金属材料性能指标大全本文汇总了增材制造结构设计时经常会用到一些材料性能指标非常实用有需要的朋友可以收藏一下。低碳钢应力-应变曲线一、弹性指标1.正弹性模量定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示单位为达因每平方厘米。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量用G表示压缩形变时的模量称为压缩模量用K表示模量的倒数称为柔量用J表示。2.切变弹性模量切变弹性模量G材料的基本物理特性参数之一与杨氏压缩、拉伸弹性模量E、泊桑比ν 并列为材料的三项基本物理特性参数在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。其定义为式中G(Mpa)为切变弹性模量τ为剪切应力(Mpa)γ为剪切应变(弧度)。3.比例极限材料在弹性阶段分成线弹性和非线弹性两个部分线弹性阶段材料的应力与变形完全为直线关系其应力最高点为比例极限符号σP。4.弹性极限材料受外力作用在一定限度内消除外力仍能恢复原状称为该材料弹性形变阶段。弹性极限即该材料保持弹性形变不产生永久形变时所能承受的最大的应力用σe表示单位为MPa( 或N/mm² )。大多数金属零件可以通过热处理来提高其弹性极限。二、强度性能指标1.强度极限物体在外力作用下发生破坏时出现的最大应力也可称为破坏强度或破坏应力。一般用标称应力来表示。根据应力种类的不同可分为拉伸强度(σt)、压缩强度(σc)、剪切强度(σs)等。符号为σb单位为MPa( 或N/mm² )。2.抗拉强度试样在拉伸过程中材料经过屈服阶段后进入强化阶段随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的最大力 (Fb)除以试样原横截面积 (So) 所得的应力 (σ)称为抗拉强度或者强度极限 (σb)单位为N/mm² (MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为式中Fb为试样拉断时所承受的最大力N牛顿So为试样原始横截面积(mm²)。3.抗弯强度指的是材料抵抗弯曲不断裂的能力。弯曲试验中测定材料的抗弯强度一般指试样破坏时拉伸侧表面的最大正应力。在实验室中对材料的抗弯强度进行测试一般采用三点抗弯法和四点抗弯法。其中四点测试要两个加载力比较复杂三点测试最常用。三点测试抗弯强度公式式中F为破坏载荷L为跨距b为宽度h为厚度。4.抗压强度抗压强度代号σbc指外力是压力时的强度极限。公式式中p为抗压强度以每平方吋多少磅 (psi)、每平方公分、公斤为单位P为压力以磅、公斤为单位A为剖面面积以平方公分、平方吋为单位。5.抗剪强度代号σc指外力与材料轴线垂直并对材料呈剪切作用时的强度极限。耐火材料中炮泥的抗剪强度称为蚀亚值单位MPa。有专用的炮泥蚀亚值测试仪。根据库伦定律土的抗剪强度式中φ为内摩擦角c为土的粘聚力。6.抗扭强度用圆柱形材料试件作抗扭实验可求得扭矩和扭角的关系相应最大扭矩的最大剪断应力叫抗扭强度。扭矩在物理学中就是力矩的大小等于力和力臂的乘积国际单位是牛米N·m。7.屈服极限或者称屈服点试样在拉伸时当应力超过弹性极限即使应力不再增加而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。屈服点σs的计算公式式中Ps为屈服点s处的外力Fo为试样断面积MPa等于N牛顿/mm²。8.屈服强度金属材料发生屈服现象时的屈服极限即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限称为条件屈服极限或屈服强度。9.持久强度在给定的温度下和规定时间内试样发生断裂的应力值用符号σ(T,t) 表示。其中σ表示应力单位为MPaT为温度单位为℃t为时间单位为h。例如σ(7100,1000)200MPa表示材料在700℃时持续时间为1000h的持久强度为200MPa。10.蠕变强度金属在某一温度下经过一定时间后蠕变量不超过一定限度时的最大允许应力。如σ(6000,11000)294Nmm²表示在600℃经1000h蠕变量不超过0.1%的最大允许应力为294Nmm²。三、硬度性能指标1.洛氏硬度将压头金刚石圆锥钢球或者硬质合金球按两个步骤初实验力和主实验力压入试样表面经规定保持时间卸除主实验力测量在初实验力下的残余痕深度h。洛氏硬度没有单位是一个无纲量的力学性能指标其最常用的硬度标尺有A、B、C三种通常记作HRA、HRB、HRC其表示方法为硬度数据硬度符号如50HRC。2.维氏硬度将相对面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头以一定的载荷压入试样表面并保持一定的时间后卸除试验力所使用的载荷与试样表面上形成的压痕的面积之比。代号为HV计算公式为式中F为负荷牛顿力S为压痕表面积平方毫米α为压头相对面夹角136°d为平均压痕对角线长度毫米。报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如185HV5中185是维氏硬度值5指的是测量所用的负荷值单位千克力。3.肖氏硬度根据规定形状的压针在标准弹簧压力作用下于规定时间内压入试样的深度转换成的硬度值代号为HS。四、塑性指标1. 伸长率延伸率指在拉力作用下密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率 (%)。弹性恢复率是指密封材料硬化体产生的变形能否完全恢复的程度 (%)。伸长率越大且弹性恢复率越大表明密封材料的变形适应性越好。代号δ单位%。2. 断面收缩率材料受拉力断裂时断面缩小断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率 老标准JB/T 6396-1992 中用ψ表示新标准JB/T 6396-2006 中用Z表示单位为%。计算公式式中A0 为试件原始截面积A1为试件拉断后颈缩处的截面积。五、韧性指标1. 冲击韧性反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力一般由冲击韧性值 (ak) 和冲击功 (Ak) 表示其单位分别为J/cm²和J焦耳。冲击韧性或冲击功试验简称冲击试验因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种若按试样缺口形状又可分为V形缺口和U形缺口冲击试验两种。2. 冲击吸收功指规定形状和尺寸的试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。六、疲劳性能指标疲劳极限或者称疲劳强度疲劳极限是材料学里的一个及重要的物理量表现一种材料对周期应力的承受能力。在疲劳试验中应力交变循环大至无限次而试样仍不破损时的最大应力叫疲劳极限。七、断裂韧度性能指标断裂韧度在弹塑性条件下当应力场强度因子增大到某一临界值裂纹便失稳扩展而导致材料断裂这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力。