钢铁的物理力学性能和机械性能
钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能
钢铁家族中各种组织形貌生长特点及性能现代材料可以分为四大类--金属、高分子、陶瓷和复合材料。
尽管目前高分子材料飞速发展，但金属材料中的钢铁仍是目前工程技术中使用最广泛、最重要的材料，那么到底是什么因素决定了钢铁材料的霸主地位呢。
下面就为大家详细介绍吧。
钢铁由铁矿石提炼而成，来源丰富，价格低廉。
钢铁又称为铁碳合金，是铁（Fe）与碳（C）、硅（Si）、锰（Mn）、磷（P）、硫（S）以及其他少量元素（Cr、V等）所组成的合金。
通过调节钢铁中各种元素的含量和热处理工艺（四把火：淬火、退火、回火、正火），可以获得各种各样的金相组织，从而使钢铁具有不同的物理性能。
将钢材取样，经过打磨、抛光，最后用特定的腐蚀剂腐蚀显示后，在金相显微镜下观察到的组织称为钢铁的金相组织。
钢铁材料的秘密便隐藏在这些组织结构中。
在Fe-Fe3C系中，可配制多种成分不同的铁碳合金，他们在不同温度下的平衡组织各不相同，但由几个基本相（铁素体F、奥氏体A和渗碳体Fe3C）组成。
这些基本相以机械混合物的形式结合，形成了钢铁中丰富多彩的金相组织结构。
常见的金相组织有下列八种：碳溶于α-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为铁素体，属bcc结构，呈等轴多边形晶粒分布，用符号F表示。
其组织和性能与纯铁相似，具有良好的塑性和韧性，而强度与硬度较低（30-100 HB）。
在合金钢中，则是碳和合金元素在α-Fe中的固溶体。
碳在α-Fe中的溶解量很低，在AC1温度，碳的最大溶解量为0.0218%，但随温度下降的溶解度则降至0.0084%，因而在缓冷条件下铁素体晶界处会出现三次渗碳体。
随钢铁中碳含量增加，铁素体量相对减少，珠光体量增加，此时铁素体则是网络状和月牙状。
二、奥氏体碳溶于γ-Fe晶格间隙中形成的间隙固溶体称为奥氏体，具有面心立方结构，为高温相，用符号A表示。
奥氏体在1148℃有最大溶解度2.11%C，727℃时可固溶0.77%C；强度和硬度比铁素体高，塑性和韧性良好，并且无磁性，具体力学性能与含碳量和晶粒大小有关，一般为170~220 HBS、=40~50%。
钢铁材料的性能
σe
MPa
金属能保持弹性变形的最大能力
比例极限
σp
MPa
在弹性变形阶段，金属材料所受的和应变能保持正比的最大应力
弹性模量
MPa
金属在弹性范围内，外力和变形成比例地增长，既应力与应变成正比例关系时，这个比例系数就称为弹性模量
2．3塑性—材料受力后产生永久变形而不破坏的能力
伸长率（延伸率）
%
金属受外力作用被拉断以后,在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数
肖氏硬度
HSC（目测型）
与h/h0比值成正比
利用金刚石冲头自一定的高度h0mm落下，撞击金属后，冲头又回跳到某一高度hmm
表面光滑的一些精密量具或零件
HSD（指示型）
3．化学性能
名称
说明
耐腐蚀性
金属材料抵抗空气、水蒸气及其它化学介质腐蚀破坏作用的能力，称为耐腐蚀性。常见的钢铁生锈、铜生铜绿等，就是腐蚀现象。金属材料耐腐蚀性能与许多因素有关，例如金属的化学成分、加工性质、热处理条件、组织状态以及环境介质和温度条件等
抗剪强度
τ
MPa
外力与材料轴线垂直，并对材料呈剪切作用时的极限强度
抗扭强度
τb
MPa
外力是扭转时的极限强度
屈服点
σs
MPa
金属试样在拉伸过程中，负荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象称为“屈服”。发生屈服现象时的应力，称为屈服点或屈服极限，是金属发生明显塑性变形的抗力。
屈服强度
σ0。2
MPa
对某些屈服现象不明显的金属材料，测定屈服点比较困难，常把产生0.2%永久变形的应力定为屈服点，这称为屈服强度或条件屈服强度
牌号
牌号是用来识别产品的名称、符号、代码或它们的组合。钢的牌号称为钢号，是对某一具体钢种所取的名称。牌号是技术条件中的首要内容，同一牌号的材料可能有不同的保证条件、交货状态、使用加工类别、质量级别等
金工实习工程材料的基本知识
第2章工程材料的基本知识2.1 金属材料的主要性能用来制造零件的金属材料应具有优良的使用性能及工艺性能。
所谓使用性能，是指机器零件在正常工作情况下金属材料应具备的性能，它包括机械性能(或称之为力学性能)、物理和化学性能。
而工艺性能是指零件在冷、热加工制造过程中，金属材料应具备的与加工工艺相适应的性能。
2.2金属材料的机械性能所谓机械性能，是指零件在载荷作用下所反映出来的抵抗变形或断裂的性能。
机械性能指标是零件在设计计算、选材、工艺评定以及材料检验时的主要依据。
由于外加载荷性质的不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击及循环载荷等)，所以对金属材料的机械性能指标要求也将不同。
常用的机械性能指标包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性及疲劳强度等。
一. 强度金属材料在外力作用下抵抗破坏(过量的塑性变形或断裂)的性能叫做强度。
由于外力的作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等，所以强度也分为：抗拉强度、）抗压强度、抗弯强度、抗剪强度、屈服强度。
一般以测定材料的抗拉强度（σb 为主。
二. 硬度硬度是衡量金属材料软硬程度的指标。
目前常用的测定硬度的方法为压入法。
它是用特定的几何形状压头在一定载荷作用下，压入被测试样材料表面，根据被压入的程度来测定其硬度值。
所以硬度值的物理意义是金属材料表面抵抗局部压入塑性变形的能力。
常用的硬度的指标有：布氏硬度(HBS或HBW)及洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)。
1. 布氏硬度布氏硬度测定原理是用一定大小的载荷将一定直径的淬火钢球或硬质合金球压求出应入被测金属表面，保持一定时间后卸载，根据载荷P和压痕的表面积F凹力值作为布氏硬度值。
布氏硬度试验法用于测定硬度不高的金属材料，如铸铁、有色金属、一般经退火、正火后的钢材等。
2. 洛氏硬度洛氏硬度测定原理是以测量压痕深度为硬度的计量指标，由于采用了不同的压头及载荷，可用来测量从极软到极硬的金属材料的硬度。
洛氏硬度的三种标度(HRA、HRB、HRC)中，常用的是HRC洛氏硬度，它采用金刚石圆锥体做压头，可用来测量硬度很高的材料，如淬火钢、调质钢等。
钢铁材料的分类、力学性能及热处理
钢铁材料的分类、力学性能及热处理一、 分类及力学性能：1． 碳素钢：按含碳量的多少可分为低碳钢（含碳量小于0.25％）、中碳钢（含碳量在0.25％～0.5％）和高碳钢（含碳量大于0.5％）。
随着含碳量的增加，钢的机械强度提高，但使它的塑性和韧性下降。
（1） 普通碳素钢：它的化学成分不准确，因而不宜进行热处理。
普通碳素钢的牌号标记如Q235（国标），表示屈服点MPa S 235=σ。
（2） 优质碳素钢：力学性能优于普通碳素钢，采用适当的热处理方法可以获得很高的内部机械强度和表面硬度。
低碳钢塑性高，焊接性好，适用于冲压、焊接零件。
采用渗碳淬火处理可提高零件表面硬度；中碳钢具有综合性能好的特点，它的机械强度、塑性和韧性均较好，可进行调质、表面淬火处理；高碳钢具有高的机械强度和良好的韧性和弹性，常制成弹性零件。
优质碳素钢的牌号如15、35、45（国标），表示含碳量平均值各为0.15％、0.35％、0.45％。
2． 合金钢：合金钢是在优质碳素钢中加入某些合金元素而形成的。
它具有良好的力学性能和热处理性能，随着所加合金元素的不同，还可获得不同的特殊性能。
合金钢的牌号如35Mn2、40Cr （国标），表示含碳量平均值为0.35％和0.40％，而含合金元素Mn2％及Cr 小于1.5％。
3． 铸钢：铸钢的含碳量一般在0.15％～0.60％范围内，含碳量较高，塑性很差，容易产生龟裂，故不能锻造。
铸钢的强度显著高于铸铁，但铸造性则比较差，收缩率较大。
铸钢的牌号如ZG500－270，前组数字表示抗拉强度MPa B 500=σ，后组数字表示屈服点MPa S 270=σ。
4． 铸铁：铸铁是含碳量大于2％的铁碳合金。
铸铁因含碳量高，故它的抗拉强度、塑性和韧性都较差，不能锻造，焊接性能也差。
但它有较高的抗压强度，良好的减摩性和切削性能，吸振性好，价格又较低廉。
常用的铸铁有灰铸铁（如HT150，抗拉强度MPa B 150=σ）、可锻铸铁（如KT300－6，抗拉强度MPa B 300=σ，最低伸长率为6％）和球墨铸铁（如QT500－7，抗拉强度MPa B 500=σ，最低伸长率为7％）。
钢材的物理力学性能和机械性能表
钢材的物理力学性能和机械性能表钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或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。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
金属材料及热处理的基本知识
金属材料及热处理的基本知识金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。
金属热处理是机械制造中的重要工艺之一，与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
其特点是改善工件的内在质量，而这一般不是肉眼所能看到的。
为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。
钢铁是机械工业中应用最广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。
另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。
在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用逐渐为人们所认识。
早在公元前770～前222年，中国人在生产实践中就已发现，铜铁的性能会因温度和加压变形的影响而变化。
白口铸铁的柔化处理就是制造农具的重要工艺。
公元前六世纪，钢铁兵器逐渐被采用，为了提高钢的硬度，淬火工艺遂得到迅速发展。
中国河北省易县燕下都出土的两把剑和一把戟，其显微组织中都有马氏体存在，说明是经过淬火的。
随着淬火技术的发展，人们逐渐发现淬冷剂对淬火质量的影响。
三国蜀人蒲元曾在今陕西斜谷为诸葛亮打制3000把刀，相传是派人到成都取水淬火的。
这说明中国在古代就注意到不同水质的冷却能力了，同时也注意了油和尿的冷却能力。
中国出土的西汉(公元前206～公元24)中山靖王墓中的宝剑,心部含碳量为0.15～0.4%，而表面含碳量却达0.6%以上，说明已应用了渗碳工艺。
但当时作为个人“手艺”的秘密，不肯外传，因而发展很慢。
1863年，英国金相学家和地质学家展示了钢铁在显微镜下的六种不同的金相组织，证明了钢在加热和冷却时，内部会发生组织改变，钢中高温时的相在急冷时转变为一种较硬的相。
en10293标准
en10293标准
EN 10293是欧洲标准化组织(EN)发布的一项标准，该标准规
定了钢铁产品的物理和技术性能要求。
具体而言，该标准涵盖了以下方面：
1. 化学成分：EN 10293指定了不同种类钢铁的化学成分要求，包括主要元素和杂质元素的含量限制。
2. 机械性能：该标准规定了钢铁产品的力学性能要求，例如拉伸强度、屈服强度、延伸率等。
3. 技术要求：EN 10293列出了钢铁产品的加工和制造要求，
包括材料处理、热处理、冷加工等。
4. 检测方法：该标准定义了钢铁产品的检测方法和试验程序，以确保产品符合规定的性能要求。
EN 10293适用于各种不同类型的钢铁产品，包括铸件、锻件、热轧和冷轧板材等。
这个标准的目的是确保钢铁产品在使用过程中具有良好的耐久性和性能稳定性。
钢铁的物理力学性能和机械性能
钢铁的物理力学性能和机械性能fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项根本性能；通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或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。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，那么屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa 称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)2.屈服强度(σ0.2)有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久剩余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)材料在拉伸过程中，从开场到发生断裂时所到达的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前到达的最大拉力，Fo为试样截面面积，那么抗拉强度σb=Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，构造零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金构造钢为0.65-0.75合金构造钢为0.84-0.86。
6.硬度硬度表示材料抵抗硬物体压入其外表的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料外表，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
钢铁知识点总结
钢铁知识点总结一、钢铁的制备工艺1. 高炉炼铁工艺：高炉是目前最常见的炼铁设备，其工艺流程主要包括原料配料、炉料装入、炉内还原、熔融出铁、出渣出炉等步骤。
在高炉内，铁矿石、焦炭和石灰石先后装入炉腔，通过高温还原反应，产生熔化的铁水和熔渣。
经过处理，铁水得到冷却、凝固成块体，即为生铁。
2. 钢的炼制工艺：生铁经过炼钢工艺处理后得到钢。
炼钢工艺主要包括转炉法、电弧炉法、吹氧底吹转炉法等。
转炉法是最早的炼钢方法，电弧炉法是常用的炼钢方法，吹氧底吹转炉法是一种高效的炼钢方法。
这些工艺均以生铁或废钢为原料，在高温条件下，通过氧化还原反应，控制铁中碳等杂质含量，制得各种规格的钢材。
3. 热轧工艺：热轧是将钢锭或钢坯进行预热，然后通过轧制设备进行加热轧制，最终得到板材、型材等半成品。
在热轧工艺中，可根据需要进行粗轧、精轧、整形等工序，以获得规格合格的钢材产品。
4. 冷轧工艺：冷轧是将热轧后的钢材通过冷轧设备进行再加工，以获得更高的表面质量和尺寸精度。
冷轧工艺包括冷轧板、冷轧带、冷轧型材等，这些产品常用于汽车、电器、建筑等领域。
二、钢铁的性能特点1. 钢铁的力学性能：钢铁具有优良的机械性能，包括强度、韧性、塑性等。
不同的钢材根据成分和工艺不同，其力学性能也有所差异。
2. 钢铁的耐腐蚀性：钢铁在空气、水和化学介质中容易产生腐蚀现象。
为了提高钢铁的耐腐蚀性，可采用镀锌、镀铬、喷漆等表面处理手段，或者选择具有较高耐蚀性能的合金钢。
3. 钢铁的热处理性：通过控制钢材的加热、保温和冷却过程，可以改变钢的组织和性能。
常见的热处理工艺包括退火、正火、淬火、回火等，可分别用于提高钢的韧性、硬度、强度等性能。
4. 钢铁的可加工性：钢铁在制造加工过程中，容易切削、锻造、焊接、冲压等加工，且加工后的产品表面质量良好，尺寸精度高。
5. 钢铁的磁性：钢铁是一种铁磁材料，一般情况下具有磁性，但也可以通过掺杂和热处理等方法获得非磁性的钢材。
机械基础复习资料金属材料和热处理含习题答案
第二部分 机械基础第四章 金属材料和热处理本章重点1．掌握：强度、硬度、塑性、韧性、疲劳强度的含义。
2．了解：工艺性能的含义。
3．了解：热处理的概念及目的。
4．熟悉：退火、正火、淬火、回火，表面热处理的方法。
5．掌握：碳素钢的概念、分类、牌号的表示方法及性能。
6．掌握：合金钢的牌号及表示方法。
7．熟悉：铸铁分类牌号及用途。
本章内容提要一．金属材料的性能1．物理、化学性能物理性能是指金属材料的密度、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等具有物理特征的一些性能。
化学性能是指金属在化学作用下所表现的性能。
如：耐腐蚀性、抗氧化性和化学稳定性。
2．金属材料的机械性能金属材料在外力作用下所表现出来的性能就是力学性能。
主要有强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
（1）强度强度是材料在静载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。
可分为抗拉强度、抗压强度、抗剪强度和抗扭强度。
常用的强度是抗拉强度。
工程上常用的强度指标是屈服点和抗拉强度。
（2）塑性塑性是金属材料在静载荷作用下产生永久变形的能力。
常用塑性指标是伸长率和断面收缩率。
伸长率：是指试样拉断后的伸长与原始标距的百分比。
式中，L 0表示试样原长度（mm ），L 1表示试样拉断时的长度（mm ）。
断面收缩率：是指试样拉断后，缩颈处横截面积（A 1）的最大缩减量与原始横截面积（A 0）的百分比。
（3）硬度硬度是金属材料表面抵抗比它更硬的物体压入时所引起的塑性变形能力；是金属表面局部体积内抵抗塑性变形和破裂的能力。
目前最常用的硬度是布氏硬度（HB ）、洛氏硬度（HRC 、HRB 、HRA ）和维氏硬度（HV ）。
（4）韧性1o o 100%L L L -=⨯δ010A A 100%A -=⨯ψ韧性是脆性的反意，指金属材料抵抗冲击载荷的能力。
工程技术上常用一次冲击弯曲试验来测定金属抵抗冲击载荷的能力。
（5）疲劳强度疲劳强度是指材料在无限多次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。
45钢力学性能
45钢力学性能45钢是一种常见的工程结构用钢材，具有良好的力学性能。
本文将对45钢的力学性能进行详细介绍。
1. 强度和硬度：45钢具有高强度和硬度，是一种典型的中碳钢。
常见的强度指标有屈服强度、抗拉强度和硬度。
45钢的屈服强度通常在600至900 MPa之间，抗拉强度在800至1000 MPa之间。
其硬度常在200至250 HB之间。
2. 延展性：延展性是指材料在受力作用下发生塑性变形的能力。
45钢具有较好的延展性，能够在一定程度下承受拉伸、压缩和弯曲等力学载荷。
这种延展性使得45钢在工程结构中应用广泛。
3. 韧性：韧性是指材料在受力作用下吸收能量的能力，即抵抗断裂的能力。
45钢具有较高的韧性，能够在强度和硬度的基础上保持一定的塑性。
这种特性使得45钢能够承受冲击载荷，延缓断裂的发生。
4. 抗疲劳性：抗疲劳性是指材料在反复载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力。
45钢具有较好的抗疲劳性，能够承受长时间循环加载而不断裂。
这使得45钢在高强度和高循环载荷环境下具有良好的耐久性。
5. 冷热加工性能：冷热加工性能是指材料在常温和高温条件下的加工性能。
45钢具有较好的冷热加工性能，可以通过钢锻、轧制、锻打等工艺进行塑性变形。
这种特性使得45钢在制造各种工程零部件时具有灵活性。
总结起来，45钢具有高强度、高硬度、良好的延展性、较高的韧性和抗疲劳性，以及良好的冷热加工性能。
这些力学性能使得45钢成为广泛应用于各个领域的重要结构材料。
在工程实践中，设计师和工程师们可以根据具体的需求和使用环境选择45钢，利用其优良的力学性能来满足工程要求。
除了力学性能外，45钢还具有一定的耐腐蚀性能和可焊性，这些都可以进一步提升其应用范围。
需要注意的是，在使用45钢时应控制好加工工艺和热处理过程，以确保其力学性能的稳定性和可靠性。
第二讲 钢材的基本性能
第二讲钢材的基本性能钢材的性能和质量是最终的产品质量,和使用寿命是密切相关的,下面来给大家介绍一下钢材的主要性能。
一、物理性能所谓物理性能就是钢材的本质不发生变化所表现出来的性能,主要由以下几种：1、密度单位体积内材料的质量,叫做该材料的密度,密度的计算公式如下：ρ（密度）＝m（质量）／Ｖ（体积），对于大多数钢材而言，理论计算重量时，都按7.85g/cm3作为该钢材的密度,钢材理论重量计算公式如下：Ｗ（理论重量）＝Ｆ（钢材截面积）×Ｌ（钢材长度）×ρ（密度）．应当注意的是理论重量与实际重量有一定的出入，只能作为参考。
另外还有钢材质量的简单计算方式，也请大家记一下：圆钢：Ｗ＝6.17×直径2；方钢：Ｗ＝7.85×边长2；扁钢：Ｗ＝7.85×宽度×长度。
2、热膨胀性钢材在受热时体积增大，冷却时收缩的性能称为热膨胀性。
热膨胀性的大小，一般用线膨胀系数α表示。
α值越大，钢材的尺寸或体积随温度变化而变化的程度就越大。
线膨胀系数的计算式如下：α＝（l2-l1）/L1t，α线膨胀系数，10-6/℃；t升高的温度。
l1钢材膨胀前的长度cm，l2膨胀后的长度cm。
3、熔点钢材由固态溶解成液态时的温度，纯铁的熔点为1534℃。
4、导电性钢材传导电流的能力。
5、导热性金属传导热的能力。
二、化学性能指钢材在室温和高温条件下，抵抗外界介质对它的化学侵蚀的能力。
1．抗氧化性：钢材在室温或高温下抵抗氧化的能力。
Fe＋O2＝Fe2O3，氧化过程会随着温度的的提高而加速，所以在高温下工作的零件用钢材应有很好的抗氧化性。
2．耐腐蚀性：钢材抵抗周围介质（大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等）的腐蚀能力，最常见的钢铁生锈。
3．化学稳定性：是上述两种的总称，钢材在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。
三、力学能力钢材抵抗外力作用的能力，力学性能是衡量钢材质量好坏的最重要指标之一。
1．强度指钢材在外力作用下，抵抗永久变形和断裂的能力，分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度五种，一般情况下多以抗拉强度作为判别钢材强度高低的指标。
机械设计常用金属材料的性能参数
机械设计常用金属材料的性能参数机械设计中常用的金属材料有很多种，每种材料都有其独特的性能参数。
在机械设计中，通常需要考虑材料的力学性能、物理性能和化学性能等方面的参数。
下面将介绍几种常用的金属材料及其主要性能参数。
1.钢材料钢是一种常用的金属材料，具有良好的强度和韧性。
其常用的性能参数包括：拉伸强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性等。
拉伸强度是指材料在受拉状态下的抗拉能力，屈服强度是指材料开始产生塑性变形的抗拉能力，延伸率是指材料在断裂前能够承受的塑性变形程度，冲击韧性是指材料抵抗外界冲击作用的能力。
2.铝材料铝是一种轻质金属材料，具有良好的导热性和导电性。
其常用的性能参数包括：强度、硬度、热膨胀系数、导热系数等。
强度是指材料抵抗外力作用的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力，热膨胀系数是指材料在温度变化过程中长度变化的比例，导热系数是指材料传导热量的能力。
3.铜材料铜是一种良好的导电和导热材料，具有良好的塑性和韧性。
其常用的性能参数包括：电导率、热导率、硬度、拉伸强度等。
电导率是指材料传导电流的能力，热导率是指材料传导热量的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力，拉伸强度是指材料在受拉状态下的抗拉能力。
4.不锈钢材料不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和高温抗氧化性的金属材料。
其常用的性能参数包括：耐蚀性、热膨胀系数、热导率、硬度等。
不锈钢的耐蚀性是指材料抵抗腐蚀介质的能力，热膨胀系数是指材料在温度变化过程中长度变化的比例，热导率是指材料传导热量的能力，硬度是指材料抵抗划痕或变形的能力。
5.镁合金材料镁合金是一种轻质高强度的金属材料，具有良好的机械性能和可塑性。
其常用的性能参数包括：密度、强度、塑性、耐腐蚀性等。
密度是指单位体积的质量，强度是指材料抵抗外力作用的能力，塑性是指材料变形能够持续到断裂前的能力，耐腐蚀性是指材料抵抗腐蚀介质的能力。
以上是机械设计中常用金属材料的一些主要性能参数。
在实际应用中，工程师需要根据具体的设计要求和工作环境，综合考虑材料的各项性能参数，选择最适合的材料来满足设计需求。
金属材料的机械性能标准
金属材料的机械性能标准金属材料作为工程材料的重要组成部分，其机械性能标准对于材料的选择、设计和使用具有重要的指导意义。
机械性能是指材料在外力作用下所表现出的性能，包括强度、硬度、韧性、塑性等指标。
本文将就金属材料的机械性能标准进行详细介绍，以便工程技术人员更好地理解和应用这些标准。
首先，强度是金属材料最基本的机械性能之一。
强度包括屈服强度、抗拉强度、抗压强度等指标。
屈服强度是材料在拉伸过程中开始产生塑性变形的应力值，抗拉强度是材料在拉伸过程中最大的抗拉应力值，抗压强度是材料在受压状态下的最大抗压应力值。
这些强度指标在材料的选用和设计中具有重要的作用，不同的工程应用需要不同强度的金属材料来满足其需求。
其次，硬度是金属材料的另一个重要机械性能指标。
硬度是材料抵抗外界划痕或压痕的能力，通常用来表征材料的耐磨性和耐划性。
常见的硬度测试方法包括洛氏硬度、巴氏硬度、维氏硬度等，它们可以通过不同的硬度试验机进行测试。
硬度测试结果可以直观地反映材料的硬度水平，对于材料的选择和质量控制具有重要的参考价值。
此外，韧性和塑性也是金属材料的重要机械性能指标。
韧性是材料抵抗断裂的能力，通常用冲击试验来表征，而塑性是材料在受力作用下发生塑性变形的能力，通常用延伸率和收缩率来表征。
韧性和塑性是材料在使用过程中承受外力作用时的重要性能，特别是在高强度、高应力的工程应用中更为重要。
最后，金属材料的机械性能标准还包括一些其他指标，如疲劳性能、蠕变性能、冷热变形性能等。
这些指标在特定的工程应用中可能会成为决定性的因素，因此在材料的选用和设计中也需要进行充分的考虑。
总之，金属材料的机械性能标准对于工程技术人员来说具有重要的指导意义。
在实际工程中，我们需要根据具体的工程需求来选择适合的金属材料，并且需要对其机械性能进行全面的评估和测试。
只有这样，才能确保材料在工程应用中具有良好的性能和可靠的安全性。
通过本文的介绍，相信读者对金属材料的机械性能标准有了更深入的了解，希望能够对工程技术人员在实际工程中的材料选择和设计提供一定的帮助。
常用钢轨的化学成分及性能
第一章常用钢轨的化学成分及性能第一节钢材的性能常用的金属材料通常分成两类，一类是有色金属，另一类是黑色金属。
黑色金属中应用最广的是钢铁产品。
钢铁材料是由铁（Fe）和碳（C）两种主要元素组成的合金，含碳量小于0.02％的铁碳合金称为工业纯铁。
一、物理和化学性能（一）热膨胀性钢材受热时体积膨大的特性称为热膨胀性，通常用线膨胀系数作为衡量热膨胀性的指标。
钢材类别不同，线膨胀系数也不同。
随着温度升高，线胀系数值增大。
（二）导热性钢材传导热量的性能称为导热性。
钢材中的合金元素影响导热性，不锈钢的导热性比低碳钢和低合金钢要差。
（三）导磁性钢材能导磁的性能称为导磁性。
钢材中除单相奥氏体钢为无磁钢外，其余均为导磁钢。
钢轨焊后中频加热正火处理正是利用了钢轨钢的导磁性能产生涡流加热钢轨。
温度高于770℃（居里点）时，导磁性能大大降低。
（四）导电性钢材能够传递电荷的性能称为导电性。
通常用电阻系数作为衡量导电性的指标。
钢材的电阻系数越大，其导电性越差，电流通过时所产生的热量也越多。
钢材的电阻焊接或闪光焊接就是利用了工件端面高电阻产生的热量进行焊接的。
（五）抗氧化性钢材在一定的温度和介质条件下抵抗氧化性的能力称为抗氧化性。
抗氧化性差的钢材在高温条件下，很容易被周围介质中的氧所氧化，形成氧化皮，逐渐剥落而损坏。
耐热钢具有良好的抗氧化性，不锈钢的抗氧化性最好。
二、机械性能钢材在一定温度条件和外力作用下抵抗变形和断裂的能力称为机械性能，或称为力学性能。
常规机械性能主要包括强度、塑性、硬度和韧性等；高温机械性能还包括抗蠕变性能、特久强度和瞬时强度以及热疲劳性能等；低温机械性能还包括脆性转变温度等。
（一）强度和塑性强度有静强度和疲劳强度之分。
静强度是钢材在缓慢加载的静力作用下，抵抗变形和断裂的能力。
疲劳强度是钢材在交变载荷作用下，经过无数次循环交变载荷而不产生裂纹或断裂的能力。
钢轨焊接接头的静弯实验(TB/T 1632.1-2005)，是检查接头的静强度；而接头的疲劳强度试验(TB/T 1632.1-2005)是检查疲劳强度的指标。
常用钢材的性能参数及生产工艺
可锻性的好坏主要与金属材料的化学成分有关。
铸造性能（可铸性）
铸造性能是指金属材料能否用铸造方法制成优良铸件的 性能。
铸造性能主要决定于金属材料熔化后即金属液体的流动 性，冷却时的收缩率和偏析倾向等。
• 半镇静钢：脱氧程度介于镇静钢与沸腾钢之间
钢铁材料的生产过程对比
不同的金属材料其铸造性差异很大。常用金属材料中， 灰口铸铁具有优良铸造性能，铸钢的铸造性低于铸铁。 铸造铝合金和铸造铜合金的铸造性也较好。
材料的工艺性能：加工性能
焊接性能（可焊性）
焊接性能是指钢材在通常的焊接方法与工艺条件下获得良好焊接接头的性 能。可焊性好的钢材易于用一般焊接方法和工艺施焊，焊接时不易形成裂纹、 气孔、夹渣等缺陷，焊接接头牢固可靠，焊缝及其附近受热影响区的性能不 低于母材的力学性能。
• 电弧炉炼钢
钢的浇注：钢液凝固成钢锭或钢 坯的过程。根据钢脱氧程度不同， 可分为镇静钢和沸腾钢。
• 镇静钢：指脱氧充分的钢。镇静钢组织致密，性能 较好，加工时需切除钢锭头部，使成材率下降
• 沸腾钢：指脱氧不充分的钢。沸腾钢钢锭内多气孔 ，组织疏松，性能比镇静钢差。但成材率高，轧制 的板材表面质量好
生成气体作为废气排出，氧化物成为炉渣排出。 最后加入脱氧剂脱氧，在适当的成分和温度下出钢。
炼钢方法：
平炉炼钢
主要原料是废钢和铁水，造渣剂（石灰、萤石）， 氧化剂（铁矿石），脱氧剂（铁合金）。炉气作为燃料 （煤气、高炉焦炉的高炉煤气、重油天然气等）。 熔化 阶段为使炉料尽快熔化，需要消耗大量煤气提供热量。
• 钢铁: 是以Fe和C为主要组成元素， 同时还含有Si、Mn、P、S等杂质元 素的合金。
钢铁材料手册
钢铁材料手册钢铁是一种重要的金属材料，广泛应用于建筑、机械制造、汽车制造等各个领域。
本手册将介绍钢铁材料的种类、性能、加工工艺等方面的内容，希望能为广大读者提供有益的参考。
首先，我们来介绍一下钢铁的种类。
钢铁主要分为碳素钢、合金钢和不锈钢三大类。
碳素钢是以碳为主要合金元素的钢，具有良好的机械性能，常用于制造机械零件、工具等。
合金钢是在碳素钢中加入其他合金元素，如铬、镍、钼等，以提高钢的强度、硬度、耐磨性等性能。
不锈钢则是具有耐腐蚀性能的钢，主要用于制造化工设备、厨具等。
其次，钢铁材料的性能是我们选择材料时需要考虑的重要因素。
钢铁的性能包括力学性能、物理性能、化学性能等多个方面。
力学性能包括强度、硬度、韧性等指标，这些指标直接影响着材料的使用性能。
物理性能包括密度、导热性、导电性等指标，这些指标则影响着材料的物理特性。
化学性能则是指材料的化学成分和耐蚀性能等方面的性能。
钢铁材料的加工工艺也是我们需要了解的重要内容。
钢铁材料的加工工艺包括锻造、铸造、热处理、表面处理等多个环节。
锻造是将钢坯加热至一定温度后进行塑性变形的工艺，可以得到各种形状的零件。
铸造是将液态金属注入到模具中，经冷却后得到所需形状的零件。
热处理是通过加热、保温和冷却等工艺，改变钢铁材料的组织和性能。
表面处理则是通过镀层、喷涂、抛光等工艺，改善钢铁材料的表面性能。
总结一下，本手册介绍了钢铁材料的种类、性能、加工工艺等内容。
希望通过本手册的阅读，读者能够对钢铁材料有更深入的了解，并在实际应用中能够正确选择和使用钢铁材料，发挥其最大的作用。
同时，也希望本手册能够成为广大工程技术人员和学生的参考资料，为他们的学习和工作提供帮助。
钢材检测报告
钢材检测报告引言：本报告旨在详细介绍钢材的检测方法和结果，以及对检测结果的分析和总结。
通过对钢材的全面检测，我们可以了解其物理性能、化学成分和微观结构等关键参数，以确保钢材的质量和合规性。
概述：钢材检测是钢铁行业至关重要的环节，它不仅有助于确保钢材质量，而且对于钢材的合适用途和业绩起到决定性的作用。
本报告将分为五个大点来介绍钢材检测的相关内容，包括物理性能、化学成分、微观结构、表面缺陷和尺寸偏差。
正文内容：1.物理性能1.1引伸强度1.1.1使用拉伸试验测量样品的引伸强度1.1.2分析引伸强度的结果，以确定钢材在拉伸状态下的强度特性1.2冲击韧性1.2.1使用冲击试验测量样品的冲击韧性1.2.2通过分析冲击韧性的结果，评估钢材在低温下抗冲击能力的优劣2.化学成分2.1碳含量2.1.1使用碳含量测试仪测量样品的碳含量2.1.2分析碳含量的结果，以判断钢材的硬度和韧性2.2合金元素含量2.2.1使用光谱分析仪测量样品中合金元素的含量2.2.2通过分析合金元素含量的结果，评估钢材的抗腐蚀性和其他特性3.微观结构3.1金相分析3.1.1获取钢材的金相组织图像3.1.2分析金相组织的结果，了解钢材的晶粒尺寸和相变结构3.2显微硬度测试3.2.1使用显微硬度计测量样品的显微硬度3.2.2通过分析显微硬度的结果，评估钢材的硬度分布和强度差异4.表面缺陷4.1表面质量检测4.1.1对钢材的表面进行目测检查，评估表面质量是否符合要求4.1.2使用表面缺陷检测仪器进行精细检查，检测钢材表面的裂纹、气孔等缺陷4.2渗透检测4.2.1使用渗透检测方法检查钢材的裂纹和漏洞4.2.2通过分析渗透检测结果，评估钢材的可靠性和安全性5.尺寸偏差5.1外观尺寸检测5.1.1使用尺寸测量仪器对钢材的长度、宽度和厚度等外观尺寸进行测量5.1.2对测量结果进行分析，判断钢材的尺寸是否满足要求5.2几何形状检测5.2.1使用形状测量仪器对钢材的直线度、平面度和角度等几何形状进行测量5.2.2分析测量结果，评估钢材的几何形状是否达到标准要求总结：通过对钢材的检测，我们可以全面了解钢材的物理性能、化学成分、微观结构、表面缺陷和尺寸偏差等关键参数。
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钢铁的物理力学性能和机械性能
fangjym 的钢铁的物理力学性能和机械性能
钢材的主要机械性能(也叫力学性能)通常是指钢材在标准条件下均匀拉伸.冷弯和冲击等.
单独作用下所显示的各种机械性能。
钢材通常有五大主要的机械性能指标：通过一次拉伸试验可得到抗拉强度，伸长率和屈服点三项基本性能；
通过冷弯试验可得到钢材的冷弯性能；
通过冲击韧性试验可得到冲击韧性。
1.屈服点(σs)
钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或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。
设Ps为屈服点s处的外力，Fo为试样断面积，则屈服点σs =Ps/Fo(MPa)，MPa称为兆帕等于N(牛顿)/mm2，(MPa=106Pa，Pa：帕斯卡=N/m2)
2.屈服强度(σ0.2)
有的金属材料的屈服点极不明显，在测量上有困难，因此为了衡量材料的屈服特性，规定产生永久残余塑性变形等于一定值(一般为原长度的0.2%)时的应力，称为条件屈服强度或简称屈服强度σ0.2 。
3.抗拉强度(σb)
材料在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。
它表示钢材抵抗断裂的能力大小。
与抗拉强度相应的还有抗压强度、抗弯强度等。
设Pb为材料被拉断前达到的最大拉力，Fo为试样截面面积，则抗拉强度σb= Pb/Fo (MPa)。
4.伸长率(δs)
材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。
5.屈强比(σs/σb)
钢材的屈服点(屈服强度)与抗拉强度的比值，称为屈强比。
屈强比越大，结构零件的可靠性越高，一般碳素钢屈强比为0.6-0.65，低合金结构钢为0.65-0.75合金结构钢为0.84-0.86。
6.硬度
硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力。
它是金属材料的重要性能指标之一。
一般硬度越高，耐磨性越好。
常用的硬度指标有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
⑴布氏硬度(HB)
以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。
⑵洛氏硬度(HR)
当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。
它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。
根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示：
HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。
HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。
HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。
⑶维氏硬度(HV)
以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)
脆性：用于描述材料在未施加明显外力以及没有明显变形的情况下发生断裂的性能。
耐压强力：施加于材料上使其长度变短，截面积变大的外力，与拉伸强力相对应。
传导性：材料传输热能或者电能的速度。
蠕变：材料在压力条件下产生缓慢的变形量。
延展性：是金属受外力变形，当外力消除之后又恢复其原有形状的一中性质。
疲劳强度：材料承受重复作用外力的能力。
燃烧点：金属或其蒸气开始燃烧的最低温度点。
吸湿：易于吸收并且保持水分的金属。
冲击强度：金属吸收突然撞击能量的能力。
柔韧性：在压力条件下材料容易发生永久性变形而不断裂的能力。
可塑性：材料在较低压力条件下容易发生永久性变形的能力。
多孔性：材料内部空隙的体积占据材料整体体积的比率。
切变强度：两股方向相反的外力同时施加于材料表面，使其中一部分与另一部分相互滑移，材料发生断裂时的外力大小即为该材料的切变强度。
比重：一定体积材料的重量与相同体积四摄氏度的水的重量之比。
比热：加热1克某种金属使其温度升高一摄氏度所需要的能量。
硬挺性：材料承受变形的能力，以压力与变形位移为平定基础。
静强度：材料承受导致变形的外加应力的能力。
应力：拉伸应力，压缩应力以及剪切应力都是外部施加于材料，导致材料断裂的作用力。
拉伸强度：材料被拉伸所能承受的最大作用力。
与压缩强度对应。
热胀率：温度变化与材料规格变化之间的比率。
韧性：材料吸收冲击能量而不断裂的能力。
原材料机械性能表
铸件、棒材、铜合金的原材料化学成份,机械性能表铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
棒材化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2
棒材化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延
伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2铸件化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延长率δ%、断面收缩率ψ%、αk :J/cm2
铜合金化学成份、机械性能表
表中单位：(1)化学成份% (2)力学性能：抗拉强度σb:MPa 、屈服强度σs:MPa 、延伸率δ%、收缩率ψ%、αk :J/cm2。