金屬和合金的物理、力學(xué)性能及檢驗(yàn)方法

金屬是帶有電子導(dǎo)電性的物質(zhì)，它的導(dǎo)電性隨著溫度升高而降低，它們大都帶有光澤并具有一定的塑性。

在現(xiàn)代工業(yè)中純金屬的用途較少，而合金的用途則非常廣泛。合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬組成的復(fù)雜物質(zhì)，它在液態(tài)時(shí)大都能互相溶解，在固態(tài)下具有金屬特性。由于合金具有不同的化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，因而能在很大范圍內(nèi)改變它的物理、化學(xué)和力學(xué)性能。除了改變化學(xué)元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)外，還可以利用熱處理的方法改變它的性能，基于以上原因，合金在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用得很廣，在機(jī)器制造業(yè)中用來制造各種零件。

所有零件在其使用過程中，都要承受載荷的作用，因而使其產(chǎn)生變形。所謂變形就是零件的尺寸和形狀發(fā)生了變化。變形可以分為彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是當(dāng)載荷去掉后會(huì)消失的變形；塑性變形是在載荷去掉后仍然保留的變形。

假如零件所受載荷超過一定限度時(shí)，將發(fā)生破裂，因此制造閥門的金屬和合金必須具有在載荷作用下抵抗破裂的性能。

為了使閥門零件不致破裂，必須選擇適當(dāng)?shù)慕饘俸秃辖饋碇圃?。為此每一個(gè)閥門設(shè)計(jì)或制造人員都必須了解金屬的力學(xué)性能。

金屬和合金的力學(xué)性能包括強(qiáng)度、硬度、彈性、塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度等。

強(qiáng)度是金屬在載荷作用下抵抗破壞的性能。

硬度是金屬抵抗其他更硬物體壓人的性能。

彈性是金屬當(dāng)載荷去掉后能恢復(fù)原有形狀的性能。

塑性是金屬產(chǎn)生塑性變形而不發(fā)生破裂的性能。

沖擊韌性是金屬抵抗沖擊載荷作用而不破裂的性能。

疲勞強(qiáng)度是金屬經(jīng)受無限多次交變載荷的作用而不破壞的性能。

蠕變強(qiáng)度是金屬在高溫環(huán)境中、在不變的載荷作用下，抵抗緩慢而連續(xù)發(fā)生塑性變形的性能。

測(cè)定金屬和合金力學(xué)性能的試驗(yàn)是在專門的機(jī)器上進(jìn)行的。根據(jù)加載條件的不同，金屬和合金的力學(xué)試驗(yàn)可分為：

①靜力試驗(yàn)——緩慢而均勻地增加載荷的試驗(yàn)；

②動(dòng)力試驗(yàn)——高速增加載荷的試驗(yàn)；

③交變載荷試驗(yàn)——在試驗(yàn)過程中載荷的數(shù)值，或數(shù)值與方向都發(fā)生變化。

拉伸試驗(yàn)

拉伸試驗(yàn)是靜力試驗(yàn)的一種，即在試驗(yàn)過程中加到試樣上的載荷由零增至某一最后數(shù)值。

由拉伸載荷引起的金屬變形叫作拉伸變形。 載荷的作用方式除了拉伸以外，還有壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切等，如圖1-1所示。但是金屬抵抗壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切載荷的性能與抵抗拉伸載荷的性能之間存在著一定的關(guān)系，都可以根據(jù)拉伸試驗(yàn)的結(jié)果加以確定，因此，拉伸試驗(yàn)是測(cè)定金屬靜力強(qiáng)度的基本試驗(yàn)。

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