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时间:2018-06-12
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1、金属在产品设计中的应用金属的基本情况:金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。金属的上述特质都跟金属晶体内含有自由电子有关。在自然界中,绝大多数金属以化合态存在,少数金属例如金、铂、银、铋以游离态存在。金属矿物多数是氧化物及硫化物。其他存在形式有氯化物、硫酸盐、碳酸盐及硅酸盐。金属之间的连结是金属键,因此随意更换位置都可再重新建立连结,这也是金属伸展性良好的原因。金属元素在化合物中通常只显正价。也是音乐风格用语,或被称为重金属,有不同的摇滚音乐金属分类。成
2、分类别 英语:metal(s) 1、金属中延展性最好的是金(Au),常温下导电好的依次是银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)等; 2、金属有几种分类方法: 冶金工业分类法: 黑色金属:铁、铬、锰三种 有色金属:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、钍。 还可以把金属分为: 常见金属:如铁、铝、铜
3、、锌等 稀有金属:如锆、铪、铌、钽等; 1.轻金属。密度小于4500千克/立方米,如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。 2.重金属。密度大于4500千克/米3,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。 3.贵金属。价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,如金、银及铂族金属。 4.非金属元素。性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。 5.稀有金属。包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等; 6.稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等; 7.稀有分散金属,如镓、铟、锗、铊等; 8.稀
4、土金属,如钪、钇、镧系金属;9.放射性金属,如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。基本特性 金属材料性能为更合理使用金属材料,充分发挥其作用,必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能(使用性能)及其在冷热加工过程中材料应具备的性能(工艺性能)。 材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等)、化学性能(耐用腐蚀性、抗氧化性),力学性能也叫机械性能。材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。金属材料比表面积研究是非常重要的,(一)、机械性能
5、 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。 4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。 5、
6、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。 6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。 7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2)。 对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析 1.弹性:εe=σe/E,指标σe,E 2.刚性:△L=P·l/E·F抵抗弹性变形的能力强度 3.强度:σs---屈服强度,σb---抗拉强度 4.韧性:冲击吸收功
7、Ak 5.疲劳强度:交变负荷σ-1<σs 6.硬度HR、HV、HB Ⅰ阶段线弹性阶段拉伸初期应力—应变曲线为一直线,此阶段应力最高限称为材料的比例极限σe. Ⅱ阶段屈服阶段当应力增加至一定值时,应力—应变曲线出现水平线段(有微小波动),在此阶段内,应力几乎不变,而变形却急剧增长,材料失去抵抗变形的能力,这种现象称屈服,相应的应力称为屈服应力或屈服极限,并用σs表示。 Ⅲ阶段为强化阶段,经过屈服后,材料又增强了抵抗变形的能力。强化阶段的最高点所对应的应力,称材料的强度极限。用σb表示,强度
8、极限是材料所能承受的最大应力。 Ⅳ阶段为颈缩阶段。当应力增至最大值σb后,试件的某一局部显著收缩,最后在缩颈处断裂。 对低碳钢σs与σb为衡量其强度的主要指标。 刚性:△L=P·l/E·F,抵抗弹性变形的能力。 P---拉力,l---材料原长,E---弹性模量,F---截面面积 塑性变形:外力去处后,不能恢复的变形,即残余变形称塑性变形。 材料能经受较大塑性变形而不破坏的能力,称为材料的塑性或延伸性。 衡量材料塑性的两个指标是延伸率和断面收缩率。 延伸率δ=(△l0
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