料之一，广泛应用于航空航天、钢铁冶炼、造船、采矿、橡胶工业等行业中。
钢铁的物理力学性能和机械性能
钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
en10293标准
en10293标准
EN 10293是欧洲标准化组织(EN)发布的一项标准，该标准规
定了钢铁产品的物理和技术性能要求。
具体而言，该标准涵盖了以下方面：
1. 化学成分：EN 10293指定了不同种类钢铁的化学成分要求，包括主要元素和杂质元素的含量限制。
2. 机械性能：该标准规定了钢铁产品的力学性能要求，例如拉伸强度、屈服强度、延伸率等。
3. 技术要求：EN 10293列出了钢铁产品的加工和制造要求，
包括材料处理、热处理、冷加工等。
4. 检测方法：该标准定义了钢铁产品的检测方法和试验程序，以确保产品符合规定的性能要求。
EN 10293适用于各种不同类型的钢铁产品，包括铸件、锻件、热轧和冷轧板材等。
这个标准的目的是确保钢铁产品在使用过程中具有良好的耐久性和性能稳定性。
钢铁知识点总结
钢铁知识点总结一、钢铁的制备工艺1. 高炉炼铁工艺：高炉是目前最常见的炼铁设备，其工艺流程主要包括原料配料、炉料装入、炉内还原、熔融出铁、出渣出炉等步骤。
在高炉内，铁矿石、焦炭和石灰石先后装入炉腔，通过高温还原反应，产生熔化的铁水和熔渣。
经过处理，铁水得到冷却、凝固成块体，即为生铁。
2. 钢的炼制工艺：生铁经过炼钢工艺处理后得到钢。
炼钢工艺主要包括转炉法、电弧炉法、吹氧底吹转炉法等。
转炉法是最早的炼钢方法，电弧炉法是常用的炼钢方法，吹氧底吹转炉法是一种高效的炼钢方法。
这些工艺均以生铁或废钢为原料，在高温条件下，通过氧化还原反应，控制铁中碳等杂质含量，制得各种规格的钢材。
3. 热轧工艺：热轧是将钢锭或钢坯进行预热，然后通过轧制设备进行加热轧制，最终得到板材、型材等半成品。
在热轧工艺中，可根据需要进行粗轧、精轧、整形等工序，以获得规格合格的钢材产品。
4. 冷轧工艺：冷轧是将热轧后的钢材通过冷轧设备进行再加工，以获得更高的表面质量和尺寸精度。
冷轧工艺包括冷轧板、冷轧带、冷轧型材等，这些产品常用于汽车、电器、建筑等领域。
二、钢铁的性能特点1. 钢铁的力学性能：钢铁具有优良的机械性能，包括强度、韧性、塑性等。
不同的钢材根据成分和工艺不同，其力学性能也有所差异。
2. 钢铁的耐腐蚀性：钢铁在空气、水和化学介质中容易产生腐蚀现象。
为了提高钢铁的耐腐蚀性，可采用镀锌、镀铬、喷漆等表面处理手段，或者选择具有较高耐蚀性能的合金钢。
3. 钢铁的热处理性：通过控制钢材的加热、保温和冷却过程，可以改变钢的组织和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等，可分别用于提高钢的韧性、硬度、强度等性能。
4. 钢铁的可加工性：钢铁在制造加工过程中，容易切削、锻造、焊接、冲压等加工，且加工后的产品表面质量良好，尺寸精度高。
5. 钢铁的磁性：钢铁是一种铁磁材料，一般情况下具有磁性，但也可以通过掺杂和热处理等方法获得非磁性的钢材。
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钢铁的物理力学性能和机械性能
fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能
钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.
单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项根本性能；
通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；
通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)
钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，那么屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa 称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)
2.屈服强度(σ0.2)
有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久剩余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)
材料在拉伸过程中，从开场到发生断裂时所到达的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前到达的最大拉力，Fo为试样截面面积，那么抗拉强度σb=
Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)
材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，构造零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金构造钢为0.65-0.75合金构造钢为0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其外表的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料外表，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料外表，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
⑶维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料外表，用材料压痕凹坑的外表积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)
脆性：用于描述材料在未施加明显外力以及没有明显变形的情况下发生断裂的性能。
耐压强力：施加于材料上使其长度变短，截面积变大的外力，与拉伸强力相对应。
传导性：材料传输热能或者电能的速度。
蠕变：材料在压力条件下产生缓慢的变形量。
延展性：是金属受外力变形，当外力消除之后又恢复其原有形状的一中性质。
疲劳强度：材料承受重复作用外力的能力。
燃烧点：金属或其蒸气开场燃烧的最低温度点。
吸湿：易于吸收并且保持水分的金属。
冲击强度：金属吸收突然撞击能量的能力。
柔韧性：在压力条件下材料容易发生永久性变形而不断裂的能力。
可塑性：材料在较低压力条件下容易发生永久性变形的能力。
多孔性：材料内部空隙的体积占据材料整体体积的比率。
切变强度：两股方向相反的外力同时施加于材料外表，使其中一局部与另一局部相互滑移，材料发生断裂时的外力大小即为该材料的切变强度。
比重：一定体积材料的重量与一样体积四摄氏度的水的重量之比。
比热：加热1克某种金属使其温度升高一摄氏度所需要的能量。
硬挺性：材料承受变形的能力，以压力与变形位移为平定根底。
静强度：材料承受导致变形的外加应力的能力。
应力：拉伸应力，压缩应力以及剪切应力都是外部施加于材料，导致材料断裂的作用力。
拉伸强度：材料被拉伸所能承受的最大作用力。
与压缩强度对应。
热胀率：温度变化与材料规格变化之间的比率。
韧性：材料吸收冲击能量而不断裂的能力。
原材料机械性能表
铸件、棒材、铜合金的原材料化学成份,机械性能表
铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
棒材化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2
棒材化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2
铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
铜合金化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份%(2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2。