工程材料力学性能

在确定一个工程产品或应用的材料时,了解机械性能的材料。的材料的力学性能是那些影响机械强度和能力的材料被塑造成合适的形状。材料的一些典型力学性能包括:

  • 强度
  • 韧性
  • 硬度
  • 淬透性
  • 脆性
  • 可锻性
  • 延性
  • 蠕变和滑
  • 弹性
  • 疲劳
材料的力学性能

强度

它是一种材料的特性,它反对在外力或负载存在下材料的变形或破坏。我们为我们的工程产品定型的材料,必须有适当的机械强度,以能够在不同的机械力或负载下工作。

韧性

材料是吸收能量的能力,并在不压裂的情况下塑性变形。其数值由每单位体积的能量的量决定。它的单位是joule / m3.。材料的韧性值可以通过材料的应力 - 应变特征来确定。为了良好的韧性,材料应该具有良好的强度以及延展性。

例如:具有良好强度但有限延展性的脆性材料韧性不够。相反,具有良好延展性但强度较低的材料也不够坚韧。因此,要使材料具有韧性,就必须能够承受高应力和高应变。

硬度

它是一种材料抵抗由于外部应力造成的永久形状变化的能力。硬度的测量方法有很多种——划痕硬度、压痕硬度和回弹硬度。

  1. 划伤硬度
    划痕硬度是材料在外力作用下对划痕与外表面层的对抗能力。
  2. 压痕硬度
    由于外部硬质和尖锐物体的冲床,材料是反对凹痕的能力。
  3. 反弹硬度
    反弹硬度也被称为动态硬度。它由钻石倾斜锤的“反弹”的高度决定,从材料上的固定高度下降。

淬透性

通过热处理处理来实现硬度的能力。它由材料变硬的深度决定。的SI单位其淬透性为米(与长度相近)。材料的淬透性与材料的可焊性成反比。

脆性

材料的脆性表明它在受到外力或载荷时多么容易断裂。当脆性材料受到应力时,它观察到的能量非常少,并且在没有显著应变的情况下发生断裂。材料的脆性与延性是相反的。材料的脆性与温度有关。有些在常温下有延展性的金属在低温下就会变脆。

可锻性

可锻性是固体材料的一种特性,它表明材料在压缩应力下很容易变形。可锻性通常是根据材料通过锤击或轧制形成薄片的能力来分类的。这种力学性能是材料塑性的一个方面。材料的延展性与温度有关。随着温度的升高,材料的延展性增加。

延性

延性是固体材料的一种特性,它表明材料在拉应力下很容易变形。延性通常是根据材料通过拉或拉制被拉伸成线的能力来分类的。这种力学性能也是材料塑性的一个方面,并且与温度有关。随着温度的升高,材料的延性增加。

蠕变和滑

蠕变是材料的性质,其表示材料在外部机械应力的影响下慢慢地移动和永久地变形的趋势。由于长时间暴露于大量外部机械应力,具有限制屈服。蠕变在很长一段时间内遭受热量的材料更严重。物质的滑移是具有高密度原子的平面。

弹性

弹性是材料在施加应力发生弹性变形时吸收能量的能力,在去除应力时释放能量的能力。弹性是指在不产生永久变形的情况下,能被吸收的最大能量。弹性模量定义为在不发生永久变形的情况下,单位体积所能吸收的最大能量。它可以通过从零到弹性极限的应力-应变积分来确定。它的单位是焦耳/m3.

疲劳

疲劳是由材料的反复加载引起的材料的弱化。当材料受到循环载荷时,当载荷大于一定的阈值但远低于材料的强度(极限抗拉强度或屈服应力极限)时,在晶界和界面处开始形成微观裂纹。最终裂纹达到临界尺寸。裂纹突然扩展,结构破裂。结构的形状对疲劳性能影响很大。方孔和尖角导致疲劳裂纹萌生处应力升高。

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