耐热金属材料机械性能影响因素
N,V,B,Ti对钢铁性能的影响
N,V,B,Ti对钢铁性能的影响N元素1、铁素体溶解氮的能力很低。
当钢中溶有过饱和的氮，在放置较长一段时间后或随后在200～300℃加热就会发生氮以氮化物形式的析出，并使钢的硬度、强度提高，塑性下降，发生时效。
钢液中加入Al、Ti或V进行固氮处理，使氮固定在AlN、TiN或VN中，可消除时效倾向。
2、氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
3、氮的有益作用：1）N亦是强烈的A体形成元素，在这点上它与Ni相似，比Ni作用强27倍，特别在不锈钢中得到广泛注意。
它有可能是代替Ni的重要元素之一，特别与Ni其同作用，稳定A体效果更好，尤利代Ni。
2）N还可在复杂的A体钢中借氮化物的析出而产生弥散硬化。
因此，可在无显著成绩脆性的情况下提高它的热强性。
3）N能提高高铬钢，特别是含V的的高铬工具钢的热硬性。
N能使这些钢的二次硬度的回火温度的间段增大，并使此间段向更高温方面移动，所以可得到较好的综合性能，在高铬钢中N还能改善其热加工性能。
4）N在铁素体中可促使A体形成，由于γ相的出现，可减小晶粒粗化倾向，所以可改善钢的韧性和焊接性能。
5）N对磁钢的影响较大：如当N溶解在钢中的固溶体状态存在时会使矫顽力稍增而磁导率降低，当形成AlN、FeN等非金属夹杂影响就加剧。
N还是引起硅钢片磁时效的主要因素之一。
一般说一定数量的夹杂对得到取向组织是有益的。
所以它可阻碍位向不适合的晶粒生长。
从而使取向合适的晶粒加速成长。
N对取向冷轧变压的质量也有很大影响，过多或过少的含N量都不易使N量使冷轧硅钢片获得大晶粒和高磁性。
适宜的含量是N =0.01～0.1%或更低至0.001%，但要获得更好磁性，最好能在热处理后将冷轧硅钢片中残留N除去。
6）钢的表面渗N，可使它得到高的表面硬度（RC70）500～600℃中进行和耐磨性，高的疲劳极限和抗蚀性（600～700℃中进行）。
7）铬锰钢中加入0.35～0.45%以上的N即可得单一的A体组织。
金属材料的硬度与韧性的研究
金属材料的硬度与韧性的研究金属材料是人类在历史长河中所使用最久最为广泛的一类材料，它们在现代生产中扮演着重要角色。
金属材料之所以受到重视，除了其良好的电、热、磁等性能，还因它们拥有相对较高的硬度和韧性。
硬度和韧性是金属材料力学性能中最重要的两个参数，它们决定了金属材料在不同环境中的物理特性和机械性能。
硬度是指材料抵抗外部压力或切割的能力，他是定义为对刚体缺口的压力，硬度测试指标是材料芯体的压力。
而韧性是指材料在受到外部冲击或拉力时的变形能力或吸能能力。
在生产生活中，经常有需要通过改变材料的硬度和韧性来达到不同的需求。
金属材料的硬度和韧性是由多种因素共同影响的结果。
首先是材料的原子结构，晶格的稳定性和凝聚力是影响硬度和韧性的重要因素。
晶格不定期的集合会造成材料的机械性质的不均，影响表面的强度和耐磨性等。
并且晶格也会影响分子间的距离，进而影响材料的刚性和韧性。
第二是材料的几何形态，例如材料的形状、尺寸和完整性，都是影响硬度和韧性的因素。
由于物理限制和形状的影响，同样的金属材料在不同形态之间的强度表现不同。
第三是外部处理方式，例如冷作，退火或热处理等都会对金属材料硬度和韧性产生影响。
通过外部处理，可改变材料晶界的强度和分子链的结构，来影响材料的硬度和韧性。
第四是外部温度和湿度等环境因素，它们会影响材料的耐腐蚀性和氧化性，使金属材料的机械性能出现降低。
总之，金属材料的硬度和韧性是由材料本身的原子结构，几何形态和外部环境因素所共同决定的。
如何组合这三个因素来得到最佳性能将是产业界的一项重要研究领域。
在产品设计方面，材料的硬度和韧性需要和设计应用相关联，例如对于飞机发动机部件，需要选择高韧性耐高温材料，而对于切割工具或坦克装甲，需要选择高硬度的材料。
因此，对于金属材料的不同目的需求，需要进行不同的加工处理，从而产生不同的力学性能。
虽然硬度和韧性是互为对立关系的物理量，但是在实际应用中并非无法兼顾。
通过多种不同的工艺和处理方式，经过组合和改进，人们可以获得更加适合不同领域的材料。
(完整版)常用金属材料中各种化学成分对性能的影响
常用金属材料中各种化学成分对性能的影响1．生铁：生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。
这些元素对生铁的性能均有一定的影响。
碳（C）：在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），主要存在于铸造生铁中，另一种是化合碳（碳化铁），主要存在于炼钢生铁中，碳化铁硬而脆，塑性低，含量适当可提高生铁的强度和硬度，含量过多，则使生铁难于削切加工，这就是炼钢生铁切削性能差的原因。
石墨很软，强度低，它的存在能增加生铁的铸造性能。
硅（Si）：能促使生铁中所含的碳分离为石墨状，能去氧，还能减少铸件的气眼，能提高熔化生铁的流动性，降低铸件的收缩量，但含硅过多，也会使生铁变硬变脆。
锰（Mn）：能溶于铁素体和渗碳体。
在高炉炼制生铁时，含锰量适当，可提高生铁的铸造性能和削切性能，在高炉里锰还可以和有害杂质硫形成硫化锰，进入炉渣。
磷（P）：属于有害元素，但磷可使铁水的流动性增加，这是因为硫减低了生铁熔点，所以在有的制品内往往含磷量较高。
然而磷的存在又使铁增加硬脆性，优良的生铁含磷量应少，有时为了要增加流动性，含磷量可达1.2%。
硫（S）：在生铁中是有害元素，它促使铁与碳的结合，使铁硬脆，并与铁化合成低熔点的硫化铁，使生铁产生热脆性和减低铁液的流动性，顾含硫高的生铁不适于铸造细件。
铸造生铁中硫的含量规定最多不得超过0.06%（车轮生铁除外）。
2．钢：2．1元素在钢中的作用2．1．1 常存杂质元素对钢材性能的影响钢除含碳以外，还含有少量锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧（O）、氮（N）和氢（H）等元素。
这些元素并非为改善钢材质量有意加入的，而是由矿石及冶炼过程中带入的，故称为杂质元素。
这些杂质对钢性能是有一定影响，为了保证钢材的质量，在国家标准中对各类钢的化学成分都作了严格的规定。
1）硫硫来源于炼钢的矿石与燃料焦炭。
它是钢中的一种有害元素。
硫以硫化铁(FeS)的形态存在于钢中，FeS和 Fe 形成低熔点(985℃)化合物。
金属材料的性能
金属材料的性能首先，金属材料的性能指其在特定条件下的物理、化学、力学、热学等方面的表现。
常见的金属材料有钢、铝、铜、镁、锌等。
下面就这些金属材料的性能作一简要介绍。
1. 钢钢是一种铁碳合金，具有高强度、耐热、耐腐蚀、机械加工性好等优点。
其主要特点是硬度高、弹性模量大、面心立方结构等。
但是，钢的铁含量高，易生锈，而且它的塑性和韧性较差，容易产生脆性断裂。
此外，由于不同钢材的化学成分、热处理状态和制造工艺不同，其性能会有所差异。
2. 铝铝是一种轻质、耐腐蚀的金属，密度低、导热性能好、可加工性强等。
铝的主要特点是具有高强度、低密度、良好的导热性和电导率等。
此外，铝的表面可以通过氧化、着色等特殊处理而获得不同的颜色和变化，达到美化和抗氧化的作用。
但是，铝的强度和刚度相对较差。
3. 铜铜是一种传统金属材料，具有高导电性、高热导性、良好的导磁性、良好的加工性等。
它的主要特点有良好的导电性、导热性和塑性等，具有优异的可加工性和冲压性。
但是，铜的密度较大、强度较低，容易氧化和变形。
4. 镁镁是一种轻金属，密度轻、强度高、刚度高，具有良好的加工性和耐腐蚀性等优点。
其主要特点是密度低，强度高，具有良好的刚性和韧性，能耐受高温，而且具有良好的可塑性和可加工性等。
但是，在常温下易受到腐蚀，所以需要进行特殊的表面处理。
5. 锌锌是一种富含金属，密度小、耐腐蚀、防氧化，满足了先进电子工业、新型材料和化学工业的需要。
其主要特点是耐腐蚀、良好的可加工性和防护性等。
但是，锌易受到热膨胀和浸蚀，环境因素、温度、湿度等因素都会影响锌的性能。
综上所述，除了同属于金属材料之外，不同的金属材料具有不同的物理、力学、化学等性能，在应用过程中必须仔细考虑各自的长处和短处，选用合适的材料。
同时我们也可以以不同的方式替代问题所在的金属材料，因为新的技术发展出了许多在不同环境中耐腐蚀、更加轻便、性能更好的材料。
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》范文
《一种耐热球墨铸铁的热疲劳行为研究》篇一一、引言在工程材料的应用中，耐热铸铁的可靠性和稳定性成为了关键的指标。
热疲劳是金属材料在使用过程中所遭遇的重要问题之一，特别是在高温环境下，其影响尤为显著。
因此，对耐热球墨铸铁的热疲劳行为进行研究，对于提高材料的性能和延长使用寿命具有重要的理论意义和实用价值。
本文以一种耐热球墨铸铁为研究对象，深入探讨其热疲劳行为。
二、实验材料与方法本次实验选用的材料为一种耐热球墨铸铁。
在实验过程中，我们采用了热机械疲劳试验机进行热疲劳测试。
同时，为了更全面地了解其热疲劳行为，我们还进行了显微组织观察、硬度测试和断口形貌分析等实验。
三、耐热球墨铸铁的热疲劳行为1. 显微组织观察通过显微镜观察，我们发现耐热球墨铸铁的显微组织主要由基体、石墨球和其它相组成。
在热疲劳过程中，这些组织的形态和分布都发生了明显的变化。
随着热疲劳次数的增加，基体中的裂纹逐渐增多，石墨球的形状也发生了变化。
2. 硬度变化在热疲劳过程中，耐热球墨铸铁的硬度也发生了明显的变化。
随着热疲劳次数的增加，硬度逐渐降低。
这主要是由于在热循环过程中，材料的组织结构发生了变化，导致硬度的降低。
3. 断口形貌分析通过断口形貌分析，我们发现耐热球墨铸铁在热疲劳过程中主要出现的是沿晶断裂和穿晶断裂两种模式。
这两种断裂模式都随着热疲劳次数的增加而加剧，最终导致材料的失效。
四、影响耐热球墨铸铁热疲劳行为的因素除了材料本身的性质外，影响耐热球墨铸铁热疲劳行为的因素还包括温度、频率和应力等。
在高温环境下，材料的抗热疲劳性能会降低；而在低频和低应力条件下，材料的抗热疲劳性能则会增强。
五、结论本研究通过对耐热球墨铸铁的热疲劳行为进行研究，发现其显微组织、硬度以及断口形貌等都随热疲劳次数的增加而发生变化。
同时，我们还发现温度、频率和应力等因素对耐热球墨铸铁的热疲劳行为具有显著影响。
这些研究结果为进一步提高耐热球墨铸铁的抗热疲劳性能提供了重要的理论依据。
金属材料强度和韧性的优化研究
金属材料强度和韧性的优化研究1.引言金属材料是工程结构、机械制造等行业中常用的材料，具有优异的物理力学性能，如强度和韧性等。
然而，不同的金属材料在不同应力条件下会表现出不同的性能，因此，对金属材料的优化研究是工程应用中关键的问题之一。
2.金属材料的强度金属材料的强度是指其在受到外力作用时能够承受的最大应力值。
提高金属材料的强度，可以大幅提升其抗拉、抗压、抗剪等方面的性能。
通常采用以下三种方法来提高金属材料的强度：（1）控制晶粒尺寸对于金属材料而言，晶粒尺寸越小，其所承受的负载压力越容易得到均匀地分布，并且容易滑动而不被破坏。
因此，通过控制晶粒尺寸可以提高金属材料的强度。
（2）合适地添加合金元素添加合金元素可以改变金属材料的晶体结构和氧化膜厚度，从而增强其抗氧化、耐腐蚀等性能，同时优化晶粒形态和分布，提高其强度。
例如，通过向铝材中添加硅元素可获得更高的强度和更优异的耐热性能。
（3）加工处理加工处理包括热压缩、冷却、淬火等方法。
通过这些方法可以使晶粒变细，消除金属材料中的空隙、缺陷等缺点，并提高材料的纯度，从而提高其强度。
3.金属材料的韧性金属材料的韧性是指其在受到应力时，在破裂之前所承受的能量，也就是材料具有的吸收外界能量抵御内部断裂的能力。
提高金属材料的韧性，可以使其在工程应用中更为稳定耐用。
以下三种方法可以提高金属材料的韧性：（1）增加变形量增加金属材料的变形量是提高其韧性的重要方法之一。
这是因为变形量增加会使各向同性材料处于一种更平衡的应力状态，并且也增加了各向异性材料的输运能力，从而进一步增强其抗蠕变等能力。
（2）控制晶体结构金属材料的晶体结构对韧性的影响也非常大。
通过控制晶体结构可以优化晶体形态和分布，降低其内部缺陷数量，从而提高其抗断裂和抗裂纹扩展能力。
（3）加工处理通过热处理、冷却等方法进行加工处理，可以使金属材料内部产生多晶、双相结构，从而提高其韧性。
例如，对不锈钢进行退火、不紫外线处理，可使其晶粒细化，提高其韧性。
材料及其热处理方式和性能影响
淬火+回火
获得一定的强度和韧性
表面热处理和化学热处理
一、表面淬火
表面淬火是仅对工件表层进行淬火的工艺。
目的：为了获得高硬度的表面层和有利的残余应力分布，提高工件的硬度和耐磨性。
表面淬火加热的方法很多，如感应加热、火焰加热、电接触加热、激光加热等。
二、化学热处理
化学热处理是将金属和合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分、组织和性能的热处理工艺。
B.屈服极限 : 材料产生屈服现象时的应力称为屈服极限或屈服強度,符号σS。
C.抗拉強度: 材料在拉断前所能承受的最大应力为抗拉強度 或強度极限，符号σb。
2.
金属材料在断裂前发生塑性变形的能力称为塑性。延伸率 (δ)和断面收缩率(ψ)是衡量金属材料塑性的指标。
3.
金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力，称为冲击韧性。
根据渗碳时介质的物理状态不同，渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳，其中气体渗碳应用最广泛。
【气体渗碳工艺】
采用液体或气体碳氢化合物作为渗碳剂，如：煤油、甲苯或含碳的气体。
渗碳温度T=900~950℃。
保温时间—取决于要求的渗碳层深度，从几小时到十几小时不等。
零件表面含碳量Wc=0.8~1.1%
渗层深度：0.5~2mm
4.
回火是把淬火后的金属制件重新加热到某一温度，保温一段时间，然后置于空气或油中冷却的热处理工艺。
回火的目的：为了消除淬火时因冷却过快而产生的内应力，降低金属材料的淬性，使它具有一定的韧性。
根据加热温度的不同，回火可分为低温回火、中温回火和高温回火。
（1）低温回火：回火温度为150～250℃。低温回火能消除一定的内应力，适当地降低钢的脆性，提高韧性，同时工件仍保持高硬度、高耐磨性，应用于各种量具和刃具。
耐热金属材料机械性能影响原因
２蠕变极 限的影响原 因 ２ ． １蠕 变极限影 响原理 就 耐高温金属 原料来讲 ， 它的机 械配件 需要在高 温度条件 下工作 ， 提高金 属材料 的强度或者 硬度 ， 同时 由于提 高 了金属 材料 的淬性 ， 从 而
成分。例如， 在耐热金属材料中加入钼， 可以有效地使金属中的晶粒得 到细化 ， 从 而提高金 属材料 的淬透 陛和热强性 能 ， 使耐热金 属材 料在 高 温下仍能保持 足够的强度 以及抗蠕变 能力。另外 ， 在耐热金属 材料 中加 入钼 ， 不仅 能提高材 料的机械 ｌ 生 能， 还可 以抑制金 属材料 由高温 引起 的 胞 胜。另外 ， 在金属材料 中常加入铝元 素 ， 通过加入少量 的铝 ， 同样 可有 效地使金属 中的晶粒得 到细化 ， 提高耐热金 属材料 的冲击 韧性 。同时因 为铝具有抗腐蚀性 以及抗氧化性 ， 铝在耐热金属材料中的掺人， 可有效 地提 高耐热 金属材 料在 高温下不 起皮 的性 能 以及耐 高温腐 蚀 的能 力 ， 但是铝 的过量加 入又会对 耐热金 属材料 的焊接性 能 、热加工 性能 以及 切削加工性能构成影响。 化学成分可以提升耐高温金属原料的机械能力，但是也有一部分 化学成分 如果加入到原料 中， 会对耐高温 金属原料 的产 生负面作用 。 这 里有几样化 学成分 对耐高温金属原 料的机械能力 作用尤其显 著。 （ １ ） 锰 元素（ Ｍ ｎ ） 。锰在金 属材料 中大多数起 到脱氧剂 的作用 ， 其可
机械设计中的材料选择原则
机械设计中的材料选择原则在机械设计领域，材料选择是保证产品性能和功能的关键因素之一。
不同材料具有不同的物理、化学和力学特性，因此在设计过程中，合理选择材料是确保产品稳定性和可靠性的重要步骤。
一、机械材料的分类机械材料主要分为金属材料和非金属材料两大类。
金属材料包括钢铁、铜、铝、镁等，其具有良好的导热性、导电性和可塑性。
非金属材料则包括塑料、复合材料、陶瓷等，具有较低的密度和化学稳定性。
二、机械材料选择的原则1. 功能需求：首先要考虑的是产品的功能需求。
根据零件在设计中的作用和要求，选择具有相应性能的材料。
例如，在承载部件中，应选择具有较高强度和硬度的材料，而在密封件中则应选择具有良好密封性的材料。
2. 环境因素：考虑使用环境对材料的影响。
机械零件在不同的工作环境中可能面临不同的温度、湿度、腐蚀等因素，因此材料的抗腐蚀性、耐热性和耐候性等特性需要与环境要求相匹配。
3. 成本效益：在材料选择中也需要考虑成本效益。
不同材料的成本差异很大，因此应在满足产品需求的前提下，选择较为经济合理的材料。
4. 生产工艺性能：材料的生产工艺性能也是需要考虑的因素之一。
例如，某些特殊材料可能需要特殊的加工方法或设备，这将对生产成本和周期产生影响。
5. 可靠性和耐久性：在机械设计中，可靠性和耐久性是至关重要的。
因此，在材料选择过程中，应考虑材料的疲劳寿命、抗氧化能力以及强度稳定性等因素。
6. 配合要求：考虑到零件之间的配合要求，材料的摩擦系数、磨损率、粘合性等特性也需要纳入考虑范围。
三、不同应用场景下的材料选择1. 强度要求较高的零件：对于需要承受较大载荷的零件，如传动齿轮、曲轴等，常选用高强度的合金钢或铝合金。
2. 耐磨损零件：对于需要具备耐磨损性能的零件，如轴承和齿轮，常采用表面硬化处理或选择硬度较高的材料，如工具钢、铁素体不锈钢等。
3. 密封件：在设计密封件时，要选择密封性能好的材料，如橡胶、PVC、尼龙等。
4. 高温工况下的材料选择：对于在高温工况下需要使用的零件，如燃气涡轮机叶片等，可选择高温合金或陶瓷材料。
金属材料的耐磨性与疲劳性能分析
金属材料的耐磨性与疲劳性能分析在工业生产中，金属材料的耐磨性和疲劳性能是重要的性能指标。
耐磨性是指金属材料在摩擦和磨损的作用下能够保持良好的表面质量和机械性能的能力。
而疲劳性能则是指金属材料在受到交替载荷作用下，能够保持一定的力学性能和寿命的能力。
本文将对金属材料的耐磨性和疲劳性进行分析。
一、耐磨性能分析金属材料的耐磨性是指在磨损环境下，金属的表面不能过度磨损或产生裂纹、麻点、氧化等缺陷。
金属材料的耐磨性能主要是由金属材料的化学组成、金相组织结构、硬度和表面粗糙度等因素决定的。
1.金属材料的化学组成金属材料的化学组成对其耐磨性具有重要影响。
铁基金属在含氧气氛下容易产生氧化层，从而影响材料的耐磨性。
而合金化能使金属获得更好的耐腐蚀性、耐磨性和强度。
2.金相组织结构金相组织结构主要由晶粒尺寸、晶体形状、相的数量和组成、氧化物、夹杂物和缺陷等因素决定。
通常，细小均匀的晶粒、紧密无缺陷的结晶和良好的晶界结合能够提高金属材料的耐磨性。
3.硬度金属材料硬度高的话，摩擦面之间的接触压力也会增加，这样对于磨损接触面的微观垫层和垫层上形成的氧化物、夹杂物的剪切和破裂所需的引致力也会增加。
所以，金属材料的硬度越高耐磨性能越好。
4.表面粗糙度金属材料的表面粗糙度也对其耐磨性能有影响。
通常，表面粗糙度越小，表面的揉合层和磨损层也会越小，摩擦阻力也会减小，从而提高了金属材料的耐磨性。
二、疲劳性能分析一般情况下，金属材料的机械件在使用过程中都会遭到交替载荷的作用，这些载荷也就是往复拉伸和压缩的力，造成了所谓的“疲劳断裂”。
疲劳性能是指金属材料在长期使用过程中承受交替载荷作用下，能够保持一定的力学性能和寿命的能力。
金属材料的疲劳性能主要取决于材料的组织结构、载荷的频率、幅值和材料的应力水平。
1.金属材料的组织结构金属材料的组织结构对其疲劳性能有很大影响。
疲劳寿命是一种热态性能，组织结构中的组织成分、晶粒大小、晶界等都会对疲劳寿命产生影响。
金属机械性能影响因素-第十一章.高温蠕变及持久试验的影响因素 高杨昌著
高温蠕变及持久试验的影响因素一，研究意义及目的在高温高压下工作的许多机器零件及构件，在承受长时间恒定静载荷作用的同时，还要受到腐蚀介质或表面活性介质的影响(例如压力容器、锅炉零件、化工和炼油设备的零部件、汽轮机和燃气输机等零件)。
特别是对于高温持久加载下长期工作的零构件，对机械性能有着很大的影响，所以研究在高温下蠕变变形及持久强度试验的影响因素具有特别重要的意义，而仅根据短时间的机械性能试验结果，不可能获得持久加载下各项性能的试验数据。
一些材料，由于组织稳定性较差，在持久加载下，特别是在高温持久加载下会出现松弛、脆化和形成裂纹等不良倾向。
人们为了详细了解金属材料在高温下的各种特性及持久、蠕变性能，制定了高温蠕变及持久试验方法。
其特点是：1.用持久静力加载试验方法测定塑性变形抗力，是指测定不同规定的塑性变形量下的蠕变极限，不同加载时间和不同试验温度下的蠕变极限；2.在持久静载荷作用下测定断裂抗力和塑性指标，把试样试验到断裂，测定金属材料在其恒定载荷下直至断裂可经历的时间和测定断裂时的最大塑性指标。
这样的试验称为持久拉断试验或叫持久强度试验，它是对蠕变试验和松弛试验的补充，正如判断强度极限σb和塑性指标δ、ψ值一样。
二，不同试验条件对蠕变试验的影响影响蠕变试验结果的因素是很多的，有内在因素的影响，如金属材料的化学成份、晶粒度大小、宏观缺陷和显微组织、材料的各种不同加工工艺 (铸造方法、冷热机械加工、热处理条件及焊接工艺)等。
而我们要讨论的主要是同试验方法有关的在不同试验条件下对蠕变数据的影响，例如：1.温度波动的影响2.蠕变数据自身分散性的影响3.仪器故障或中途停电对蠕变试数据的影响4.引伸计的误差及偏心度对蠕变数的影响5.加载荷重偏心度对蠕变试验的影响6.测量精度不同对蠕变数据的影响7.试验时间长短不同对蠕变试验的影响8.升温及保温时间不同对蠕变数据的影响9.试样尺寸因素的影响为了具体讨论和研究上述诸问题各种影响因果，我们做了大量的试验研究工作，分别描述如下：1.温度波动对蠕变数据的影响在较长时间的高温试验时，试验温度在一定范国内的瞬间波动是不可避免的，而波动温度的大小及持续时间的长短，除了需要精密的控温仪器外，还需要有试验人员经常检查和调试。
工程材料与机械制造基础课后习题答案
⼯程材料与机械制造基础课后习题答案《⼯程材料及机械制造基础》习题答案齐乐华主编第⼀章材料的种类与性能（P7）１、⾦属材料的使⽤性能包括哪些？⼒学性能、物理性能、化学性能等。
２、什么是⾦属的⼒学性能？它包括那些主要⼒学指标？⾦属材料的⼒学性能：⾦属材料在外⼒作⽤下所表现出来的与弹性和⾮弹性反应相关或涉及⼒与应变关系的性能。
主要包括：弹性、塑性、强度、硬度、冲击韧性等。
３、⼀根直径10mm的钢棒，在拉伸断裂时直径变为8.5mm，此钢的抗拉强度为450Mpa，问此棒能承受的最⼤载荷为多少？断⾯收缩率是多少？F=35325N ψ=27.75%４、简述洛⽒硬度的测试原理。
以压头压⼊⾦属材料的压痕深度来表征材料的硬度。
5、什么是蠕变和应⼒松弛？蠕变：⾦属在长时间恒温、恒应⼒作⽤下，发⽣缓慢塑性变形的现象。
应⼒松弛：承受弹性变形的零件，在⼯作过程中总变形量不变，但随时间的延长，⼯作应⼒逐渐衰减的现象。
6、⾦属腐蚀的⽅式主要有哪⼏种？⾦属防腐的⽅法有哪些？主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防腐⽅法：1）改变⾦属的化学成分；2）通过覆盖法将⾦属同腐蚀介质隔离；3）改善腐蚀环境；4）阴极保护法。
第⼆章材料的组织结构（P26）1、简述⾦属三种典型结构的特点。
体⼼⽴⽅晶格：晶格属于⽴⽅晶系，在晶胞的中⼼和每个顶⾓各有⼀个原⼦。
每个体⼼⽴⽅晶格的原⼦数为：2个。
塑性较好。
⾯⼼⽴⽅晶格：晶格属于⽴⽅晶系，在晶胞的8个顶⾓和6个⾯的中⼼各有⼀个原⼦。
每个⾯⼼⽴⽅晶格的原⼦数为：4个。
塑性优于体⼼⽴⽅晶格的⾦属。
密排六⽅晶格：晶格属于六⽅棱柱体，在六棱柱晶胞的12个项⾓上各有⼀个原⼦，两个端⾯的中⼼各有⼀个原⼦，晶胞内部有三个原⼦。
每个密排六⽅晶胞原⼦数为：6个，较脆2、⾦属的实际晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？存在点缺陷、线缺陷和⾯缺陷。
使⾦属抵抗塑性变形的能⼒提⾼，从⽽使⾦属强度、硬度提⾼，但防腐蚀能⼒下降。
3、合⾦元素在⾦属中存在的形式有哪⼏种？各具备什么特性？存在的形式有固溶体和⾦属化合物两种。
金属材料组织和性能之间的关系
金属材料组织和性能之间的关系金属材料是工程领域中常用的一种材料类型，具有优良的机械性能和工艺性能，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械制造等领域。
金属材料的性能与其组织密切相关，不同的金属组织会对材料的性能产生不同的影响。
本文将从金属材料的组织和性能之间的关系进行探讨，希望能够对读者有所帮助。
一、金属材料的组织类型金属材料的组织可以分为晶粒组织、晶间组织和析出物组织等几种类型。
1. 晶粒组织晶粒是金属材料的最基本结构单元，晶粒组织是由相同晶格方向的晶粒所构成的。
晶粒的大小和形状对金属材料的性能影响很大，通常情况下，晶粒越小材料的强度和韧性就越高。
晶粒的形状也会影响材料的加工性能和抗蠕变性能。
2. 晶间组织晶间组织是晶粒间的结合部分，包括晶粒边界、晶粒内部和晶粒角点。
晶间组织对材料的变形、断裂和晶粒长大过程有很大影响，晶间组织稳定性的差异会导致材料的晶粒长大速率不同，从而影响材料的性能。
3. 析出物组织在金属材料中，随着合金元素的固溶度降低和温度条件变化，固溶体中的溶质元素会析出成颗粒状、纤维状或板状的固溶物。
析出物对金属材料的硬度、强度和耐热性能有很大影响，因此控制析出物的形态和分布对于改善金属材料的性能至关重要。
二、金属材料的性能与组织的关系金属材料的性能与其组织之间存在着密切的关系，各种组织因素对金属材料的性能有着不同的影响。
1. 强度和硬度晶粒的尺寸和形状对材料的强度和硬度有着直接的影响。
一般来说，晶粒越小，材料的强度和硬度就越高。
这是由于小晶粒的位错堆积障碍作用更加有效，使得材料的位移阻力增大，从而提高了材料的强度和硬度。
析出物的形态和分布也对材料的硬度和强度有显著的影响。
良好的析出物组织能够有效地阻碍位错的移动和增殖，从而提高材料的强度和硬度。
2. 塑性金属材料的塑性主要取决于晶间组织的稳定性和变形机制。
晶间组织稳定性差的材料，易发生显著的晶粒长大，从而使材料的屈服点和抗变形能力减弱。
而晶间组织稳定性好的材料，能够有效地抑制晶粒的长大，使其具有较好的变形能力。
分析机械设计中的材料选择及应用
分析机械设计中的材料选择及应用材料选择在机械设计中十分重要，影响着产品的性能、制造成本和使用寿命。
在进行材料选择时，需要综合考虑材料的力学性能、化学性能、物理性能、耐磨性、耐腐蚀性、导电性、导热性等因素。
以下是机械设计中常见的材料选择及应用的分析。
一、金属材料金属是机械设计中使用最广泛的材料之一。
常见的金属包括钢、铝、铜、镁等。
钢是一种强度高、刚性好的金属材料，常用于制造重要的结构部件，如机床主轴、汽车车架等。
铝是一种密度较小、强度较低的材料，广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。
铜是一种导电性好、热传导性好的金属材料，常用于制造导线、散热器等。
镁是一种密度最轻的结构金属材料，强度较低，常用于制造航空航天器件。
二、塑料材料塑料是一种重要的工程材料，具有重量轻、成本低、加工性能好等优点。
常见的塑料材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
聚乙烯具有良好的电绝缘性和耐候性，常用于制造输电线路绝缘层。
聚丙烯具有耐低温、耐腐蚀等特点，广泛应用于化工容器、自动化设备等领域。
聚氯乙烯具有优良的机械强度和耐热性，常用于制造管道、电缆护套等。
聚苯乙烯具有较好的阻燃性和机械强度，常用于制造家电外壳、包装材料等。
三、复合材料复合材料是由两种或两种以上材料通过一定的工艺组成的材料。
常见的复合材料有碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
碳纤维复合材料具有较高的强度和刚度，同时具有重量轻的特点，常用于航空航天器件、汽车等领域。
玻璃纤维复合材料具有较好的耐腐蚀性和导电性，广泛应用于风力发电、船舶制造等。
四、陶瓷材料陶瓷材料具有高温稳定性、硬度高、抗腐蚀性好的特点，常用于制造高温部件、耐磨部件等。
常见的陶瓷材料有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
在机械设计中，材料的选择应根据具体的使用环境和要求来进行，在确保产品性能的前提下，尽量选择经济性好的材料，以降低产品的制造成本。
材料的选择还需要考虑产品的可持续性和环境影响，选择环保的材料，减少对环境的负面影响。
金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施
金属材料热处理变形原因及防止变形的技术措施摘要：热处理能改善工件的综合机械机能，但热处理过程引起工件的变形是不可避免的。
任何因素的变化都或多或少地影响工件的变形倾向和形变大小。
在热处理过程中，能够把握工件热处理过程中导致工件变形的主要因素和关键点。
通过分析和实践，改进热处理工艺技术，一定能够在热处理工件的形变问题上得到突破，制定出合理的技术措施，保证热处理产品的质量和合格率。
关键词：金属材料；热处理；变形原因；防止变形技术引言实际工业生产中，仅凭选择材料和成形工艺并不能满足工件所需要的性能，通过对金属材料进行热处理而获得优良的综合性能是必不可少的。
但金属材料的热处理除改善材料的综合性能的积极作用外，在热处理过程中也不可避免地会产生或多或少的变形，而这又是工件生产过程中极力消除和避免的。
因此，需要找出工件热处理过程中发生形变的原因，采取技术措施把变形量控制在符合要求范围内。
1金属材料性能分析在当前的社会生产生活中，金属材料的应用范围十分的广泛。
由于金属材料具有韧性强、塑性好以及高强度的特点，因此其在诸多行业中均有所应用。
当前常用的金属材料主要包括两种：即多孔金属材料以及纳米金属材料。
纳米金属材料：一般情况下，只有物质的尺寸达到了纳米的级别，那么该物质的物理性质和化学性质均会发生改变。
在分析与研究金属材料性能的过程中，主要分析金属材料的如下两种性能：其一，硬度。
一般情况下，金属材料的硬度主要指的是金属材料的抗击能力。
其二，耐久性。
耐久性能和腐蚀性是金属材料需要着重考虑的一对因素。
在应用金属材料的过程中不可避免的会受到各种物质的腐蚀，由此就会导致金属材料出现缝隙等问题。
2金属热处理变形的原因分析在工业生产过程中，各种金属零件早已成为机械制造的必要部分。
在零件的设计、选材中，对综合性能方面也提出了更高要求。
特别是生产过程中，对产品热处理加工后的品质提出了新要求。
但在热处理过程中出现形变等质量问题，一直是热处理过程中难以克服的。
关于金属材料的变形机理研究
关于金属材料的变形机理研究金属材料可以说是现代工业和科技发展中不可或缺的材料之一，其在汽车、航空航天、轨道交通等领域都有广泛的应用。
金属材料的机械性能是其应用的重要性能指标之一，而材料的变形行为是影响机械性能的主要因素之一。
因此，对金属材料的变形机理研究有重要的理论意义和实际应用价值。
一、金属材料变形机理的基本概念金属材料的变形是指在受外力作用下改变其形状或大小的过程。
在金属材料中，一个力的作用会引起金属晶体内部的位移和形变，从而使整个材料发生变形。
晶体变形是外部力作用下金属材料内部原子的位置发生改变，进而引起原子间的相互关系发生变化，新的位错密度产生。
位错是晶体中的一种原子错位，是形成蠕变和屈服的主要原因。
位错密度越大，金属材料的力学性能越差。
材料的变形机理可以通过位错理论进行解释。
受外界力作用，位错随着晶体的滑移产生位移，使晶格的原子发生相对位移，从而引起晶体的塑性变形。
位错的产生、运动和相互作用是金属材料的变形行为的基础。
用位错密度来描述材料的变形状态，材料改变形状时位错会增加，而塑性变形产生后位错密度开始减小。
二、金属材料变形机理的影响因素金属材料变形机理的影响因素主要有以下几个方面：1. 温度：温度对材料的变形机制有很大的影响。
在高温下，材料可以经历更大的变形而不发生裂纹。
原因是高温下位错容易移动，从而降低材料的应力。
2. 应力：应力越大，位错密度越大，材料发生屈服的可能性就越大。
超过一定应力水平，材料就会出现塑性变形。
要注意的是，应变速率越快，材料越难发生变形。
3. 金属材料的化学成分：不同金属材料的化学成分会影响其力学性能和变形机制。
例如，材料中添加合适的合金元素能提高其强度和硬度，从而改善其抗变形性能。
4. 负载方向：在单轴受力的过程中，当应力轴与密排方向垂直时位错移动会受到阻碍，从而导致屈服点偏移和变形发生的应力增加，这被称为“差异应力”。
三、金属材料变形机理的研究方法为了深入研究金属材料的变形机理，可以采用多种手段进行实验和模拟。
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。
金属材料选择
金属材料选择金属材料是工程设计中常用的材料之一，其选择对产品的性能和质量有着重要的影响。
在选择金属材料时，需要考虑诸多因素，包括机械性能、耐腐蚀性能、加工性能等。
本文将从这几个方面来介绍金属材料选择的相关知识。
首先，机械性能是选择金属材料时需要优先考虑的因素之一。
在不同的工程应用中，对材料的机械性能要求也不同。
例如，对于需要承受高强度载荷的零部件，需要选择具有高强度和韧性的金属材料，如高强度钢、合金钢等；而对于需要耐磨损的部件，则需要选择硬度高的金属材料，如不锈钢、铝合金等。
因此，在选择金属材料时，需要根据具体的工程需求来确定所需的机械性能指标，再选择合适的金属材料。
其次，耐腐蚀性能也是金属材料选择的重要考量因素之一。
在一些特殊的工程环境中，金属材料会受到腐蚀的影响，导致产品的使用寿命缩短甚至失效。
因此，需要根据工程环境的腐蚀性质来选择具有良好耐腐蚀性能的金属材料。
例如，在海洋环境中，氯离子对金属材料的腐蚀作用较大，因此需要选择具有良好抗氯离子腐蚀性能的金属材料，如钛合金、镍基合金等。
最后，加工性能也是影响金属材料选择的重要因素之一。
不同的金属材料具有不同的加工性能，包括可塑性、可焊性、切削性等。
在工程设计中，需要根据产品的形状、尺寸和加工工艺来选择具有良好加工性能的金属材料，以保证产品的加工质量和生产效率。
例如，对于需要进行冷加工的产品，需要选择具有良好冷加工性能的金属材料，如铝合金、铜合金等。
综上所述，金属材料选择涉及到机械性能、耐腐蚀性能和加工性能等多个方面的考量。
在实际工程设计中，需要综合考虑这些因素，根据具体的工程需求来选择合适的金属材料，以确保产品具有良好的性能和质量。
耐热金属材料机械性能的影响因素分析
般耐热的金属 材料通常是与能源相关 的条件下 相互
作用的 ， 主要可 以分成两种 ， （ １ ） 有动作机械部件 ， 也就 是透 平喷气发动机可 以对其使用离心力 的部件． 它 的具体要求就
是必须要具有蠕变性能以及抗氧化 的性能． （ ２ ）另一种就是
种材料 的耐高温度 以及对 它蠕 变的强度极 限选择材料 ，
找对方 向．在不同的温度下是否可以进行长期间的使用 ， 以
及在高温度 的材料上是否可 以提高温度 ，这些都会促使特
性的劣化 ， 而在材料的选择上也会有所转变 ． 从另一种角度
部件一般是在高温条件下进行工作 的，所 以这就要求材料
的机械性能非常高 ， 必须要具有一定的冲击 韧性 ， 很好 的加
上来看 ， 选择材料 的余地也就更加广泛 了． １ 耐热金属材料的性能特点
一
工性 ， 足够的强度 ， 以及 良好的焊接性等特点． 但是， 如果是 针对耐热的金属材料讲 ，它的热强性会对它 的机械性起 到 非常关键 的一方 面作 用． 通常情况下 ， 一般耐热 的金属材料 如果是在高温下 ， 它 的疲劳强度 、 屈 服强度 以及在 硬度 等方 面都会低 于常温下的材料．它也会影响到金属材料 的热强
在静止状态下所应用的部件 ，例如有喷咀 、材料 电池电解 质、 透平 叶片 、 人造 卫星使用 的热 防护板等 ， 但是如果 根据 卡诺循环基理观察 ，如果是有关能源的使用材料其温度越 高， 它 的使用效率也会 越高 ， 当应用棱 聚变 能的状态时 ， 如
一
极 限所指 的就是在高温的极限下 ，它会 引起 金属材料的变 形， 以及影 响它的速度 应力 ． 如果把试样进行加温 到一定程 度的温度时 ， 并加载相应的荷载 ， 在一段时间后则可 以得到 一定的伸长率 曲线． 一般耐热的金属材料 ， 它的蠕变是不能
高温合金表面特性及其影响因素分析
高温合金表面特性及其影响因素分析高温合金是一类在高温环境下性能稳定的金属材料，具有良好的耐热、抗腐蚀、抗氧化、高强度和高韧性等特性，因此在航空、航天、核能、石油化工等领域得到广泛应用。
合金的表面特性不仅对其在使用中的性能有着重要的影响，而且还直接影响着其制造工艺、加工难度和成本。
因此，能够深入分析高温合金的表面特性及其影响因素，对相关领域的工程师和研究者来说尤为重要。
高温合金的表面特性包括表面形貌、表面化学成分、表面氧化层、表面缺陷和表面粗糙度等方面。
其中，表面形貌是指材料表面的物理形态，包括表面粗糙度、表面平整度和表面轮廓等。
高温合金表面的粗糙度对其耐蚀性、氧化性、机械强度和成型难度等方面都有着重要的影响。
此外，由于高温合金的表面往往含有一定的缺陷，如裂纹、晶间腐蚀等，因此表面缺陷的形貌、大小和数量也是影响高温合金性能的重要因素之一。
与表面形貌相比，高温合金表面的化学成分对其性能的影响更为显著。
高温合金表面的化学成分与其耐腐蚀、氧化性和高温强度等密切相关。
如Ni基高温合金表面的富钴化区常会导致金属的离解和氧化剥落，从而削弱其高温强度和氧化寿命。
因此，对于高温合金表面的化学成分，需要严格控制其成分比例、含量和分布等方面。
同时，针对不同的使用条件和性能要求，也需要选择不同的化学成分组分和加工工艺。
高温合金在高温高速流动介质环境中常会被强烈氧化，形成氧化层。
氧化层形成的方式包括热氧化、热离解、表面反应和熔浆喷涂等。
氧化层的组成和微观结构对高温合金在氧化环境中的寿命和性能有着重要的影响。
一般来说，氧化层中含有氧化物、氧化硅、氧化钇等物质，表面形貌有孔洞、坑点、裂纹等，并且对其氧化形态和层厚度进行控制，可以有效提高其抗蚀性、氧化性和高温强度等性能。
除了表面形貌、化学成分和氧化层外，高温合金表面的粗糙度也对其性能有着重要的影响。
合金表面的粗糙度主要与抛光工艺相关，抛光的目的是去除表面的氧化层和缺陷，并尽可能减少表面的粗糙度，从而提高其表面的耐腐蚀和高温性能。
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耐热金属材料机械性能影响因素摘要：本文主要根据实践经验进行研究分析，对金属材料的机械性能所产生的影响一般具有几方面的重要因素，例如，蠕变极限、焊接工艺、在金属材料当中所产生的化学成分等，所以通过对这些因素的分析，提出了相应的解决措施。
关键词：耐热金属材料；机械性能；蠕变极限；化学成分引言在很多企业中譬如说航空、电力、冶金、化工、石油等，这些行业中材料都是在比较高的温度背景下运行，所以必须利用耐高温的金属原料。
在耐高温的金属原料的运行背景下，耐高温的金属原料必须具备以下两个方面的性能，金属原料在高温下具有稳定的化学性和高温强度。
必须要仔细研习解析耐高温原料的影响元素，才能根据原因运用适当的方法以便提升耐高温金属原料的机械能力。
一、探讨耐热金属材料机械性能影响原因的意义如果从耐热金属材料所使用的环境观察，其性能主要包括在两个方面，也就是它的高温强度以及它的化学稳定性能。
但是，如果要是针对耐热金属材料，就必须要认真的分析研究它主要的影响因素，再根据具体原因采用相应的解决措施，从而提高金属材料的性能。
耐热材料指的是具有蠕变变形小、断裂强度高等特点，同时在正常的使用过程中必须要具有一定的稳定性。
然而在使用耐热材料的一些设备时，其设计概念却产生了一定的变化，曾经把坚决不破坏的设计思想是作为一个安全寿命进行设计的，从思想上主要是以安全设计以及允许损伤设计进行转变的。
所谓运行安全设计指的是当局部材料出现破损时，其余下的部分仍然可以承受起破损部位的应力，而不会导致全部的零件出现破损情况，而设计允许损伤时主要是通过假设情况下出现裂纹，而当裂纹在扩展期间内的设备则仍然可以继续使用，对此，基于这种思想变化，对于开发者在设计考虑方法时就必须要做相应的转变，也就是要从一种材料的耐高温度以及对它蠕变的强度极限选择材料，找对方向。
二、耐热金属材料的性能特点一般耐热的金属材料通常是与能源相关的条件下相互作用的，主要可以分成两种，（1）在静止状态下所应用的部件，例如有喷钼、材料电池电解质、透平叶片、人造卫星使用的热防护板等，但是如果根据卡诺循环基理观察，如果是有关能源的使用材料其温度越高，它的使用效率也会越高，当应用棱聚变能的状态时，如果所使用的温度过高时，其要求也会越高。
（2）有动作机械部件，也就是透平喷气发动机可以对其使用离心力的部件。
它的具体要求就是必须要具有蠕变性能以及抗氧化的性能。
此外，如果要更好的使用自然能源，在各方面的要求上也会更为严格，如果要使用复合材料，也就是这种耐热结构的材料。
通常情况下，如果金属材料在一定的室温下，其变形以及塑性主要是根据位错运动实现的，一般晶界的强调会很高，所以当位错运动时它就会具有很大阻力，因此，在室温下的晶粒出现越细时，而它的强度则会越高。
如果在高温强度下，它会随温度的变化，越来越高，而晶界则会出现明显的下降趋势，对此，材料的强度也会逐渐的下降。
如果晶内的强度再和晶界强度出现等同时，其金属材料在强度方面则会由晶界的强度进行决定了，而这时的温度也就称作为等强温度。
三、焊条对金属机械性能的影响原因因为耐高温金属原料要长久的在高温度下作业，要保证金属原料有效的抗高温能力，就需要往金属原料中加入一些成分。
如焊接材料与原材料的化学元素有较大差别，若金属工具在高温度下作业，就会造成金属连接地方因为一些成分的蔓延情况致使金属连接的机械功能降低，譬如说碳成分在连接线周围的蔓延。
所以，在因金属工具的连接才选用链接原料时，需要保证材料的焊接功能和其母材料是一样的。
所以为了确保耐高温金属原料的机械能力，焊接金属的化学元素必须要与母材料一样。
此外，在焊条当中焊接工艺与一些元素的含量都会直接影响到焊接后的性能问题。
但是，如果是对所需焊接的材料来讲，则必须要加强提高焊缝材料应具有的抗热裂性能，也应控制好其碳的标准含量，通常对焊缝的要求是其碳的含量必须要小于母材碳的含量。
四、建模分析蠕变极限的影响原因（一）、蠕变极限影响原理金属原料的强热性对于耐高温的金属原料来讲有着重要的作用。
耐高温金属原料在高温度下它的每个配件机械能力，例如金属原料的顺从强度、疲劳强度、硬度等都要比在室温下有明显的下降。
对于耐高温金属原料的强热性最重要起关键作用的就是它的蠕变能力。
蠕变极限就是耐热金属材料在高温极限下，引起金属材料出现一定变形速度的应力。
把试样加热到一定温度，同时加载一定荷载，长时间后就可以得到蠕变伸长率-时间曲线，如图1所示；通过对不同温度以及不同应力试样，从而得到多条蠕变曲线。
图1典型蠕变曲线当温度随着不断升高时，其金属出现断裂的方法主要是通过穿晶断裂再转为晶间断裂，如果晶界越多，而产生断裂的可能性则会越大，其强度则会很低。
当温度随着不断升高时，它的失效形式以及变形行为再同室温作比较时则会具有一定的区别，其表现特征就在于它的蠕变现象、持久强度以及应力的松驰度等方面，通过以上几个方面则是影响金属材料的重要因素。
（二）、304不绣钢高温蠕变特性数值模拟304（0Crl8Ni9)不锈钢是一种通用性的不锈钢材料,防锈性能比200系列的不锈钢要强。
耐高温特性同样比较好,可达1000-1200°C。
304不锈钢具有较好的抗晶间腐蚀性能和优异的不锈耐腐蚀性能。
由实验可知:在浓度￡65%且已沸腾的硝酸中,304不锈钢的抗腐蚀性能很强。
另外,对碱溶液及大多数酸也具有良好的耐腐蚀能力。
蠕变微观机制研究表明,304不绣钢的蠕变第一、第二阶段属于位错攀移,而第三阶段则由于交替滑移使得界面上产生了空洞或微裂纹,这是造成蠕变断裂的直接原因。
（三）、模型建立304不锈钢钢管的规格为Φ57mmX3mm。
取钢管横截面1/4为计算模型。
温度分别为450°C、600°C,试验时间为10000h,规定应变为1%的总变形量。
选用PLANEM3(8节点)单元进行数值模拟。
模型及网格划分见图2。
图2计算模型（四）、加载及求解对建立的有限元数值模型进行加载:如下图4-7所示,载荷主要包括:温度、边界条件及压力等。
位移的边界条件为:限制当坐标x=0时,边界面在X轴上的位移,即UX=0;限制当坐标y=0时,边界面在Y轴上的位移,即UY=0;载荷的边界条件为:钢管受恒定的内压载荷作用,因此在模型内壁分别施加恒定的压力:4。
85MPa、3。
78MPa。
温度的初始条件为:设置工作温度分别为450°C、600°C。
（五）、ANSYS模拟结果及分析图3 450°C、4。
85MPa,V onMises等效蠕变应力从304不锈钢钢管的V onMises等效蠕变应力云图可以看出,沿壁厚方向等效蠕变应力基本呈线性减小的趋势,最大值为22。
7734MPa,最小值为20。
8554MPa。
其值远大于实验所施加的应力4。
85MPa,因此,蠕变对304不锈钢钢管变形产生的影响十分明显。
由两种不同温度下管材的位移云图可以看出,钢管的内表面是蠕变最严重的部位,沿半径向外蠕变逐渐减小。
因此,求解蠕变极限时应以管材内表面的变形量为准。
对模拟结果进行分析可知,304不锈钢管在高温下的蠕变极限数值较小;且随着温度的升高,304不锈钢钢管的蠕变极限呈逐渐减小的趋势。
因此,在工程设计时,应格外注意高温蠕变对304不锈钢钢管变形产生的影响。
（六）、提高蠕变强度方式耐高温金属中可以再高温下长久工作，具备很强的蠕变能力和很高的强度，说明此材料具备很好的耐热性，根据研究，这些金属中都含有较高的铬和镍。
金属材料中含有高量的镍(Ni)、铬(Cr)，会具备很好的耐侵蚀性、耐高温度性和耐氧化性。
通过增加碳含量后，鉴于其固溶强化作用使耐热金属材料强度得到有效提高，通过在耐热金属材料以铬、镍为基础的化学成分中掺入适量的钨、铌、钼以及钛等元素，因为金属材料的组织为面心立方结构，因此在高温下金属材料仍有具有较高的强度和蠕变强度。
五、化学影响因素的作用耐热金属材料，即是对它的机械性在其内部的元素会有非常重要的一些因素。
通常情况下，由于耐热金属材料会长期在高温下进行作业，所以如果要保证其材料具有一定的高温性能，就必须要掺入一些重要的元素。
就比如说可以在材料当中加入适量的钼，并且可以有效的促使晶粒达到细化的目的，进而也提高了金属材料的热强性以及淬透性，同时在高温下可以持续达到足够的强度也具有抗蠕变的能力等。
此外，如果在金属材料当中加入适量的钼，它可以提升材料的机械性能，同时也能够抵抗因高温所引发材料的脆性。
如果在材料当中加入一定量的铝元素，也可以促使在金属材料当中的晶粒充分的细化，从而提升它的冲击韧性。
而铝这种元素是具有一定的抗氧化性和良好的抗腐蚀性，所以可以在耐热金属材料当中适量的掺入铝元素，从而可以在高温条件下其材料不会发生起皮的现象，同时也具有抗高温的腐蚀性能。
化学元素会影响到材料本身的机械性能。
以下两种元素的影响会较为明显：（1）而对于锰这种元素，如果应用在金属材料当中它会出现脱氧剂的反应，一方面它可以加强材料的硬度以及强度，也可以从一定程度上改善金属材料所具有的热加工性能。
然而，锰含量随着不断的增加，它就是降低金属材料的抗腐蚀能力，而它的焊接性能也会有所降低。
（2）在耐热金属材料当中，硫和磷均属于有害的元素，它们会降低金属材料的塑性，同时也会影响到其材料焊接的性能。
六、提高耐热金属机械性能从以上的耐热金属材料影响本质来看，细化晶粒在常温下是提高金属材料性能的好方法，但是对于高温金属材料则是不适合的。
所以，在高温下工作的耐热金属材料常采用下列方法来提高金属材料的机械性能。
（1）耐热金属材料晶粒越细，蠕变发展的越明显，粗晶粒钢的蠕变速度较低。
因此如在金属材料中加入B、Re和碱土金属，可以与S、P等杂质生成稳定难熔的化合物，减小了S、P杂质对热强性的影响，以达到纯化（净化）晶界目的。
（2）耐热金属材料的机械性能最基本是取决于原子间的结合力，原子排列越紧密，基体的机械性能也就高。
结束语本文主要根据实践经验进行研究分析，对金属材料的机械性能所产生的影响一般具有几方面的重要因素，例如，蠕变极限、焊接工艺、在金属材料当中所产生的化学成分等，所以通过对这些因素的分析，提出了相应的解决措施，希望能为同行进行参考。
参考文献[1]李占才.耐热金属材料机械性能影响原因探索[J].中国新技术新产品，2011(23).[2]任乃飞，杨继昌，蔡兰，等．焊接对耐热金属材料机械性能的影响[J]．机械制造．2008，31(03)：75-76．。