cwi培训课件-第六章金属的特性和破坏性试验第六单元

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1、第六单元金属的特性和破坏性试验中国检验认证集团陕西有限公司美国焊接学会（AWS）认可CWI培训机构联系电话：029-85407368网址：http://www.ccic-csn.com/training_CWI.htmlAWS官网信息：http://www.aws.org/certification/inter_contact_schedule.html一、金属的机械性能2二、金属的化学性能7三、破坏性试验12四、概述27一、金属的机械性能我们将讨论金属的一些重要的机械性能；这里的讨论限于以下五种性能

2、：●强度●延展性●硬度●韧性●疲劳强度1.强度★强度:“材料能够承受所加载荷的能力”。★有很多种强度，每一种都取决于这一载荷是如何施加到材料上的，如:拉伸强度，剪切强度，抗扭强度，冲击强度和疲劳强度。①拉伸强度●被描述为当金属承受张力或拉力载荷而不失效的能力。●拉伸强度通常以两种不同方式描述。所用的术语是最大的拉伸强度和屈服强度。p4of29图6.2一些金属的机械性能②延展性◆延展性是材料在承受载荷而没有失效情况下变形或伸长的能力。◆它可能影响到金属在受载下是慢慢失效还是突然失效。如果金属有高的延展性，它

3、通常会慢慢地断裂。◆金属的延展性直接与其温度有关。当温度上升时，金属的延展性会增加。当温度下降时，延展性会减小。◆具有高延展性的金属可以称为韧性材料，低延展性金属可称为脆性材料。◆轧制金属，在材料的横向，相对于轧制方向的性能，强度要降低30%，延伸性要减少50%。在厚度方向，其强度和延伸性甚至更低。◆上述所涉及的三个方向的每一个都分配了一个识别字母。轧制方向是X，横向是Y，厚度方向是Z。③硬度★它被定义为一材料抵抗压痕或侵入的能力。★对于碳钢，硬度和强度是直接相关的。当强度增加，也硬度随之增加，反之亦然。

4、P5of29图6.4所示是通常使用的硬度试验的压头以及产生的压痕形状④韧性◆韧性是材料光滑无缺口时吸收能量的能力。金属的韧性是在某温度下确定的。没有试验温度的韧性值几乎是无意义的。◆金属韧性是可以用应力应变曲线下的面积的计算来确定，如P5of29图6.5所示。◆在测定金属韧性的试验中，通常要确定的是金属从韧性转为脆性的温度。该温度被称为金属的脆性转变温度。◆大部分试验是将金属在某一温度时施加冲击载荷。常用的缺口韧性或冲击试验包括夏比试验，落锤无延性转变温度试验，爆破试验，动态撕裂以及裂纹尖端张开位移试验（

5、CTOD）。⑤疲劳强度★金属的疲劳强度定义为金属在重复载荷下抵御失效的必要强度。★通常疲劳试验是以拉伸施加应力，然后再在以同样的量压缩，如此循环反复。这种试验称为反向弯曲试验。当所施加的最大的应力增加，所需的产生失效的循环次数减少。★如果试验是在各种应力下进行的，那么就可以作出S-N曲线，如P6of29图6.7所示。S-N曲线是用图来描述在各种应力下产生疲劳失效所需要的循环次数。P6of29图6.7钢和铝典型S-N曲线★这些曲线显示了钢有明确的疲劳极限，但铝的曲线并没有明确的疲劳极限。★疲劳极限是指无论载

6、荷施加了多少个循环次数，金属不出现失效的最大应力。★对于钢，只要应力保持在疲劳极限下，可以无限地维持。碳钢的疲劳强度常常大约等于其拉伸强度的一半。★焊缝表面的不连续，如咬边，焊瘤，加强高过大或凸面都对焊件的疲劳强度有影响。★焊缝内部的不连续也能造成疲劳失效，那些在表面上的不连续更让人忧虑。因为表面的不连续比内部的不连续更快地导致疲劳失效。二、金属的化学性能1.合金钢的合金划分为三个分类：普通碳钢，低合金钢和高合金钢。①普通碳钢它的基本元素为铁，但还含有少量的碳，锰，磷，硫和硅。含碳量对钢的性能有最大的影响

7、。P8of29图6.11(参见下页)所示的是含碳量和普通碳钢的一些特性。P8of29图6.11–普通碳钢的种类普通名字碳含量应用可焊性工业纯铁最大0.03%镀锌和深度引长薄板非常好和板条低碳钢最大0.15%焊条，各种形状的板，非常好薄板和板条低碳钢0.15%-0.30%各种结构形状的板和条好中碳钢0.30%-0.50%机器零部件中等（预热和经常要求后热）高碳钢0.50%-1.00%弹簧，模具，铁轨低（没有适当的预热和后热很难接）②低合金钢◆它包含非常少量的另一些元素，如镍，铬，锰，硅，钒，钶，钼和硼。◆这

8、些元素的不同含量能够引起在机械性能上的显著不同。这些低合金钢一般分为高强度低合金结构钢，低温用钢或高温用钢。◆低合金钢也能根据它们的化学成份进行分类。如p8of29图6.12所示。这种分类是由美国钢铁研究所（AISI）和汽车工程师学会(SAE)编制的，并经常地在钢生产中应用。P8of29图6.12–AISI-SAE碳钢和低合金钢的命名(1)系列命名型式和类别10xx……………………无再硫化碳钢等级11xx……………………再硫化