金属材料物理性能表.doc
表3 奥氏体不锈钢的性质
表7 铜的性质
表8 铝的性质
金属材料性能及国家标准
金属材料性能 为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 （一）、机械性能 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 5 、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm2 ） . （二）、工艺性能 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。（三）、化学性能 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回 金属材料的检验
金属材料来料检验规范
xxxx公司 文件类别作业文件（技术指导文件）主导部门技术部文件名称金属材料来料检验规范管制类别受控文件编号xx-xx-xx-xxx 文件版次A0 文件修订记录 版次修改单号修订内容修订日期修订者 A0 页码 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 版次 文件会签 总经理室市场部 技术部行政部 生产部采购部 品质部财务部 核准审 核 制 修
1．目的 为来料检验提供检验依据，保证来料符合公司要求和标准，确保不合格来料不入库，不投入使用。 2．适用范围 适用于本公司钢铁料、不锈钢料、铜料（卷/板）进料检验。 3．相关文件 程序文件：Q/ZT01.CJ01 进料检验作业指导书 ZT-QP-22-01 不合格品控制程序 GB/T 2059-2008 铜及铜合金带材 GB/T 5231-2001 加工铜及铜合金的化学成分和产品形状 GB/T 17793-1999 铜及铜合金板带材外形尺寸及允许偏差 GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带 GB 13237-91优质碳素结构钢冷轧薄钢板和钢带 GB/T 700-2006 碳素结构钢 4．职责： 4.1品质负责按此要求进行来料品质检验判定； 4.2采购负责原材料的购进及不合格物料的退回； 4.3仓储负责对材料进行分类存放及管理。 5．检验项目、检验 5.1检验项目与检验标准见表 序号检验 项目 检查内容及质量要求 检查 时机 检验 方法 允收 准则 缺陷等级 Cri Maj Min 1 包装1、卷料：用具有防潮湿、防污、防腐 蚀的牛皮纸或PP撕裂膜缠扎；板材： 无包装要求。 入库前目视 包装完 好无破 损 √ 2、标识：材料牌号、状态、规格，材 料执行标准，订货批次号 入库前目视 完整、清 晰识别 √ 2 外观1、带材的表面应光滑、清洁，不允许 有分层、裂纹、起皮、起刺、气泡、压 折、夹杂和绿锈； 领用开包 生产中 目视无缺陷√ 2、板料：不得有影响到表面后处理工 艺要求的严重脏污和腐蚀、不得有影响 产品功能和外观要求的划伤、折痕、变 形 入库前目视 轻微 缺陷 √ 3 特性1.检查供应商提供的材质测试报告单， 对应材料执行标准核对材料成分、抗拉 强度、硬度等项是否符合标准 入库前目视正确√2、料厚、料宽、硬度符合附表一、二、入库前千分尺正确√
材料物理性能
第一章 1、应力：单位面积上所受的内力ζ=F/A 2、应变：描述物体内部质点之间的相对运动ε=△L/Lo 3、晶格滑移：晶体受力时，晶体的一部分相对另一部分发生平移滑动。条件：①移动较小 的距离即可恢复、②静电作用上移动中无大的斥力 4、塑性形变过程：①理论上剪切强度：克服化学键所产生的强度。当η>ηo时，发生滑移 （临界剪切应力），η=ηm sin(2πx/λ),x<<λ时，η=ηm（2πx/λ）。由虎克定律η0=Gx/λ.则Gx/λ=ηm（2πx/λ）→ηm=G/2π;②位错运动理论：实际晶体中存在错位缺陷，当受剪应力作用时，并不是晶体内两部分整体相互错动，而是位错在滑移面上沿滑移方向运动，使位错运动所需的力比是晶体两部分整体相互华东所需的力小的多，故实际晶体的滑移是位错运动的结果。位错是一种缺陷，位错的运动是接力式的；③位错增值理论：在时间t内不但比N个位错通过试样边界，而且还会引起位错增值，使通过便捷的位错数量增加到NS个，其中S位位错增值系数。过程机理画图 5、高温蠕变：在高温、恒定应力的作用下，随着时间的延长，应变不断增加。⑴起始阶段 0-a：在外力作用下瞬时发生弹性形变，与时间无关。⑵蠕变减速阶段a-b：应变速率随时间递减，即a-b段的斜率dε/dt随时间的增加而愈小，曲线愈来愈平缓。原因：受阻碍较小，容易运动的位错解放出来后，蠕变速率就会降低；⑶稳态蠕变阶段b-c：入编速率几乎保持不变，即dε/dt=K（常数）原因：容易运动的位错解放后，而受阻较大的位错未被解放。⑷加速入编阶段c-d:应变绿随时间增加而增加，曲线变陡。原因：继续增加温度或延长时间，受阻碍较大的位错也能进一步解放出来。影响入编的因素：⒈温度，温度升高，入编增加。⒉应力，拉应力增加，蠕变增加，压应力增加，蠕变减小⒊气孔率增加，蠕变增加，晶粒愈小，蠕变率愈小。⒋组成。⒌晶体结构。 6、弹性形变：外力移去后可以恢复的形变。塑性形变：外力移去后不可恢复的形变 第二章 7、突发性断裂（快速扩展）：在临界状态下，断裂源处的裂纹尖端所受的横向拉应力正好 等于结合强度时，裂纹产生突发性扩展。（一旦扩展，引起周围盈利的再分配，导致裂纹的加速扩展，出现突出性断裂） 8、裂纹缓慢生长：当裂纹尖端处的横向拉应力尚不足以引起扩展，但在长期受应力的情况 下，特别是同时处于高温环境中时，还会出现裂纹的缓慢生长。 9、理论结合强度：无机材料的抗压强度大约是抗拉强度的10倍。δth=(EΥ/a)0.5→(Υ=aE/100) →δth=E/10(a：晶格常数，Υ：断裂表面能断裂表面能Υ比自由表面能大。这是因为储存的弹性应变能除消耗于形成新表面外，还有一部分要消耗在塑性形变、声能、热能等方面。 10、Griffith微裂纹理论：⑴Inglis尖端分析：孔洞两个端部的应力取决于孔洞的长度和 端部的曲率半径而与孔洞的形状无关。应用：修玻璃通过打孔增加曲率来减慢裂纹扩展。 ⑵Griffith能量分析：物体内储存的弹性应变能的降低大于等于开裂形成两个新表面所需 的表面能。（产生一条长度2C的裂纹，应变能降低为We，形成两个新断面所需表面能为Ws）。裂纹进一步扩展（2dc，单位面积所释放的能量为dWe/2dc，形成新的单位表面积所需的表面能为dWs/2dc。）当dWe/2dc 材料物理性能习题与解答 目录 1 材料的力学性能 (2) 2 材料的热学性能 (12) 3 材料的光学性能 (17) 4 材料的电导性能 (20) 5 材料的磁学性能 (29) 6 材料的功能转换性能 (37) 1材料的力学性能 1-1一圆杆的直径为2.5 mm、长度为25cm并受到4500N的轴向拉力，若直径拉细至 2.4mm，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解：根据题意可得下表 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-2一试样长40cm,宽10cm,厚1cm，受到应力为1000N拉力，其氏模量为3.5×109 N/m2，能伸长多少厘米? 解： 拉伸前后圆杆相关参数表 ) ( 0114 .0 10 5.3 10 10 1 40 1000 9 4 0cm E A l F l E l l= ? ? ? ? ? = ? ? = ? = ? = ? - σ ε 10 909 .4 0? 0851 .0 1 = - = ? = A A l l ε 名义应变 1-3一材料在室温时的氏模量为3.5×108 N/m 2,泊松比为0.35，计算其剪切模量和体积模量。 解：根据 可知： 1-4试证明应力-应变曲线下的面积正比于拉伸试样所做的功。 证： 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： Voigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： )21(3)1(2μμ-=+=B G E ) (130)(103.1)35.01(2105.3)1(288MPa Pa E G ≈?=+?=+=μ剪切模量) (390)(109.3) 7.01(3105.3)21(388 MPa Pa E B ≈?=-?=-=μ体积模量. ,.,1 1 2 1 212 12 1 2 1 21 S W VS d V ld A Fdl W W S W V Fdl V l dl A F d S l l l l l l ∝====∝= ===???? ? ?亦即做功或者： 亦即面积εεεεεεεσεσεσ)(2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量) (1.323)84 05.038095.0()(1 12211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量). 1()()(0)0() 1)(()1()(10 //0 ----= = ∞=-∞=-=e e e E t t t στεσεεεσεττ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为 金属材料物理性能检验力学初级工理论知识试卷（A） 注意事项: 1.答卷前将装订线左边的项目填写清楚。 2.答卷必须用蓝色或黑色钢笔、圆珠笔，不许用铅笔或红笔。 3.本份试卷共5道大题，满分100分，考试时间120分钟。 一、判断题（正确的请在括号内打“√”，错误的请在括号内打“×”，每题1分，共20分） 1.金属弯曲试验方法适用于检验金属材料承受规定弯心的弯曲变形性能。( ) 2.GB700是碳素结构钢标准。( ) 3.拉伸试验中，短标距试样是指试样的原始标距等于5倍的原始横截面积的试样。( ) 4.当产品宽度大于20mm时，如产品标准未要求，则弯曲试样宽度应为20~50mm。 ( ) 5.GB228-2002中，Rs表示屈服强度。 ( ) 6.对弹性模量不小于150Gpa的金属材料，按国标屈服前的应力增加速率应保持在6～ 60Mpa/s之间。( ) 7.HRC总负荷＜HRB总负荷。( ) 8.按碳素钢的含碳量多少分类，为普通碳素钢、优质及高级优质碳素钢。( ) 9.国产液压式万能材料试验机试验力值是用载荷传感器进行测量的。( ) 10.GB228-2002中要求，强度值要修约到最接近5的倍数。( ) 11.圆形试样横截面直径应在标距两端及中间处各测一次，取三处所得横截面积中最小值。 （） 12.进行弯曲试验时，d=2a，表示弯心选试样厚度的两倍。（） 13.试样宽度、弯曲角度一定，弯心直径增大，冷弯合格率上升。（） 14.45钢是含碳量约为0.45%的优质碳素钢。（） 15.HRC硬度试验所用压头为直径1.588mm的钢球压头。（） 16.试样尺寸的测量精度要求为0.2mm时，可以使用游标卡尺进行测量。（） 17.洛氏硬度试验是在卸除所有试验力后测量压痕残余深度所得的值。（） 18.杯突试验所用的压头为直径为20mm的半球形凸模。（） 19.百分表与螺旋测微器的测量精度相同。（） 20.金属弯曲试验属于材料的工艺性能试验。（）二、选择题（请将正确答案的代号填入括号内，每题1分，共20分） 1.标突试验温度要求为。 ①20℃±5℃②23℃±5℃③25℃±5℃ 2.测定标突值应精确到。 ①0.01mm ②0.1mm ③1mm 3.洛氏硬度试验初始试验力保荷时间为。 ①0～3s ②4s ③8s 4.试验力的国际单位应为。 ①kgf ②N ③kN。 5.牌号为40Cr的钢属于。 ①优质碳素结构钢②低合金钢③高碳钢 6.杯突值用表示。 ①IE ②BT ③CCV 7.HRC硬度试验的总负荷为。 ①1471N ②980.7N ③588.4N。 8.反复弯曲试验时，弯曲试验速率应为。 ①1次/秒②小于等于1次/秒③大于1次/秒。 9.洛氏硬度试验结果应至少精确至。 ①0.5HR ②1HR ③0.5HRB。。 10.杯突试验速度应为。 ①3mm/min ②5～20mm/min ③25mm/min 11.HRB表示。 ①洛氏硬度B标尺②洛氏硬度③布氏硬度。 12.用硬质合金球压头在B标尺上测得的洛氏硬度值为60，则可表示为。 ①60HRB ②60HRBS ③60HRBW。 13.游标上具有50个分格的游标卡尺的测量数据可精确到。 ①0.01mm ②0.02mm ③0.1mm。 14.强度的单位可以用表示。 ①Mpa ②N/mm2③kN。 15.弯曲试验时需要知道的试验条件为。 ①弯曲角度②弯心直径③取样方向。 常用材料的检验标准 材料的检验的基本内容及规程 材料进货检验抽样比例 金属材料表面质量、钢材允差 金属材料的包装和标志 钢材的外观和尺寸及内在质量的检验 钢材化学成分允许偏差 焊条尺寸及偏差、UPVC排水管、给水管 关键产品的检验和试验 验证内容：产品合格证、质量保证书、数量、外观质量、产品标签等 检查方法：按相应的国家或部颁标准检验，核对质量证明文件的符合性和有效性、实测产品的外形尺寸。并按合同规定的内容进行检验和试验。 一、钢材 钢材是承包工程中的关键材料，如型钢、钢板、焊接钢管、镀锌钢管、无缝钢管等，进货时必须按相应的国家标准或部颁标准验证出厂质量证明书的有效性及内容的符合性，并实测产品的几何尺寸。 二、焊条、焊剂和焊药 1.焊条必须有出厂质量证明书，内容包括熔敷化学成分、熔敷金属机械性能、焊条药皮含水量的试验结果。 2.手工电弧使用的焊条的质量证明书应包括熔敷金属的化学成分、机械性能、扩散氢含量。 3.焊剂、焊粉必须有出厂质量证明书。 4.所有焊条、焊剂必须校对出厂批号、日期。 三、电缆（电力电缆、控制电缆、信号电缆、通信电缆等） 1.每盘电缆均应有制造厂的产品出厂检验合格证、技术文件，并有电缆名称、型号规格、长度、额定电压、毛重、生产日期、盘号及专业标准内容的标签，盘外表面涂刷上与标签内容相同的标志和转动箭头方向。 2.电缆应紧密整齐的卷绕在牢固的铁、木盘上。 3.各种电缆表面上的防腐护套应无断裂擦伤、压扁等缺陷，钢带铠装应光滑平整无锈蚀。 4.各种电缆的两端应密封良好，不得外露、泄露。 四、设备的开箱检验 1.开箱检验在技术负责人组织下，由业主代表、供方、技术人员、材料员、施工班组参加。 2.开箱检验内容： 2.1清点包装箱的数量、编号是否与设备文件相符。 2.2检查包装外观有无破损、防雨防潮层是否完好，包装箱在运输吊装中处置堆放是否合理。 2.3开箱后，检测设备及零件的外观是否完好，有无锈蚀或损伤；油封防震、防潮设施是否完好有效；按装箱单内容清点部件数量、规格，检查产品说明书，合格证及装配图纸等技术文件是否齐全，按装箱单清点并检查专用工具及备件并取出妥善保管。 2.4开箱检验记录：将检验结果记入开箱记录表，应包括箱号、箱数、检查情况、零部件缺损情况、处理意见等，参加开箱人员在开箱记录上签字、盖章。 Q/NVC 惠州雷士光电科技有限公司企业标准 （技术手册） Q/NVC XXX-2011 常用材料参考手册 --------金属材料 2011年10月1日发布2011年12月1日实施 惠州雷士光电科技有限公司发布 目录 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语 4 常用碳素结构钢材 5 弹簧钢 6 镀锌钢板及钢带 7 常用不锈钢 8 铝合金板材 9 压铸铝合金 10 铜合金 常用金属材料参考手册 1 范围 本手册列举了常用钢材、不锈钢材、铝合金、铜合金的标记、性能参数及一般用途。为设计工程师、品检工程师提供依据。 2 规范性引用文件 2.1 GB/T 699《优质碳素结构钢》 2.2 GB/T 700《碳素结构钢》 2.3 GB/T 2518《连续热镀锌钢板及钢带》 2.4 ASTM A666《退火或冷加工奥氏体不锈钢薄板、钢带、厚板和扁钢》2.5 GB/T 16475《变形铝及铝合金状态代号》 2.6 GB/T 1222 《弹簧钢》 3 术语 3.1 抗拉强度（tensile strength）：是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。对于塑性材料，它表征材料最大均匀塑性变形的抗力，拉伸试样在承受最大拉应力之前，变形是均匀一致上的，但超出之后，金属开始出现缩颈现象，即产生集中变形；对于没有(或很小)均匀塑性变形的脆性材料，它反映了材料的断裂抗力。符号为RM，单位为MPA。 3.2 伸长率（elongation）：指金属材料受外力（拉力）作用断裂时，试棒伸长的长度与原来长度的百分比，伸长率按试棒长度的不同分为：短试棒求得的伸长率，代号为δ5，试棒的标距等于5倍直径长试棒求得的伸长率，代号为δ10，试棒的标距等于10倍直径，其中标距为用来测定试样应变或长度变化的试样部分原始长度。 4 常用碳素结构钢材 4.1 标记： 我司常用碳素结构钢建议采用国家标准牌号，具体参考：GB/T699及GB/T700，也可根据日本牌号（宝钢）如下： 厚度 牌号，如Q235、08AL、SPHC、SPHD、SPCC等 名称 4.2 碳素结构钢热轧薄钢板，参考GB/T700 材料物理性能 第一章、材料的热学性能 一、基本概念 1.热容：物体温度升高1K 所需要增加的能量。（热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量）T Q c ??= 2.比热容：质量为1kg 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。[ 与 物质的本性有关，用c 表示，单位J/(kg ·K)]T Q m c ??=1 3.摩尔热容：1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。用Cm 表示。 4.定容热容：加热过程中，体积不变，则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加，不必再以做功的形式传输，该条件下的热容： 5.定压热容：假定在加热过程中保持压力不变，而体积则自由向外膨胀，这时升高1K 时供 给 物体的能量，除满足内能的增加，还必须补充对外做功的损耗。 6.热膨胀：物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 7.线膨胀系数αl ：温度升高1K 时，物体的相对伸长。t l l l ?=?α0 8.体膨胀系数αv ：温度升高1K 时，物体体积相对增长值。t V V t t V ??= 1α 9.热导率（导热系数）λ：在 单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量。（标志 材 料热传导能力，适用于稳态各点温度不随时间变化。)q=-λ△T/△X 。 10.热扩散率（导温系数）α：单位面积上，温度随时间的变化率。α=λ/ρc 。α表示温度变化的速率（材料内部温度趋于一致的能力。α越大的材料各处的温度差越小。适用于非稳态不稳定的热传导过程。本质仍是材料传热能力。）。 二、基本理论 1.德拜理论及热容和温度变化关系。 答：⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。 ⑵模型假设：①固体中的原子振动频率不同；处于不同频率的振子数有确定的分布函数； ②固体可看做连续介质，能传播弹性振动波； ③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类； ④假定弹性波的振动能级量子化，振动能量只能是最小能量单位hν的整数倍。 ⑶结论：①当T》θD时，Cv,m=3R；在高温区，德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。 ②当T《θD时，Cv,m∝3T。 ③当T→0时，Cv,m→0，与实验大体相符。 ⑷不足：①由于德拜把晶体看成连续介质，对于原子振动频率较高的部分不适用； ②晶体不是连续介质，德拜理论在低温下也不符； ③金属类的晶体，没有考虑自由电子的贡献。 2.热容的物理本质。 答：温度一定时，原子虽然振动，但它的平衡位置不变，物体体积就没变化。物体温度升高了，原子的振动激烈了，但如果每个原子的平均距离保持不变，物体也就不会因为温度升高而发生膨胀。 【⑴反映晶体受热后激发出的晶格波和温度的关系； ⑵对于N个原子构成的晶体，在热振动时形成3N个振子，各个振子的频率不同，激发出的声子能力也不同； ⑶温度升高，晶格的振幅增大，该频率的声子数目也增大； ⑷温度升高，在宏观上表现为吸热或放热，实质上是各个频率声子数发生变化。材料物理的解释】 3.热膨胀的物理本质。 答：由于原子之间存在着相互作用力，吸引力与斥力。力大小和原子之间的距离有关（是非线性关系，引力、斥力的变化是非对称的），两原子相互作用是不对称变化，当温度上升，势能增高，由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移。即原子间距增大。 ⑴T↑原子间的平均距离↑r＞r0吸引合力变化较慢 ⑵T↑晶体中热缺陷密度↑r＜r0排斥合力变化较快 【材料质点间的平均距离随温度的升高而增大（微观），宏观表现为体积、线长的增大】 4.固体材料的导热机制。 答：⑴固体的导热包括：电子导热、声子导热和光子导热。 ①纯金属：电子导热是主要机制； ②合金：声子导热的作用增强； ③半金属或半导体：声子导热、电子导热； ④绝缘体：几乎只有声子导热一种形式，只有在极高温度下才可能有光子导热存在。 ⑵气体：分子间碰撞，可忽略彼此之间的相互作用力。 固体：质点间有很强的相互作用。 5.焓和热容与加热温度的关系。P11。图1.8 ⑴①有潜热，热容趋于无穷大；⑵①无潜热，热容有突变 1-1一圆杆的直径为2.5 mm 、长度为25cm 并受到4500N 的轴向拉力，若直径拉细至2.4mm ，且拉伸变形后圆杆的体积不变,求在此拉力下的真应力、真应变、名义应力和名义应变，并比较讨论这些计算结果。 解： 由计算结果可知：真应力大于名义应力，真应变小于名义应变。 1-5一陶瓷含体积百分比为95%的Al 2O 3 (E = 380 GPa)和5%的玻璃相(E = 84 GPa)，试计算其上限和下限弹性模量。若该陶瓷含有5 %的气孔，再估算其上限和下限弹性模量。 解：令E 1=380GPa,E 2=84GPa,V 1=0.95,V 2=0.05。则有 当该陶瓷含有5%的气孔时，将P=0.05代入经验计算公式E=E 0(1-1.9P+0.9P 2)可得，其上、下限弹性模量分别变为331.3 GPa 和293.1 GPa 。 1-6试分别画出应力松弛和应变蠕变与时间的关系示意图，并算出t = 0,t = ∞ 和t = τ时的纵坐标表达式。 解：Maxwell 模型可以较好地模拟应力松弛过程： V oigt 模型可以较好地模拟应变蠕变过程： ) (2.36505.08495.03802211GPa V E V E E H =?+?=+=上限弹性模量 ) (1.323)84 05.038095.0()(112211GPa E V E V E L =+=+=--下限弹性模量 ). 1()()(0)0() 1)(()1()(1 //0 ----= = ∞=-∞=-=e E E e e E t t t στεσεεεσετ τ ；；则有：其蠕变曲线方程为：. /)0()(;0)();0()0((0)e (t)-t/e στσσσσσστ ==∞==则有：：其应力松弛曲线方程为1.0 1.0 0816.04.25 .2ln ln ln 2 2 001====A A l l T ε真应变)(91710 909.44500 60MPa A F =?==-σ名义应力0851 .0100 =-=?=A A l l ε名义应变)(99510 524.445006MPa A F T =?==-σ真应力 金属材料力学性能试验相关术语 编制： 审核： 批准： 生效日期： 受控(1) 受控标识处： 分发号： 发布日期：2016年9月27日实施日期：2016年9月27日 制/修订记录 1.0 目的和范围 本文件定义了金属材料力学性能试验中使用的术语，并为本文件和一般使用时形成共同的称谓。 2.0 规范性应用文件 下列文件对于本文件的作用是必不可少的。凡是注日期的应用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的应用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 2.1 GB/T 228.1 金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法 2.2 GB/T 10623 金属材料 力学性能试验术语 3.0 一般术语 3.1 与试样有关的术语 3.1.1 试件/试样test piece/specimen 通常按照一定形状和尺寸加工制备的用于试验的材料或部分材料。 3.1.2标距gauge length 用于测量试样尺寸变化部分的长度。 3.1.3原始标距original gauge length 在施加试验力之前的标距长度。 3.1.4 断后标距final gauge length after fracture 试样断裂后的标距长度。 3.1.5参考长度reference length 用以计算伸长的基础长度。 3.1.6平行长度parallel length 试样两头部或加持部分（不带头试样）之间平行部分的长度。 3.1.7伸长elongation 在试验期间任一时刻的原始标距Lo 或参考长度Lr 的增量。 3.1.8伸长率percentage elongation 原始标距Lo （或参考长度Lr ）的伸长与原始标距（或参考长度Lr ）之比百分率。 3.1.9 断后伸长率 percentage elongation after fracture A 断后标距的残余伸长（Lu-Lo ）与原始标距之比的百分率。 注：对于比例试样，若原始标距不为（So 为平行长度的原始横截面积），符号A 应附以下脚注说明所使用的比例系数，例如A 11.3表示原始标距为 对于非比例试样，符号A 应附以下脚注说明所使用的原始标距，以毫米（mm ）表示。例如，A 80mm 表示原始标距为80mm 的断后伸长率。 3.1.10断面收缩率percentage reduction of area 断裂后试样横截面积的最大缩减量（S 0-S u ）与原始横截面积（S 0）之比的百分率。 0U 00 S -S = 100%Z X S 一.总则 为加强采购物资（原材料、外购外协件、生产辅料）的质量管理，确保采购物资质量特性满足生产需求，特制定本分类细则。 二.分类要求明细 （一）A类物资：构成最终产品的一部分，对产品功能、使用及安全性能有直接或重大影响的采购或外协物资。主要A类物资分类明细如下： 等等。 三、报检要求 （一）A、B类物资到货后物资供应部门或生产制造部门应及时向质量检验部门报检；必要时须提供图样，以便检查。 （二）A类物资报检需要提供《检验通知单》、合格证或质量证明书（包括检验报告）、MA 证（属MA管理的）、生产许可证（属生产许可证管理的）、防爆证（属防爆产品的）等有效证件。 （三）B类物资报检需提供《检验通知单》、合格证或质量说明书（包括检验报告）、MA 证（属MA管理的）、生产许可证（属于生产许可证管理的）等有效证件。 四. 检验要求 （一）A、B类采购物资检验时，质检员首先查看报检资料是否齐全，随机资料和附件是否齐全。 （二）A、B类物资其他检验项目按相关标准、技术协议、图样及检验规程执行。 （三）C类物资一律由物资供应部库管员对其质量证明材料、外观、包装、数量等项目进行检查，其结果作为最终验收依据，合格后登记入库。 所有采购物资经检验合格后方可入库、投入使用。 锻件外观质量检验规范 （一）目的。规范企业内部对锻件外观检验的要求，指导员工更好的做好锻件外观质量工作 （二）使用范围。适用本企业内部及外购外协锻件的外观质量检验 二 （一）锻件尺寸公差必须符合图样、工艺要求，不允许有加工余量超差、过烧、脱碳、白点、锻伤、折叠、夹层、结疤、夹渣、内外裂纹等锻造缺陷。 （二）锻件表面不允许有飞边、毛刺、弯曲、变形等影响使用的外观缺陷。锻件表面应清楚氧化皮，对残留飞边尖角进行打磨修钝。 （三）对有加工符号的部位，必须按工艺留有一定的加工余量。需要机加工的锻件表面，确认缺陷深度能保证留有机械加工余量的50％以上时，允许不清楚。 （四）不进行机加工的锻件表面，缺陷整修后最大深度不得超过该尺寸下偏差，整修处必须平滑。 （五）锻件的表面缺陷深度超过机加工余量时，重要的零件若需补焊，必须取得技术部门同意，并给出补焊工艺，方可进行补焊。 （六）锻件应没有白点，当在一个锻件上发现白点时，则与该锻件同一炉钢并同一炉热处理的整批锻件应逐个进行白点检查。 史上最全！各种钢材型号及理论重量大全 角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚 圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同） 扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽 管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外径-壁厚） 板材：每米重量=7.85*厚度*宽度 黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚） 紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚) 铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度 有色金属比重：紫铜板8.9黄铜板8.5锌板7.2铅板11.37 有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度 各种规格的螺纹钢的重量如何计算,是否有个标准?是多少? 0.617是圆10钢筋每米重量。钢筋重量与直径（半径）的平方成正比。 G/m=0.617*D*D/100 每米的重量(Kg)＝钢筋的直径(mm)×钢筋的直径(mm)×0.00617 其实记住建设工程常用的钢筋重量也很简单:Φ6＝0.222kg,Φ6.5＝0.26kg,Φ8＝0.395kg,Φ10＝0.617kg,Φ12＝0.888kg,Φ14＝1.21kg,Φ16＝1.58kg,Φ18＝2.0kg,Φ24＝2.47kg,Φ22＝2.98kg,Φ25＝3.85kg,Φ28＝ 4.837kg..... Φ12(含12)以下和Φ28(含28)的钢筋一般小数点后取三位数，Φ14至Φ25钢筋一般小数点后取二位数: Φ6=0.222kg Φ8=0.395kg Φ10=0.617kg Φ12=0.888kg Φ14=1.21kg Φ16=1.58kg Φ18=2kg Φ20=2.47kg Φ22=3kg Φ25=3.86kg Φ28=4.83kg Φ32=6.31kg Φ36=7.99kg Φ40=9.87kg 钢材理论重量计算简式 扁钢、钢板、钢带 W＝0.00785×宽×厚 ※ 材料的导电性能 1、 霍尔效应 电子电导的特征是具有霍尔效应。 置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势差，这种现象称霍尔效应。 形成的电场E H ，称为霍尔场。表征霍尔场的物理参数称为霍尔系数，定义为： 霍尔系数R H 有如下表达式：e n R i H 1 ± = 表示霍尔效应的强弱。霍尔系数只与金属中自由电子密度有关 2、 金属的导电机制 只有在费密面附近能级的电子才能对导电做出贡献。 利用能带理论严格导出电导率表达式： 式中： nef 表示单位体积内实际参加传导过程的电子数； m *为电子的有效质量，它是考虑晶体点阵对电场作用的结果。 此式不仅适用于金属，也适用于非金属。能完整地反映晶体导电的物理本质。 量子力学可以证明，当电子波在绝对零度下通过一个完整的晶体点阵时，它将不受散射而无阻碍的传播，这时 电阻为零。只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才受到散射(不相干散射)，这就会产生电阻——金属产生电阻的根本原因。由于温度引起的离子运动(热振动)振幅的变化(通常用振幅的均方值表示)，以及晶体中异类原子、位错、点缺陷等都会使理想晶体点阵的周期性遭到破坏。这样，电子波在这些地方发生散射而产生电阻，降低导电性。 3、 马西森定律 （P94题11） 试说明用电阻法研究金属的晶体缺陷（冷加工或高温淬火）时威慑年电阻测量要在低温下进行。 马西森（Matthissen ）和沃格特（V ogt ）早期根据对金属固溶体中的溶质原子的浓度较小，以致于可以略去它们 之间的相互影响，把金属的电阻看成由金属的基本电阻ρL(T)和残余电阻ρ?组成，这就是马西森定律（ Matthissen Rule ），用下式表示： ρ?是与杂质的浓度、电缺陷和位错有关的电阻率。 ρL(T)是与温度有关的电阻率。 4、 电阻率与温度的关系 金属的温度愈高，电阻也愈大。 若以ρ0和ρt 表示金属在0 ℃和T ℃温度下的电阻率，则电阻与温度关系为: 在t 温度下金属的电阻温度系数： 5、 电阻率与压力的关系 在流体静压压缩时，大多数金属的电阻率降低。 在流体静压下金属的电阻率可用下式计算 式中：ρ0表示在真空条件下的电阻率；p 表示压力；φ是压力系数(负值10-5~10-6 )。 正常金属（铁、钴、镍、钯、铂等），压力增大，金属电阻率下降；反常金属（碱土金属和稀土金属的大部分） 6、 缺陷对电阻率的影响：不同类型的缺陷对电阻率的影响程度不同，空位和间隙原子对剩余电阻率的影响和金属 杂质原子的影响相似。点缺陷所引起的剩余电阻率变化远比线缺陷的影响大。 第一部分五大常用金属材料的牌号和理化检验内容 一、碳素结构钢 1.碳素结构钢的含碳量约0.05% —0.70%，个别可高达0.90%。(低碳钢指碳含量小于0.25%的非合金钢。中碳钢指碳含量在0.25%~0.6%范围内的非合金钢。高碳钢指碳含量大于0.6%的非合金钢)可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。前者含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在0.30%以下，含锰量不超过0.80%，强度较低，但塑性、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。多制成条钢、异型钢材、钢板等。用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量（小于0.80%）和较高含锰量（0.80%～1.20%）两组。含碳量在0.25%以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.25%～0.60%，典型钢号有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60%，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。 2.牌号和含义 碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号: Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。牌号体现材料的力学性能，“Q”为屈服强度，例如“Q195”表示该结构钢的屈服点位195Mpa。牌号后面标注字母A、B、C、D，表示钢材的质量等级，硫和磷的含量依次降低，钢材的质量也依次提高。ABCD表示冲击温度的不同，A是不做冲击，B是常温20度冲击，C是0度冲击，D是-20度冲击。牌号后面标注字母"F"则为沸腾钢，标注"b"为半镇静钢，不标注"F"或"b"者为镇静钢。 例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa的A级沸腾钢。 二、低碳合金钢 1低碳合金钢是含碳量低于0.25%的碳素钢，并且添加冶炼时特意加入一种或多种合金元素以改善其性能。合金总含量小于等于5%的称为低合金钢、合金总含量为5~10%的称为中合金钢，合金总含量大于10%的称为高合金钢。 2.牌号和含义 牌号采用2位阿拉伯数字（以万分之几表示平均含碳量）和化学元素符号表示。 合金元素表示方法是平均含量小于 1.50%时，牌号中仅标明元素；平均合金含量为1.505~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%…时，在合金元素符号后相应写成2、3、4…。例如平均含碳量0.25%，硅锰平均含量1.75%、0.75%的合金钢表示为25Si2Mn。 三、铸铁 1.含碳量在2%以上的铁碳合金。工业用铸铁一般含碳量为 2.5%～ 3.5%。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1%～3%的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。球铁和蠕铁热疲劳高。 2.牌号和含义 ①铸铁的代号是由表示铸铁特征的汉语拼音第一个大写整体字母组成；当两种铸铁代号字母 金属材料检测检验检测标准 金属材料检测范围涉及对黑色金属、有色金属、合金、铸件、机械设备及零部件等的机械性能测试、化学成分分析、金相分析、精密尺寸测量、无损探伤、耐腐蚀试验和环境模拟测试等。青岛科标检测中心出具权威资质认证国家认可的检测报告。 检测项目： 常规元素分析 品质（成份分析）、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、碳(C)、硫(S)、镍(Ni)、铬(Cr)、铜(Cu)、镁(Mg)、钙(Ca)、铁(Fe)、钛(Ti)、锌(Zn)、铅(Pb)、锑(Sb)、镉(Cd)、铋(Bi)、砷(As)、钠(Na)、钾(K)、铝(Al)、牌号测定等 贵金属元素分析 银(Ag)、金(Au)、钯(Pd)、铂(Pt)、铑(Rh)、钌(Ru)、铱(Ir)、锇(Os) 物理性能：磁性能、电性能、热性能、抗氧化性能、耐磨、盐雾、腐蚀、密度、热膨胀系数、弹性模量、硬度； 化学性能：大气腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、点蚀、腐蚀疲劳、人造气氛腐蚀； 力学性能：拉伸、弯曲、屈服、疲劳、扭转、应力、应力松弛、冲击、磨损、硬度、耐液压、拉伸蠕变、扩口、压扁、压缩、剪切强度等； 工艺性能：细丝拉伸、断口检验、反复弯曲、双向扭转、液压试验、扩口、弯曲、卷边、压扁、环扩张、环拉伸、显微组织、金相分析； 检测产品： 钢铁材料：结构钢、铜、铝、铁、不锈钢、耐热钢、高温合金、精密合金等 金属及其合金：轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等； 特种金属材料：功能合金、金属基复合材料等； 金属材料制品：生铁、铝管、铁板、铁管、钢锭、钢坯、型材、线材、金属制品、有色金属及其制品等。 检测标准： 978-7-5066-5282-7 无机非金属材料检测标准手册胶凝材料卷 CB 1369-2002 舰船用金属材料进货检验及验收规则 CB 1370-2002 舰船用非金属材料进货检验及验收规则 CB/Z 264-1998 金属材料低周疲劳表面裂纹扩展速率试验方法 材料成型技术基础模拟试题 参考答案一、填空题： 1、合金的液态收缩和凝固收缩是形成铸件缩孔和缩松的基本原因。 2、铸造车间中，常用的炼钢设备有电弧炉和感应炉。 3、按铸造应力产生的原因不同可分为热应力和机械应力。 4、铸件顺序凝固的目的是防止缩孔。 5、控制铸件凝固的原则有二个，即同时凝固和顺序凝固原则。 6、冲孔工艺中，周边为产品，冲下部分为废料。 7、板料冲裁包括冲孔和落料两种 分离工序。 8、纤维组织的出现会使材料的机械性能发 生各向异性，因此在设计制造零件 时， 应使零件所受剪应力与纤维方向垂 直，所受拉应力与纤维方向平行。 9、金属的锻造性常用塑性和变形抗力来综合衡量。 10、绘制自由锻件图的目的之一是计算坯料的质量和尺寸。 二、判断题： 1、铸型中含水分越多，越有利于改善合金的流动性。F 2、铸件在冷凝过程中产生体积和尺寸减小的现象称收缩。T 3、同一铸件中，上下部分化学成份不均的现象称为比重偏折。T 4、铸造生产中，模样形状就是零件的形状。F 5、模锻时，为了便于从模膛内取出锻件，锻件在垂直于分模面的表面应留有一定的斜度，这称为锻模斜度。T 6、板料拉深时，拉深系数m总是大于1。F 7、拔长工序中，锻造比y总是大于1。T 8、金属在室温或室温以下的塑性变形称为冷塑性变形。F 9、二氧化碳保护焊由于有CO2的作用，故适合焊有色金属和高合金钢。F 10、中碳钢的可焊性比低强度低合金钢的好。F 三、多选题： 1、合金充型能力的好坏常与下列因素有关 A, B, D, E A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 型砂的退让性 D. 砂型的透气性 E. 铸型温度 ２、制坯模膛有A, B, D, E A. 拔长模膛 B. 滚压模膛 C. 预锻模膛 D. 成形模膛 E. 弯曲 模膛 F. 终锻模膛 ３、尺寸为φ500×2×1000的铸铁管，其生产方法是A, C A. 离心铸造 B. 卷后焊接 C. 砂型铸造 D. 锻造 四、单选题： 1、将模型沿最大截面处分开，造出的铸型 型腔一部分位于上箱，一部分位于下箱 的造型方法称 A. 挖砂造型 B. 整模造型 C. 分模造型 D. 刮板造型 2、灰口铸铁体积收缩率小的最主要原因是 由于 A. 析出石墨弥补体收缩 B. 其凝固 温度低 C. 砂型阻碍铸件收缩 D. 凝固温度区间小 ３、合金流动性与下列哪个因素无关 A. 合金的成份 B. 合金的结晶特征 C. 过热温度 D. 砂型的透气性或预 热温度材料物理性能课后习题答案
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