Основные механические свойства металлических материалов

Свойства металлических материалов обычно делятся на две категории: эксплуатационные характеристики процесса и эксплуатационные характеристики. Так называемые эксплуатационные характеристики процесса относятся к эксплуатационным характеристикам металлических материалов в определенных условиях холодной и горячей обработки в процессе изготовления механических деталей. Качество эксплуатационных характеристик процесса металлических материалов определяет их приспособляемость к обработке и формовке в процессе изготовления. Из-за различных условий обработки требуемые технологические свойства также различаются, такие как литейные характеристики, свариваемость, ковкость, эксплуатационные характеристики термической обработки, обрабатываемость резанием и т. д. Так называемые эксплуатационные характеристики относятся к эксплуатационным характеристикам металлических материалов в условиях использования механических деталей, которые включают механические свойства, физические свойства, химические свойства и т. д. Эксплуатационные характеристики металлических материалов определяют область их применения и срок службы.

В машиностроительной промышленности общие механические детали используются при нормальной температуре, нормальном давлении и несильно коррозионных средах, и во время использования каждая механическая деталь будет выдерживать различные нагрузки. Способность металлических материалов противостоять повреждениям под нагрузкой называется механическими свойствами (или механическими свойствами). Механические свойства металлических материалов являются основной основой для проектирования и выбора материалов деталей. В зависимости от характера приложенной нагрузки (такой как растяжение, сжатие, кручение, удар, циклическая нагрузка и т. д.) механические свойства, требуемые для металлических материалов, также будут различаться. Обычно используемые механические свойства включают: прочность, пластичность, твердость, вязкость, стойкость к многократным ударам и предел усталости. Каждое механическое свойство обсуждается отдельно ниже.

1. Сила

Прочность относится к способности металлического материала противостоять повреждению (чрезмерной пластической деформации или разрушению) под действием статической нагрузки. Поскольку нагрузка действует в форме растяжения, сжатия, изгиба, сдвига и т. д., прочность также делится на прочность на растяжение, прочность на сжатие, прочность на изгиб, прочность на сдвиг и т. д. Часто между различными прочностями существует определенная взаимосвязь. На практике прочность на растяжение обычно используется как самый базовый показатель прочности.

2. Пластичность

Пластичность — это способность металлического материала подвергаться пластической деформации (остаточной деформации) без разрушения под нагрузкой.

3.Твердость

Твердость — это мера того, насколько твердым или мягким является металлический материал. В настоящее время наиболее часто используемым методом измерения твердости в производстве является метод вдавливания, при котором индентор определенной геометрической формы вдавливается в поверхность испытываемого металлического материала под определенной нагрузкой, а значение твердости измеряется на основе степени вдавливания.
Обычно используемые методы включают твердость по Бринеллю (HB), твердость по Роквеллу (HRA, HRB, HRC) и твердость по Виккерсу (HV).

4. Усталость

Прочность, пластичность и твердость, обсуждавшиеся ранее, являются показателями механической производительности металла при статической нагрузке. Фактически, многие детали машин работают при циклической нагрузке, и в таких условиях в деталях будет возникать усталость.

5. Ударная вязкость

Нагрузка, действующая на деталь машины с очень высокой скоростью, называется ударной нагрузкой, а способность металла противостоять повреждениям под ударной нагрузкой называется ударной вязкостью.