金屬材料的性能包括工藝性能和使用性能。工藝性能是金屬材料在制造工藝過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的適應(yīng)加工性能;使用性能是金屬材料在使用條件下表現(xiàn)出來(lái)的性能,包括物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能。

一、金屬材料工藝性能

金屬對(duì)各種加工工藝方法所表現(xiàn)出來(lái)的適應(yīng)性稱為工藝性能主要有以下5個(gè)方面:

1.鑄造性能

鑄造性能反映金屬材料熔化澆鑄成為鑄件的難易程度表現(xiàn)為熔化狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性、吸氣性、氧化性、熔點(diǎn)undefined鑄件顯微組織的均勻性、致密性以及冷縮率等。鑄造性能通常指流動(dòng)性、收縮性、鑄造應(yīng)力、偏析、吸氣傾向和裂紋敏感性。

2.鍛造性能

鍛造性能反映金屬材料在壓力加工過(guò)程中成型的難易程度如將材料加熱到一定溫度時(shí)其塑性的高低(表現(xiàn)為塑性變形抗力的大小)允許熱壓力加工的溫度范圍大小熱脹冷縮特性以及與顯微組織、機(jī)械性能有關(guān)的臨界變形的界限熱變形時(shí)金屬的流動(dòng)性、導(dǎo)熱性能等。

3.焊接性能

焊接性能反映金屬材料在局部快速加熱使結(jié)合部位迅速熔化或半熔化(需加壓)，從而使結(jié)合部位牢固地結(jié)合在一起而成為整體的難易程度表現(xiàn)為熔點(diǎn)、熔化時(shí)的吸氣性、氧化性、導(dǎo)熱性、熱脹冷縮特性、塑性以及與接縫部位和附近用材顯微組織的相關(guān)性、對(duì)機(jī)械性能的影響等。

4.切削加工性能

切削加工性能反映用切削工具(例如車削、銑削、刨削、磨削等)對(duì)金屬材料進(jìn)行切削加工的難易程度。

5.熱處理性能

熱處理是通過(guò)改變金屬材料的組織或改變表面成分及組織使其性能發(fā)生變化的一種加工工藝。熱處理是機(jī)械制造中的重要過(guò)程之一與其他加工工藝相比熱處理一般不改變工件的形狀和整體的化學(xué)成分而是通過(guò)改變工件內(nèi)部的顯微組織或改變工件表面的化學(xué)成分賦予或改善工件的使用性能。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量而這一般不是肉眼所能看到的所以它是機(jī)械制造中的特殊工藝過(guò)程也是質(zhì)量管理的重要環(huán)節(jié)。熱處理是決定產(chǎn)品性能、壽命和可靠性的關(guān)鍵熱處理水平是制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的核心要素之一。利用熱處理技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮材料潛力引領(lǐng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)是裝備制造業(yè)自主創(chuàng)新的重要途徑。

二.金屬材料使用性能

1.物理性能

物理性能是指金屬材料本身所固有的屬性,包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性和磁性6個(gè)指標(biāo)。

2.化學(xué)性能

化學(xué)性能是指金屬材料在化學(xué)作用下所表現(xiàn)出來(lái)的性能 主要包括耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性3個(gè)指標(biāo)。

耐腐蝕性:在常溫下 金屬材料抵抗周圍介質(zhì)腐蝕破壞作用的能力。它主要由材料的成分、化學(xué)性能、組織形態(tài)等決定。

抗氧化性:金屬材料在高溫時(shí)抵抗氧化性氣氛腐蝕作用的能力。

化學(xué)穩(wěn)定性:是耐腐蝕性和抗氧化性的總成。

3.力學(xué)性能

力學(xué)性能是指金屬材料在外力(外載荷)的作用下 所表現(xiàn)出來(lái)的抵抗變形或斷裂的能力。衡量金屬材料強(qiáng)度的指標(biāo)有強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度。

強(qiáng)度:金屬材料在靜荷作用下抵抗破壞(過(guò)量塑性變形或斷裂)的能力。通常采用靜拉伸實(shí)驗(yàn)測(cè)量材料的屈服強(qiáng)度(R.)抗拉強(qiáng)度(R)。

塑性:金屬材料在靜載荷作用下 產(chǎn)生塑性變形(永久變形)而不破壞的能力。通過(guò)經(jīng)拉伸試驗(yàn)測(cè)得的塑性指標(biāo)有斷后伸長(zhǎng)率(A)和斷面收縮率(Z)。

硬度:金屬材料抵抗其他更硬的物體壓人其表面的能力。目前生產(chǎn)中測(cè)定硬度方法最常用的是壓人硬度法 它是用一定幾何形狀的壓頭在一定載荷下壓人被測(cè)試的金屬材料表面 根據(jù)被壓人程度來(lái)測(cè)定其硬度值。常用的方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和維氏硬度(HV)等方法。

沖擊韌性:金屬材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力,也稱沖擊韌度。采用沖擊試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)得的沖擊吸收功分別根據(jù)缺口的形狀(U形和V形缺口)不同用A和A.表示,數(shù)值越大,韌性越好。

疲勞強(qiáng)度:金屬材料抵抗交變載荷的作用而不產(chǎn)生破壞的能力。采用疲勞試驗(yàn)測(cè)得的疲勞強(qiáng)度用符號(hào)R_,表示。