1. 什麼是鋼材的冷彎性質和沖擊韌性有何實際意義
冷彎性能是指鋼材在冷加工(即在常溫下加工)產生塑性變形時,對產生裂紋的抵抗能力。回鋼材的答冷彎性能是用冷彎試驗來檢驗鋼材承受規定彎曲程度的彎曲變形性能,並顯示其缺陷的程度。
冷彎性能的實際意義,一方面是檢驗鋼材能否適應構件製作中的冷加工工藝過程,另一方面通過試驗還能暴露出鋼材的內部缺陷(顆粒組織、結晶情況和非金屬夾雜物分布等缺陷),鑒定鋼材的塑性和可焊性。
沖擊韌性是沖擊試樣的沖擊吸收功除以試樣缺口底部處橫截面積的商。沖擊韌性是反映金屬材料對外來沖擊負荷的抵抗能力,一般由沖擊韌性值(ak)和沖擊功(Ak)表示。
沖擊韌度指標的實際意義在於揭示材料的變脆傾向。
2. 鋼材有哪些主要力學性能
力學性能是鋼材最重要的使用性能,包括抗拉性能、塑性、韌性及硬度等。
(1)抗拉性能。表示鋼材抗拉性能的指標有屈服強度、抗拉強度、屈強比、伸長率、斷面收縮率。
屈服是指鋼材試樣在拉伸過程中,負荷不再增加,而試樣仍繼續發生變形的現象。發生屈服現象時的最小應力,稱為屈服點或屈服極限,在結構設計時,一般以屈服強度作為設計依據。
抗拉強度是指試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大荷載與試樣原橫截面面積之比。
鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6~0.65,低合金結構鋼為0.65~0.75,合金結構鋼為0.84~0.86。
伸長率是指金屬材料在拉伸時,試樣拉斷後,其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比;斷面收縮率是指金屬試樣拉斷後,其縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比。伸長率和斷面收縮率越大,鋼材的塑性越好。
(2)冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下抵抗彎曲變形的能力,表示鋼材在惡劣條件下的塑性。鋼材按規定的彎曲角度a和彎心直徑d彎曲後,通過檢查彎曲處的外面和側面有無裂紋、起層或斷裂等進行評定。
通過冷彎可以揭示鋼材內部的應力、雜質等缺陷,還可用於鋼材焊接質量的檢驗,能揭示焊件在受彎面的裂紋、雜質等缺陷。
(3)沖擊韌性。沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功ak,單位為焦耳(j)。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材質量的一項指標,特別對經常承受荷載沖擊作用的構件,如重量級的吊車梁等,要經過沖擊韌性的鑒定。沖擊韌性越大,表明鋼材的沖擊韌性越好。
(4)硬度。硬度是指金屬抵抗硬物體壓人其表面的能力,硬度不是一個單純的物理量,而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標。
硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法為布氏硬度,是用一定直徑的球體(鋼球或硬質合金球),以相應的試驗力壓人試樣表面,經規定的保持時間後,卸除試驗力,測表面壓痕直徑計算其硬度值。
(5)疲勞破壞。鋼材在交變應力作用下,應力在遠低於靜荷載抗拉強度的情況下突然破壞,甚至在低於靜荷載屈服強度時即發生破壞,這種破壞稱為疲勞破壞。鋼材疲勞破壞的應力指標用疲勞強度(或稱疲勞極限)來表示,它是指試件在交變應力的作用下,不發生疲勞破壞的最大應力值。一般把鋼材承受交變荷載1×107周次時不發生破壞所能承受的最大應力作為疲勞強度。設計承受交變荷載且需進行疲勞驗算的結構時,應當了解所用鋼材的疲勞強度。
3. 鋼材的性能主要有哪些內容
鋼材的性能分為抗拉強度、彈性模量、塑性、沖擊韌性、冷脆性、硬度、冷彎性能、版可焊性、熱處理以及冷權加工與時效。
在鋼材質量檢測中,包括鋼材構件品質檢測有很多種項目,包括拉伸測試、彎曲疲勞測試、抗壓/折測試、耐腐蝕測試。材料及相關製品在研發及生產過程實時掌握產品質量性能,可避免因質量退貨、原材料浪費等。
為了改善鋼的性能,在冶煉碳素鋼的基礎上,加入一些合金元素而煉成的鋼,如鉻鋼、錳鋼、鉻錳鋼、鉻鎳鋼等。按其合金元素的總含量,可分為:
1、低合金鋼--合金元素的總含量≤5%。
2、中合金鋼--合金元素的總含量5%~10%。
3、高合金鋼--合金元素的總含量>10%。
根據添加元素的不同,並採取適當的加工工藝,可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。
4. 鋼板的熱處理性能怎麼做又知道的么(像沖擊功,屈服強度,抗拉強度,Z項,延伸等)比如說,沖擊功100
力學性能試驗有國家標準的,需按照標准規定步驟做實驗,得出想要的數值。
熱處理是材料的一種加工方法。一般熱處理後有相應的力學性能試驗,檢測經熱處理後的材料是否滿足相應的力學性能要求。
5. 國內鋼材性能沖擊功的單位是J,國外有的單位是fb,問問這兩個的區別,怎麼換算
能量國際單位:1J=1N.m
能量英制單位:ft.Ibf
1 ft.Ibf=1.3558 J
6. 彈性模量,屈服比的含義是什麼它們反應了鋼材的什麼性能
彈性模量是根據胡克定律的y=kx經典理論演化而來,假設應力為y,應變回為x,則應變為k(這是答對於純彈性物質而言),對於其他物質要加上各種約束條件才能成立。
所以,彈性模量反應的就是鋼筋在彈性范圍內,沒有達到塑性變形前,應力的作用下其可恢復變形的能力。
屈服比,是材料屈服的臨界應力值。
(1)對於屈服現象明顯的材料,屈服強度就是屈服點的應力(屈服值);(2)對於屈服現象不明顯的材料,與應力-應變的直線關系的極限偏差達到規定值(通常為0.2%的永久形變)時的應力。通常用作固體材料力學機械性質的評價指標,是材料的實際使用極限。因為在應力超過材料屈服極限後產生頸縮,應變增大,使材料破壞,不能正常使用。
當應力超過彈性極限後,進入屈服階段後,變形增加較快,此時除了產生彈性變形外,還產生部分塑性變形。當應力達到B點後,塑性應變急劇增加,應力應變出現微小波動,這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由於下屈服點的數值較為穩定,因此以它作為材料抗力的指標,稱為屈服點或屈服強度(σs或σ0.2)。
7. 鋼材的沖擊韌性是反映鋼材的什麼性能指標
沖擊韌性是鋼材的常規力學性能指標之一(還有強度、硬度、塑性等指標)。是版 在沖擊載荷的作用下權測定的試樣斷裂的數值(單位是KJ/cm²).用AK表示。沖擊值越高,說明鋼材在動載荷作用下的抗斷裂能力越強。
8. 鋼材的沖擊功Akv是什麼意思
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鋼材在進行缺口沖擊試驗時,擺錘沖擊消耗在試樣上的能量,稱為沖擊功,用Ak表示,單位為焦耳(J)。當為V形缺口時,即為AKV,當為U形缺口時,即為AKU。
沖擊試驗時擺錘消耗在試樣單位截面上的沖擊功稱為沖擊韌性(也稱為沖擊值),用αk表示。即:ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。
由於沖擊功僅為試樣缺口附近參加變形的體積所吸收,而此體積又無法測定,且在同一斷面上每一部分的變形也不一致,因此用單位截面積上的沖擊功αk來判斷韌性的方法國內外已逐漸被淘汰。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。
而用試樣缺口處的截面積F去除Ak,可得到材料的沖擊韌度(沖擊值)指標,即ak=Ak/F,其單位為kJ/m2或J/cm2。
因此,沖擊韌度ak表示材料在沖擊載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。ak值的大小表示材料的韌性好壞。
一般把ak值低的材料稱為脆性材料,ak值高的材料稱為韌性材料。
ak值取決於材料及其狀態,同時與試樣的形狀、尺寸有很大關系。ak值對材料的內部結構缺陷、顯微組織的變化很敏感,如夾雜物、偏析、氣泡、內部裂紋、鋼的回火脆性、晶粒粗化等都會使ak值明顯降低;同種材料的試樣,缺口越深、越尖銳,缺口處應力集中程度越大,越容易變形和斷裂,沖擊功越小,材料表現出來的脆性越高。因此不同類型和尺寸的試樣,其ak或Ak值不能直接比較。
材料的ak值隨溫度的降低而減小,且在某一溫度范圍內,ak值發生急劇降低,這種現象稱為冷脆,此溫度范圍稱為「韌脆轉變溫度(Tk)」。
沖擊韌度指標的實際意義在於揭示材料的變脆傾向。
什麼是夏比沖擊試驗? 夏比是音譯:Charpy,夏比沖擊試驗(英文標准名稱:Charpy Imapct Test)是用以測定金屬材料抗缺口敏感性(韌性)的試驗。制備有一定形狀和尺寸的金屬試樣(通常為10×10×55mm),使其具有U形缺口或V形缺口,在夏比沖擊試驗機上處於簡支梁狀態,以試驗機舉起的擺錘作一次沖擊,使試樣沿缺口沖斷,用折斷時擺錘重新升起高度差計算試樣的吸收功,即為Aku(U型缺口)和Akv(V型缺口)。可在不同溫度下作沖擊試驗。吸收功值(焦耳)大,表示材料韌性好,對結構中的缺口或其他的應力集中情況不敏感。 對重要結構的材料近年來趨向於採用更能反映缺口效應的V形缺口試樣做沖擊試驗
沖擊試驗:一種動態力學性能試驗,主要用來測定沖斷一定形狀的試樣所消耗的功,又叫沖擊韌性試驗。
根據試樣形狀和破斷方式,沖擊試驗分為彎曲沖擊試驗、扭轉沖擊試驗和拉伸沖擊試驗三種。橫梁式彎曲沖擊試驗法操作簡單,應用最廣,其試驗原理見圖1。
沖擊試樣 世界各國常用的彎曲沖擊試樣如圖2所示。中國有關標准規定採用橫梁式試驗法,所用標准試樣以U形缺口試樣和V形缺口試樣為主。
沖擊試樣所消耗的功,稱為沖擊功Ak。將Ak除以缺口處橫截面積 F,則得沖擊韌度ak,單位為J/cm2。ak值沒有明確物理意義,因為沖擊功並非沿著缺口處截面積均勻消耗。因此,ak值不能直接用於設計計算。同一種金屬材料,缺口越尖越深,則塑性變形體積愈小,吸收功也愈小,材料的韌性也就愈低。因此,對於不同尺寸和缺口的試樣,所得結果不能互相換算和比較。
彎曲沖擊試驗 是20世紀初夏比(G.Charpy)提出的,以後獲得廣泛使用。在工程上主要是用它評定冶金質量和加工工藝質量,以及測定韌性-脆性轉變溫度。如試樣上預制疲勞裂紋,用示波圖或其他方法求出載荷-時間曲線和載荷-位移曲線,還可測得動態開裂發生的斷裂韌度KId和已擴展裂紋停止擴展的斷裂韌度KIA等(見金屬的強化)。
韌性-脆性轉變 是金屬材料隨溫度降低由韌性狀態過渡到脆性狀態致使沖擊韌度急劇降低的現象。金屬材料典型的沖擊功與溫度的關系曲線見圖3。從韌性角度選材,最重要的是要知道韌性-脆性轉變溫度Tk(℃)。Tk通常是根據沖擊功(或沖擊韌度)、斷口形貌特徵、變形特徵與溫度的關系求得。其方法是:①選取一定沖擊功所對應的溫度為Tk;②若用夏比V形缺口試樣,則對應於沖擊功為15英尺-磅(20.34J)的Tk用V15TT表示;③或用斷口面積上出現50%結晶狀斷口時的溫度為Tk,以50%FATT表示;④還有以沖擊功曲線開始上升的溫度來定義Tk,為零塑性轉變溫度,用NDT表示。顯然,Tk因選用標准不同而異,使用Tk時,一定要注意定義Tk的標准。
沖擊韌性:用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規定類型的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時,試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱為沖擊韌性以αk表示。
目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標准上直接採用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是採用αK值。因為單位面積上的沖擊功並無實際意義。
沖擊功對於檢查金屬材料在不同溫度下的脆性轉化最為敏感,而實際服役條件下的災難性破斷事故,往往與材料的沖擊功及服役溫 度有關。 因此在有關標准中常常規定某一溫度時的沖擊功值為多少 、還規定FATT(斷口面積轉化溫度)要低於某一溫度的技術條件。所謂FATT,即一組在不同溫度下的沖擊試樣沖斷後,對沖擊斷口進行評定,當脆性斷裂占總面積的50%時所對應的溫度。
由於鋼板厚度的影響,對厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標准規定的條件下,才可按標準的換算方法,折算 成標准沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
沖擊韌性指材料在受到外加沖擊負荷的作用下,斷裂時消耗的功除以試樣缺口斷面面積而得到的商值,即在規定溫度下,試樣抵抗沖擊載荷時所吸收的能量。' H( X$ S, G' I2 K% h
沖擊韌性的高低,取決於材料有無迅速塑性變形的能力。沖擊韌性高的材料,一般都有較高的塑性。但塑性指標高的材料不一定都有高的沖擊韌性。這是因為在靜負荷下,能夠緩慢塑性變形的材料在沖擊負荷下不一定能迅速發生塑性變形。沖擊韌性是強度與塑性的綜合指標,是強度和塑性兩者的函數,但塑性對韌性的影響更大些。6 R- L* O: G" r5 J4 X
沖擊試樣中的缺口形式主要有兩種,即夏比V形缺口和夏比U形缺口試樣,所測得的沖擊吸收功分別用Akv和Aku表示。沖擊試樣的取樣方式也有兩種,即橫向取樣和縱向取樣(與鋼板軋制方向垂直為橫向,平行為縱向)。沖擊試樣的規格尺寸有三種,即標准試樣為55×10×10,小試樣為55×10×7.5或55×10×5,沖擊試樣的規格尺寸主要根據材料厚度可能製得的最大尺寸規格確定。
目前我國國內用於容器設計製造的法規和標准均規定以夏比V形缺口、橫向取樣方式為主。沖擊試樣的缺口形式對沖擊韌性影響非常大,夏比V形缺口比夏比U形缺口更為尖銳,更能反應材料的缺口和內部缺陷對動態載荷的敏感性。對於U形試樣,進行沖擊試驗時,其沖擊功大部分消耗於裂紋的形成,而對V形缺口試樣,其沖擊功大部分消耗於裂紋的擴展。U形缺口測得的沖擊韌性與V形缺口測得的沖擊韌性之間不存在對應的換算關系。沖擊試樣的取樣方向規定為「橫向取樣」,主要考慮在鋼錠澆注時,會形成偏析及含有雜質,在軋制鋼板的過程中,這些不均勻部分和雜質會順著金屬延伸方向形成纖維狀組織,從而使鋼板平行於軋制方向的力學性能高於垂直方向的力學性能。我國標准規定的沖擊試樣取樣方向與美國ASME的規定是不一致的,美國ASME標准規定的沖擊試樣取樣方向為「縱向取樣」,故對在國內使用的國外進口材料用於國內的容器製造時,應注意沖擊試樣的取樣方向應規定為「橫向取樣」。
材料在沖擊載荷作用下抵抗破壞的能力叫沖擊韌性。通俗的講就是材料在受到外力的打擊或是沖撞時它所能抵抗破壞的能力,如冷軋鋼或合金鋼就比鑄鐵、鑄鋼等材料耐沖擊,這是因為鑄件脆所以不耐撞擊。
通俗的說就是在受到抵抗意外沖擊的一種能力,和強度、硬度沒必然聯系。
鋼材的沖擊功影響因素
1.沖擊功的實驗方法
鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時吸收機械能的一種能力,是衡量鋼材抵抗因低溫,應力集中,沖擊荷載作用等所導致的斷裂能力的一項機械性能。
實驗方法是用一定尺寸和形狀的金屬試樣,在規定類型的沖擊試驗上受沖擊負荷折斷時,試樣刻槽處單位橫截面上所消耗的沖擊功,稱為沖擊 韌性以αk表示。 目前常用的10×10×55mm,帶2 mm深的V形缺口夏氏沖擊試樣,標准上直接採用沖擊功(J焦耳值)AK,而不是採用αK值。因為單位面積上的沖擊功並無實際意義。
由於鋼板厚度的影響,對厚度≤10mm的鋼板,可取得3/4小尺寸沖擊試樣(7.5×10×55mm)或1/2小尺寸沖擊試樣(5×10×55mm)。但是一定要注意,同規格及同一溫度下的沖擊功值才可相互比較。只有在標准規定的條件下,才可按標準的換算方法,折算 成標准沖擊試樣的沖擊功,再相互比較。
2.沖擊功的主要影響因素
鋼材沖擊韌性不但和鋼材的質量,試件缺口形狀,載入速度有關,而且受溫度,特別是負溫度的影響較大,當溫度低於某一溫度時 ,鋼材的沖擊韌性將急劇降低,同時沖擊韌還和試件的厚度有關,厚度越大韌性較低。
沖擊韌性值是動態底下的受力,不好根據其它東西確定的,沖擊值還跟試樣的表面光潔度有關哦
9. 鋼材的力學性能有哪些
力學性能是鋼材最重要的使用性能,包括抗拉性能、塑性、韌性及硬度等。
(1)抗拉性能。表示鋼材抗拉性能的指標有屈服強度、抗拉強度、屈強比、伸長率、斷面收縮率。
屈服是指鋼材試樣在拉伸過程中,負荷不再增加,而試樣仍繼續發生變形的現象。發生屈服現象時的最小應力,稱為屈服點或屈服極限,在結構設計時,一般以屈服強度作為設計依據。
抗拉強度是指試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大荷載與試樣原橫截面面積之比。
鋼材的屈服點(屈服強度)與抗拉強度的比值,稱為屈強比。屈強比越大,結構零件的可靠性越高,一般碳素鋼屈強比為0.6~0.65,低合金結構鋼為0.65~0.75,合金結構鋼為0.84~0.86。
伸長率是指金屬材料在拉伸時,試樣拉斷後,其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比;斷面收縮率是指金屬試樣拉斷後,其縮頸處橫截面面積的最大縮減量與原橫截面面積的百分比。伸長率和斷面收縮率越大,鋼材的塑性越好。
(2)冷彎性能。冷彎性能是指鋼材在常溫下抵抗彎曲變形的能力,表示鋼材在惡劣條件下的塑性。鋼材按規定的彎曲角度a和彎心直徑d彎曲後,通過檢查彎曲處的外面和側面有無裂紋、起層或斷裂等進行評定。
通過冷彎可以揭示鋼材內部的應力、雜質等缺陷,還可用於鋼材焊接質量的檢驗,能揭示焊件在受彎面的裂紋、雜質等缺陷。
(3)沖擊韌性。沖擊韌性是指鋼材抵抗沖擊荷載作用而不破壞的能力。
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。鋼材的沖擊韌性是衡量鋼材質量的一項指標,特別對經常承受荷載沖擊作用的構件,如重量級的吊車梁等,要經過沖擊韌性的鑒定。沖擊韌性越大,表明鋼材的沖擊韌性越好。
(4)硬度。硬度是指金屬抵抗硬物體壓人其表面的能力,硬度不是一個單純的物理量,而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標。
硬度的表示方法有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度、肖氏硬度。最常用表示方法為布氏硬度,是用一定直徑的球體(鋼球或硬質合金球),以相應的試驗力壓人試樣表面,經規定的保持時間後,卸除試驗力,測表面壓痕直徑計算其硬度值。
(5)疲勞破壞。鋼材在交變應力作用下,應力在遠低於靜荷載抗拉強度的情況下突然破壞,甚至在低於靜荷載屈服強度時即發生破壞,這種破壞稱為疲勞破壞。鋼材疲勞破壞的應力指標用疲勞強度(或稱疲勞極限)來表示,它是指試件在交變應力的作用下,不發生疲勞破壞的最大應力值。一般把鋼材承受交變荷載1×107周次時不發生破壞所能承受的最大應力作為疲勞強度。設計承受交變荷載且需進行疲勞驗算的結構時,應當了解所用鋼材的疲勞強度。
10. 什麼叫鋼材的沖擊功 如27J 後面的J代表的是什麼意思
工程上常用一次擺錘沖擊彎曲試驗來測定材料抵抗沖擊載荷的能力,即測定沖擊載荷試樣被折斷而消耗的沖擊功Ak,單位為焦耳(J)。