五金料基础知识

五金料基础知识

五金料基础知识

一、五金原料知识：

（一）、概念：

1、金属材料（metal materials ）：

以金属(包括合金与纯金属)为基础的材料。可分为钢铁材料和有色金属材料两大类。

2、种类：

3、性能：

由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处

理性能、切削加工性等。

②所谓使用性能：

是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。

常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。

（二）、金属材料特质：

1、疲劳

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力

水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。

金属材料疲劳断裂的特点是：

⑴载荷应力是交变的；

⑵载荷的作用时间较长；

⑶断裂是瞬时发生的；

压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

2、塑性

形而不破坏。一般把

延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分

之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围

内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如

冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。

3、耐久性

常导致突然破断。混凝土中的高强度钢筋（钢丝）可能发生这种破坏。

4、硬度

(⒉)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，可采用不同的压头和总试验压力组成几种不同的洛氏硬度标尺，每一种标尺用一个字母在

洛氏硬度符号HR后面加以注明。常用的洛氏硬度标尺是A,B,C三种（HRA,HRB,HRC）。其

中C标尺应用最为广泛。

HRA：是采用60kg载荷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）。

(3 )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）。

硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些

机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料

的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性

变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就

越高。

（三）性能

金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四

个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。

1、机械性能一应力的概念，物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用

引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如

组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。

二机械性能，金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能

力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。金属材料承受的载荷有多种形式，它可

以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主

要有以下几项：

（1.）强度

这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的最大能力，可分为抗拉强度极限

（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力作用

下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成

一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有：

⑴强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的最大应力，一般指拉力作用下的抗拉强

度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中最高点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPaσb=Pb/Fo式中：Pb?C至材料断裂时的最大应力（或者说是试样能承受的最大载荷）；Fo?C拉伸试样原来

的横截面积。

⑵屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，

用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料，在拉伸曲

线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点

的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用

σ0.2表示。屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs/σb）要小，以提高其安全可靠性，不

过此时材料的利用率也较低了。

⑶弹性极限：材料在外力作用下将产生变形，但是去除外力后仍能恢复原状的能力称

为弹性。金属材料能保持弹性变形的最大应力即为弹性极限，相应于拉伸试验曲线图中的

e点，以σ

e表示，单位为兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe为保持弹性时的最大外力（或者说

材料最大弹性变形时的载荷）。