Materialele metalice se referă la elemente metalice sau materiale cu proprietăți metalice care sunt compuse în principal din elemente metalice. Inclusiv metale pure, aliaje, compuși intermetalici ai materialelor metalice și materiale metalice speciale etc. (Notă: oxizii metalici (cum ar fi oxidul de aluminiu) nu sunt materiale metalice.)
semnificaţie
Dezvoltarea civilizației umane și progresul social sunt strâns legate de materialele metalice. Epoca bronzului și epoca fierului care au urmat epocii de piatră au fost marcate de aplicarea materialelor metalice. În timpurile moderne, o mare varietate de materiale metalice au devenit o bază materială importantă pentru dezvoltarea societății umane.
tip
Materialele metalice sunt de obicei împărțite în metale feroase, metale neferoase și materiale metalice speciale.
(1) Metalele feroase, cunoscute și sub denumirea de materiale din oțel, includ fier pur industrial care conține mai mult de 90% fier, fontă care conține 2%-4% carbon, oțel carbon care conține mai puțin de 2% carbon și oțel structural și inoxidabil oțel pentru diverse scopuri. , oțel rezistent la căldură, aliaj la temperatură înaltă, oțel inoxidabil, aliaj de precizie etc. Metalele feroase generalizate includ, de asemenea, cromul, manganul și aliajele acestora.
(2) Metalele neferoase se referă la toate metalele și aliajele lor, cu excepția fierului, cromului și manganului, care sunt de obicei împărțite în metale ușoare, metale grele, metale prețioase, semimetale, metale rare și metale din pământuri rare. Rezistența și duritatea aliajelor neferoase sunt în general mai mari decât cele ale metalelor pure și au o rezistență mai mare și un coeficient de rezistență la temperatură mai mic.
(3) Materiale metalice speciale, inclusiv materiale metalice structurale și materiale metalice funcționale pentru diferite scopuri. Printre acestea se numără materiale metalice amorfe obținute prin procese de condensare rapidă, precum și materiale metalice cvasicristaline, microcristaline și nanocristaline; există, de asemenea, aliaje cu funcții speciale precum stealth, rezistență la hidrogen, supraconductivitate, memoria formei, rezistență la uzură și reducerea și amortizarea vibrațiilor. și compozite cu matrice metalică etc.
performanţă
În general, împărțit în două categorii: performanța procesului și performanța utilizării. Așa-numita performanță a procesului se referă la performanța materialelor metalice în condiții specificate de prelucrare la rece și la cald în timpul procesului de fabricație a pieselor mecanice. Calitatea procesului de performanță a materialelor metalice determină adaptabilitatea acestuia la prelucrare și formare în timpul procesului de fabricație. Datorită condițiilor diferite de procesare, proprietățile necesare procesului sunt, de asemenea, diferite, cum ar fi performanța de turnare, sudarea, forjabilitatea, performanța tratamentului termic, procesabilitatea de tăiere etc.
Așa-numita performanță se referă la performanța materialelor metalice în condițiile de utilizare a pieselor mecanice, care include proprietăți mecanice, proprietăți fizice, proprietăți chimice etc. Performanța materialelor metalice determină gama de utilizare și durata de viață a acestuia. În industria de fabricare a mașinilor, piesele mecanice generale sunt utilizate la temperaturi normale, presiuni normale și medii foarte corozive, iar fiecare parte mecanică va suporta sarcini diferite în timpul utilizării. Capacitatea materialelor metalice de a rezista la deteriorări sub sarcină se numește proprietăți mecanice (în trecut era numită și proprietăți mecanice). Proprietățile mecanice ale materialelor metalice reprezintă baza principală pentru proiectarea și selecția materialului pieselor. În funcție de natura sarcinii externe (cum ar fi tensiune, compresie, torsiune, impact, sarcină ciclică etc.), proprietățile mecanice necesare pentru materialele metalice vor fi, de asemenea, diferite. Proprietățile mecanice utilizate în mod obișnuit includ: rezistență, plasticitate, duritate, tenacitate la impact, rezistență la impact multiplu și limita de oboseală.
Proprietățile materialelor metalice
Vol.1
oboseală
Multe piese mecanice și componente de inginerie sunt supuse sarcinilor alternative. Sub acțiunea sarcinilor alternative, deși nivelul de solicitare este mai mic decât limita de curgere a materialului, se va produce o rupere bruscă fragilă după cicluri repetate de solicitări pentru o perioadă lungă de timp. Acest fenomen se numește oboseală a materialelor metalice. Caracteristicile ruperii prin oboseală a materialelor metalice sunt:
(1) Tensiunea de sarcină este alternativă;
(2) Sarcina acționează timp îndelungat;
(3) Fractura are loc instantaneu;
(4) Fie că este un material plastic sau un material fragil, este casant în zona de fractură prin oboseală. Prin urmare, fractura de oboseală este cea mai comună și periculoasă formă de fractură în inginerie.
Fenomenele de oboseală ale materialelor metalice pot fi împărțite în următoarele tipuri în funcție de diferite condiții:
#1
oboseala de ciclu mare
Se referă la oboseală cu un număr de cicluri de solicitare mai mare de 100,000 în condiții de solicitare scăzută (stresul de lucru este mai mic decât limita de curgere a materialului sau chiar mai mic decât limita elastică). Este cel mai frecvent tip de deteriorare prin oboseală. Oboseala cu ciclu înalt este denumită în general oboseală.
#2
oboseală cu ciclu scăzut
Se referă la oboseală în condiții de solicitare ridicată (stresul de lucru este aproape de limita de curgere a materialului) sau condiții de deformare ridicată, iar numărul de cicluri de solicitare este mai mic de 10,000 până la 100,000. Deoarece încordarea alternantă a plasticului joacă un rol major în această deteriorare prin oboseală, se mai numește și oboseală plastică sau oboseală prin deformare.
#3
Oboseala termica
Se referă la deteriorarea prin oboseală cauzată de acțiunea repetată a stresului termic cauzată de schimbările de temperatură.
#4
oboseala de coroziune
Se referă la deteriorarea prin oboseală cauzată de componentele mașinii sub acțiunea combinată a sarcinilor alternative și a mediilor corozive (cum ar fi acizi, alcalii, apa de mare, gaze reactive etc.).
#5
oboseala de contact
Aceasta se referă la suprafața de contact a pieselor mașinii. Sub acțiunea repetată a tensiunii de contact, apar zâmbituri și exfoliere sau strivirea și exfolierea suprafeței, ducând la defecțiuni și deteriorarea pieselor mașinii.
Vol.2
Plasticitate
Plasticitatea se referă la capacitatea unui material metalic de a produce deformare permanentă (deformare plastică) fără a fi distrus sub acțiunea forțelor exterioare de încărcare. Când un material metalic este întins, atât lungimea, cât și aria secțiunii transversale se vor modifica. Prin urmare, plasticitatea metalului poate fi măsurată prin doi indicatori: alungirea lungimii (alungirea) și contracția secțiunii transversale (contracția suprafeței).
Cu cât este mai mare alungirea și contracția suprafeței unui material metalic, cu atât plasticitatea materialului este mai bună, adică materialul poate rezista la deformări plastice mari fără deteriorare. În general, materialele metalice cu o alungire mai mare de 5% sunt numite materiale plastice (cum ar fi oțelul cu conținut scăzut de carbon etc.), în timp ce materialele metalice cu o alungire mai mică de 5% sunt numite materiale fragile (cum ar fi fonta cenușie etc.) . Un material cu plasticitate bună poate produce deformare plastică într-un interval macroscopic mare și, în același timp, materialul metalic poate fi întărit prin deformare plastică, îmbunătățind astfel rezistența materialului și asigurând utilizarea în siguranță a pieselor. În plus, materialele cu plasticitate bună pot suferi fără probleme anumite procese de turnare, cum ar fi ștanțare, îndoire la rece, trefilare la rece, îndreptare etc. Prin urmare, atunci când se selectează materiale metalice pentru piesele mecanice, acestea trebuie să îndeplinească anumiți indicatori de plasticitate.
Vol.3
Durabilitate
Principalele forme de coroziune a metalelor de construcție:
(1) Coroziunea uniformă. Coroziunea de pe suprafața metalică face ca secțiunea transversală să se subțieze uniform. Prin urmare, valoarea medie anuală a pierderii de grosime este adesea folosită ca indicator al performanței la coroziune (rata de coroziune). Oțelul corodează în general uniform în atmosferă.
(2) Coroziunea speleologică. Metalul se corodează în pete și formează gropi adânci. Apariția coroziunii prin pitting este legată de natura metalului și de mediul în care se află. Coroziunea prin pitting este predispusă să apară în mediile care conțin săruri de clor. Adâncimea maximă a găurii este adesea folosită ca indice de evaluare a coroziunii prin pitting. Coroziunea conductelor este cauzată în mare parte de coroziunea prin pitting.
(3) Coroziunea galvanică. Coroziunea cauzată de potențiale diferite la punctele de contact ale diferitelor metale.
(4) Coroziunea în crăpături. Coroziunea locală apare adesea pe suprafețele metalice din goluri sau alte zone ascunse din cauza diferențelor de compoziție și concentrație a mediului între diferite părți.
(5) Coroziune sub tensiune. Sub acțiunea combinată a mediilor corozive și a tensiunii de întindere ridicate, suprafața metalului corodează și se extinde în interior în micro-fisuri, ducând adesea la rupere bruscă. Această defecțiune poate apărea cu bare de oțel de înaltă rezistență (sârme) din beton.
Vol.4
duritate
Duritatea indică capacitatea unui material de a rezista la apăsarea obiectelor dure pe suprafața acestuia. Este unul dintre indicatorii importanți de performanță ai materialelor metalice. În general, cu cât duritatea este mai mare, cu atât este mai bună rezistența la uzură. Indicatorii de duritate utilizați în mod obișnuit includ duritatea Brinell, duritatea Rockwell și duritatea Vickers.
Duritate Brinell (HB): Apăsați o bilă de oțel călit de o anumită dimensiune (de obicei 10 mm în diametru) în suprafața materialului cu o anumită sarcină (de obicei 3000 kg) și păstrați-o pentru o perioadă de timp. După ce sarcina este îndepărtată, raportul dintre sarcină și zona sa de indentare, Adică valoarea durității Brinell (HB), unitatea este kilogram forță/mm2 (N/mm2).
Rockwell hardness (HR): When HB>450 sau proba este prea mică, testul de duritate Brinell nu poate fi utilizat și se folosește măsurarea durității Rockwell. Folosește un con de diamant cu un unghi de vârf de 120 de grade sau o bilă de oțel cu un diametru de 1,59 sau 3,18 mm pentru a apăsa suprafața materialului de testat sub o anumită sarcină, iar duritatea materialului este calculată din adâncimea indentării. În funcție de duritatea diferită a materialului de testat, pot fi utilizate diferite indentatoare și presiuni totale de testare pentru a forma mai multe scale de duritate Rockwell diferite. Fiecare scară este marcată cu o literă după simbolul durității Rockwell HR. Cântarele de duritate Rockwell utilizate în mod obișnuit sunt A, B și C (HRA, HRB, HRC). Dintre acestea, scara C este cea mai utilizată.
HRA: Este duritatea obținută prin utilizarea unui intrusor de con de diamant de sarcină de 60 kg, care este utilizat pentru materiale extrem de dure (cum ar fi carbura cimentată etc.).
HRB: Este duritatea obținută prin utilizarea unei sarcini de 100 kg și a unei bile de oțel călit cu diametrul de 1,58 mm. Se folosește pentru materiale cu duritate mai mică (cum ar fi oțel recoapt, fontă etc.).
HRC: Duritatea se obține folosind o sarcină de 150 kg și un intrusor de con de diamant și este utilizată pentru materiale cu duritate foarte mare (cum ar fi oțel călit etc.).
Duritate Vickers (HV): Folosiți o sarcină de 120 kg și un intrusor de con pătrat de diamant cu un unghi de vârf de 136 de grade pentru a apăsa suprafața materialului. Împărțiți suprafața gropilor de indentare din material la valoarea încărcăturii, care este valoarea durității Vickers (HV). Testul de duritate este cea mai simplă și mai ușoară metodă de testare în testarea proprietăților mecanice. Pentru a utiliza testarea durității pentru a înlocui anumite teste de proprietăți mecanice, este necesară o relație de conversie mai precisă între duritate și rezistență în producție. Practica a demonstrat că există o relație corespunzătoare aproximativă între diferitele valori de duritate ale materialelor metalice și între valorile de duritate și valorile de rezistență. Deoarece valoarea durității este determinată de rezistența inițială la deformare plastică și de rezistența continuă la deformare plastică, cu cât rezistența materialului este mai mare, cu atât este mai mare rezistența la deformare plastică și cu atât valoarea durității este mai mare.
Proprietățile materialelor metalice
Performanța materialelor metalice determină domeniul de aplicare al materialului și raționalitatea aplicării acestuia. Proprietățile materialelor metalice sunt împărțite în principal în patru aspecte, și anume: proprietăți mecanice, proprietăți chimice, proprietăți fizice și proprietăți de proces.
Vol.1
Proprietăți mecanice
Efort: Forța suportată pe unitate de suprafață în secțiune transversală în interiorul unui obiect se numește stres. Stresul cauzat de forța externă se numește stres de lucru, iar stresul care este echilibrat în interiorul obiectului fără forță externă se numește stres intern (cum ar fi stresul tisular, stresul termic, stresul rezidual rămas după procesul de prelucrare).
Proprietăți mecanice: Când un metal este supus unei forțe externe (sarcină) în anumite condiții de temperatură, capacitatea de a rezista la deformare și rupere se numește proprietăți mecanice ale materialului metalic (cunoscute și ca proprietăți mecanice). Există multe forme de încărcări pe care le suportă materialele metalice, care pot fi sarcini statice sau dinamice, inclusiv efort de tracțiune, efort de compresiune, efort de încovoiere, efort de forfecare, efort de torsiune, precum și frecare, vibrație, impact etc. Prin urmare, principalii indicatori pentru măsurarea proprietăților mecanice ale materialelor metalice includ următorii.
1.1
rezistenţă
Aceasta reprezintă capacitatea maximă a unui material de a rezista la deformare și deteriorare sub acțiunea forțelor externe și poate fi împărțită în limita de rezistență la tracțiune (σb), limita de rezistență la încovoiere (σbb), limita de rezistență la compresiune (σbc), etc. Deoarece metalul materialele urmează anumite reguli de la deformare la distrugere sub acțiunea forței externe, încercarea de tracțiune este de obicei utilizată pentru măsurare, adică materialele metalice sunt transformate în specimene cu anumite specificații și întinse pe o încercare de tracțiune. mașină până la test Când proba se rupe, indicatorii de rezistență măsurați includ în principal:
(1) Limită de rezistență: efortul maxim la care un material poate rezista la rupere sub acțiunea unei forțe externe, se referă în general la limita de rezistență la tracțiune sub acțiunea tensiunii, exprimată ca σb, cum ar fi limita de rezistență corespunzătoare punctului cel mai înalt b în curba de încercare la tracțiune, unități utilizate în mod obișnuit Este megapascal (MPa), iar relația de conversie este: 1MPa=1N/m2=(9,8)-1kgf/mm2 sau 1kgf/mm2=9,8MPa.
(2) Limita limitei de curgere: Când forța externă suportată de un eșantion de material metalic depășește limita elastică a materialului, deși solicitarea nu mai crește, eșantionul suferă totuși o deformare plastică evidentă. Acest fenomen se numește cedare, adică materialul rezistă la o anumită forță externă Când se atinge gradul, deformarea lui nu mai este proporțională cu forța externă și are loc o deformare plastică evidentă. Tensiunea la care are loc curgerea se numește limită de curgere, reprezentată de σs, iar punctul S corespunzător curbei de încercare la tracțiune se numește limită de curgere. Pentru materialele cu plasticitate mare, va exista un punct de curgere evident pe curba de tracțiune, în timp ce pentru materialele cu plasticitate scăzută, nu există un punct de curgere evident, ceea ce face dificilă calcularea limitei de curgere pe baza forței externe la punctul de curgere. Prin urmare, în metoda de încercare la tracțiune, efortul când lungimea ecartată pe epruvetă produce 0.2% deformare plastică este de obicei specificată ca limită de curgere condiționată, exprimată ca σ0.2. Indicele limită de curgere poate fi folosit ca bază pentru proiectarea care necesită ca piesele să nu producă deformații plastice semnificative în timpul funcționării. Cu toate acestea, pentru unele părți importante, se consideră, de asemenea, că necesită un raport randament-rezistență mai mic (adică σs/σb) pentru a le îmbunătăți siguranța și fiabilitatea. Cu toate acestea, rata de utilizare a materialului este, de asemenea, scăzută în acest moment.
(3) Limită elastică: materialul se va deforma sub acțiunea forței externe, dar capacitatea de a reveni la forma inițială după ce forța externă este îndepărtată se numește elasticitate. Efortul maxim la care un material metalic poate menține deformarea elastică este limita elastică, care corespunde punctului e din curba de încercare la tracțiune și este reprezentată de σe în megapascali (MPa): σe=Pe/Fo, unde Pe este limita elastică. Forța externă maximă (sau sarcina la deformarea elastică maximă a materialului).
(4) Modulul elastic: Acesta este raportul dintre solicitarea σ și deformarea δ (deformația unitară corespunzătoare tensiunii) a materialului în domeniul limită elastică, exprimat prin E, în megapascali (MPa): E{{1 }}σ/δ =tg . În formulă, este unghiul dintre linia oe de pe curba de încercare la tracțiune și axa orizontală ox. Modulul elastic este un indicator care reflectă rigiditatea unui material metalic (abilitatea unui material metalic de a rezista la deformarea elastică atunci când este solicitat se numește rigiditate).
1.2
Plasticitate
Capacitatea maximă a unui material metalic de a produce deformare permanentă fără distrugere sub acțiunea forței externe se numește plasticitate. De obicei, se măsoară ca alungirea lungimii calibrelor eșantionului δ (%) și contracția secțiunii probei ψ (%) alungirea δ în timpul testului de tracțiune. {{0}}[(L1-L{0)/L0]x100%, care este diferența ( (creștere) între lungimea ecartată L1 după spargerea probei și fracturile epruvetei sunt îmbinate în timpul încercării de tracțiune și lungimea calibrată inițială a specimenului L0 în comparație cu L0. În testarea efectivă, alungirea măsurată a epruvetelor de întindere din același material, dar cu specificații diferite (diametrul, forma secțiunii transversale - cum ar fi lungimea pătrată, rotundă, dreptunghiulară și ecartată) va fi diferită, astfel încât în general sunt necesare adăugiri speciale, cum ar fi Pentru specimenul cu secțiune transversală circulară cel mai frecvent utilizat, alungirea măsurată atunci când lungimea inițială ecartată este de 5 ori diametrul epruvetei este exprimată ca δ5, în timp ce alungirea măsurată atunci când lungimea ecartamentului inițial este de 10 ori diametrul epruvetei este exprimat ca δ10 . Contracția secțiunii ψ=[(F{0-F1)/F0]x100%, care este diferența dintre aria secțiunii transversale inițiale F0 după ce proba este ruptă în timpul testului de tracțiune și minimul transversal. aria secțiunii F1 la gâtul îngust al fracturii (reducerea secțiunii) și raportul F0. În practică, specimenele de secțiune transversală circulară cele mai frecvent utilizate pot fi de obicei calculate prin măsurarea diametrului: ψ=[{1-(D1/D0)2]x100%, unde: D0- diametrul original al specimenului; D1-fractura după spargerea probei Diametrul minim la gât. Cu cât valorile δ și ψ sunt mai mari, cu atât plasticitatea materialului este mai bună.
1.3
duritate
Capacitatea unui material metalic de a rezista la deteriorări sub sarcina de impact se numește tenacitate. Testul de impact este de obicei utilizat, adică atunci când o probă de metal de o anumită dimensiune și formă este spartă sub o sarcină de impact pe un anumit tip de mașină de testare a impactului, energia de impact consumată pe unitate de suprafață a secțiunii transversale pe suprafața de fractură este folosit pentru a caracteriza tenacitatea materialului: k=Ak/ F. Unitate J/cm2 sau Kg·m/c m2, 1Kg·m/cm2=9.8J/cm2. k se numește duritatea la impact a materialului metalic, Ak este energia de impact și F este aria secțiunii transversale inițiale a fracturii.
1.4
Performanță la oboseală
Limită de rezistență la oboseală Fenomenul prin care materialele metalice se sparg fără deformare semnificativă în cazul solicitărilor repetate pe termen lung sau al tensiunilor alternative (stresul este în general mai mic decât rezistența limită de curgere σs) se numește deteriorare prin oboseală sau fractură prin oboseală. Acest lucru se datorează faptului că multe Din acest motiv, o parte locală a suprafeței piesei provoacă o solicitare (concentrație de tensiuni) mai mare decât σs sau chiar mai mare decât σb, provocând deformare plastică sau micro-fisuri în această parte. Pe măsură ce numărul tensiunilor alternative repetate crește, fisurile se extind și se adâncesc treptat (la vârful fisurii). Concentrarea tensiunii) face ca suprafața reală a secțiunii transversale a zonei locale să suporte stresul să scadă până când tensiunea locală este mai mare decât σb și apare fractura. În aplicațiile practice, eșantionul este, în general, supus la solicitări repetate sau alternante (efort de tracțiune, efort de compresiune, efort de încovoiere sau torsiune etc.) într-un număr specificat de cicluri (în general de 106 până la 107 ori pentru oțel și de 106 până la 107 ori pentru metale neferoase). Luați de 108 ori) ca efort maxim care poate rezista fără rupere ca limită de rezistență la oboseală, exprimată prin σ-1, în MPa.
Pe lângă indicatorii de proprietate mecanică cei mai des utilizați menționați mai sus, unele materiale cu cerințe deosebit de stricte, cum ar fi materialele metalice utilizate în industria aerospațială, industria nucleară, centrale electrice etc., necesită și următorii indicatori de proprietate mecanică.
Limită de fluaj: Sub o anumită temperatură și sarcină de tracțiune constantă, fenomenul de deformare plastică a materialelor lent în timp se numește fluaj. De obicei, se utilizează testul de fluaj la tracțiune la temperatură înaltă, adică la temperatură constantă și sarcină de tracțiune constantă, alungirea fluajului (alungirea totală sau alungirea reziduală) a probei într-un timp specificat sau când viteza de alungire a fluajului este relativ constantă. etapă, solicitarea maximă atunci când viteza de fluaj nu depășește o anumită valoare specificată este considerată ca limită de fluaj, exprimată în MPa, unde τ este durata testului, t este temperatura, δ este alungirea și σ este tensiunea; sau Exprimat în , V este viteza de fluaj.
Limita rezistenței la tracțiune la temperatură înaltă: efortul maxim pe care proba o poate atinge durata specificată fără rupere sub acțiunea temperaturii constante și a sarcinii de tracțiune constante.
Coeficientul de sensibilitate a crestăturii metalice: Kτ reprezintă raportul de tensiuni al epruvetei crestate la specimenul neted necrestat atunci când durata este aceeași (test de rezistență la întindere la temperatură înaltă).
Rezistenta termica: rezistenta unui material la incarcare mecanica la temperaturi ridicate.
Vol.2
proprietăți chimice
Proprietatea metalelor de a provoca reacții chimice cu alte substanțe se numește proprietăți chimice ale metalelor. În aplicațiile practice, principalele considerații sunt rezistența la coroziune și rezistența la oxidare a metalelor (numită și rezistență la oxidare, care se referă în mod specific la rezistența sau stabilitatea metalelor la oxidare la temperaturi ridicate), precum și relația dintre diferitele metale și relația dintre metale și metale. Efectele compușilor formați între nemetale asupra proprietăților mecanice etc. Dintre proprietățile chimice ale metalelor, în special rezistența la coroziune, este de mare importanță pentru deteriorarea prin coroziune oboseală a metalelor.
Vol.3
Proprietăți fizice
Proprietățile fizice ale metalelor iau în considerare în principal:
(1) Densitatea (gravitatea specifică): ρ=P/V, unitate: g/centimetru cub sau tonă/metru cub, unde P este greutatea și V este volumul. În aplicațiile practice, pe lângă calcularea greutății pieselor metalice pe baza densității, este important să se ia în considerare rezistența specifică a metalului (raportul dintre rezistența σb și densitatea ρ) pentru a ajuta la selecția materialului, precum și impedanța acustică în testarea acustică legată de testarea nedistructivă (Produsul densității ρ și viteza sunetului C) și în detectarea radiațiilor, materialele cu densități diferite au absorbție diferită capabilități pentru energia radiațiilor etc.
(2) Punct de topire: temperatura la care metalul trece de la solid la lichid. Are un impact direct asupra topirii și prelucrării termice a materialelor metalice și are o relație excelentă cu proprietățile la temperatură ridicată ale materialului.
(3) Expansiune termică: Pe măsură ce temperatura se schimbă, se modifică și volumul materialului (se extinde sau se contractă). Acest fenomen se numește dilatare termică. Este adesea măsurată prin coeficientul de dilatare liniară. Adică atunci când temperatura se schimbă cu 1 grad , creșterea sau scăderea lungimii materialului este egală cu 0 Raportul lungimii la gradul . Dilatarea termică este legată de căldura specifică a materialului. În aplicațiile practice, trebuie luat în considerare și volumul specific (când materialul este afectat de influențe externe, cum ar fi temperatura, volumul materialului pe unitate de greutate crește sau scade, adică raportul dintre volum și masă), în special pentru cei care lucrează în medii cu temperatură ridicată, sau în condiții reci sau calde. Pentru piesele metalice care lucrează în medii alternative, trebuie luat în considerare impactul proprietăților lor de expansiune.
(4) Magnetism: Proprietatea care poate atrage obiecte feromagnetice este magnetismul, care se reflectă în parametri precum permeabilitatea magnetică, pierderea de histerezis, intensitatea reziduală a inducției magnetice, forța coercitivă etc., astfel încât materialele metalice să poată fi împărțite în paramagnetice, diamagnetice. , materiale magnetice moi și magnetice dure.
(5) Proprietăți electrice: Luați în considerare în principal conductibilitatea sa electrică, care are un impact asupra rezistivității și a pierderii de curent turbionar în testele electromagnetice nedistructive.
Vol.4
Performanța procesului
Adaptabilitatea metalului la diferite metode de prelucrare se numește performanță a procesului, care include în principal următoarele patru aspecte:
(1) Performanța de tăiere: reflectă dificultatea tăierii materialelor metalice cu unelte de tăiere (cum ar fi strunjirea, frezarea, rindeluirea, șlefuirea etc.).
(2) Forjabilitatea: reflectă dificultatea formării materialelor metalice în timpul prelucrării sub presiune, cum ar fi plasticitatea materialului atunci când este încălzit la o anumită temperatură (indicată ca mărimea rezistenței la deformare plastică) și intervalul de temperatură care permite presiunea la cald. prelucrare Dimensiunea, caracteristicile de dilatare și contracție termică și limitele deformării critice legate de microstructură și proprietățile mecanice, fluiditatea și conductibilitatea termică a metalului în timpul deformării termice; etc.
(3) Castabilitate: reflectă dificultatea de topire și turnare a unui material metalic într-o turnare, care se manifestă prin fluiditate, captarea aerului, oxidare, punctul de topire în starea topită, uniformitatea și compactitatea microstructurii turnării și răceala Contracția etc.
(4) Sudabilitate: reflectă dificultatea încălzirii locale rapide a materialelor metalice pentru a topi sau semi-topi rapid piesele de îmbinare (este necesară presiunea), astfel încât părțile de îmbinare să poată fi lipite ferm împreună pentru a forma un întreg. Se exprimă ca punct de topire, absorbabilitate, oxidare, conductivitate termică, caracteristici de dilatare și contracție termică, plasticitate în timpul topirii, corelație cu microstructura îmbinărilor și materialelor din apropiere și impactul asupra proprietăților mecanice etc.
