第二讲 钢材的基本性能

《第二讲 钢材的基本性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二讲钢材的基本性能钢材的性能和质量是最终的产品质量,和使用寿命是密切相关的,下面来给大家介绍一下钢材的主要性能。一、物理性能所谓物理性能就是钢材的本质不发生变化所表现出来的性能,主要由以下几种：1、密度单位体积内材料的质量,叫做该材料的密度,密度的计算公式如下：ρ（密度）＝m（质量）／Ｖ（体积），对于大多数钢材而言，理论计算重量时，都按7.85g/cm3作为该钢材的密度,钢材理论重量计算公式如下：Ｗ（理论重量）＝Ｆ（钢材截面积）×Ｌ（钢材长度）×ρ（密度）．应当注意的是理论重量与实际重量有一定的出入，只能作为参考。另外还有钢材质量的

2、简单计算方式，也请大家记一下：圆钢：Ｗ＝6.17×直径2；方钢：Ｗ＝7.85×边长2；扁钢：Ｗ＝7.85×宽度×长度。2、热膨胀性钢材在受热时体积增大，冷却时收缩的性能称为热膨胀性。热膨胀性的大小，一般用线膨胀系数α表示。α值越大，钢材的尺寸或体积随温度变化而变化的程度就越大。线膨胀系数的计算式如下：α＝（l2-l1）/L1t，α线膨胀系数，10-6/℃；t升高的温度。l1钢材膨胀前的长度cm，l2膨胀后的长度cm。3、熔点钢材由固态溶解成液态时的温度，纯铁的熔点为1534℃。4、导电性钢材传导电流的能力。5、导热性金属传导热的能力。

3、二、化学性能指钢材在室温和高温条件下，抵抗外界介质对它的化学侵蚀的能力。1．抗氧化性：钢材在室温或高温下抵抗氧化的能力。Fe＋O2＝Fe2O3，氧化过程会随着温度的的提高而加速，所以在高温下工作的零件用钢材应有很好的抗氧化性。2．耐腐蚀性：钢材抵抗周围介质（大气、水蒸气、有害气体、酸、碱、盐等）的腐蚀能力，最常见的钢铁生锈。3．化学稳定性：是上述两种的总称，钢材在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。三、力学能力钢材抵抗外力作用的能力，力学性能是衡量钢材质量好坏的最重要指标之一。1．强度指钢材在外力作用下，抵抗永久变形和断裂的能力，分为抗拉

4、强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度和抗扭强度五种，一般情况下多以抗拉强度作为判别钢材强度高低的指标。钢材受外力作用下发生变形，当外力消除后，钢材又能恢复到原来形状的能力叫做弹性，在弹性下发生的形变叫做弹性变形。钢材受外力后表现的规律是：首先发生弹性变形，然后是塑性变形，最后是裂纹形成的扩展，直至断裂，三个物理过程是连续进行的，当前一个过程发展到极限程度，后一个过程便随之发生。衡量钢材强度的指标也有三个：弹性模量、屈服强度和抗拉强度。它们都表示钢材抵抗变形和破坏的能力，都是通过拉伸试验测定的。拉伸试验的方法是用静拉力对标准试样进行轴向拉

5、伸，同时连续测量力和相应的伸长量，直至试样断裂。根据测得的数据，即可得出有关的力学性能。1）弹性模量（E）在弹性范围内物体的应力和应变量成正比，其比例系数即为弹性模量。弹性模量的计算公式是：σ＝Ｅε或σ＝Ｅ×ΔＬ／Ｌo，σ引起变形的正应力，ε相对伸长率或称应变，Ｅ弹性模量，对钢而言Ｅ＝20720N/mm2。2）屈服强度（或屈服点）钢材产生屈服现象时的最小应力。屈服现象就是指材料在承受外力时，当外力不再增加，但材料仍然发生塑性形变的现象。其计算方法如下：σs＝Ｆs／Ｓo，σs屈服强度，Ｆs材料屈服时的载荷，Ｓo试样原始截面积。应当指出的

6、是，只有强度较低的低碳和中碳钢才有明显的屈服现象，对某些在拉伸试验时无明显屈服现象的钢材，国家标准规定以试样产生Ｌo的0.2％塑性变形时的应力作为条件屈服强度，用σ0.2表示，其计算公式如下：σ0.2＝Ｆ0.2／Ｓo，Ｆ0.2试样产生0.2％Ｌo塑性变形时的载荷Ｎ。３）抗拉强度钢材在拉断前所抵抗的最大外力（Ｆo）的能力，用σb表示，其计算公式如下：σb＝Ｆb／Ｓo，Ｆb最大外力（或最大载荷）Ｎ，Ｓo试样原始截面积mm2，任何工件在工作时决不允许承受的应力达到抗拉强度的极限，否则工件将会发生断裂，造成设备严重失效，所以σb是一个标志钢材

7、质量的重要指标。２．塑性钢材在载荷（外力）作用下，断裂前经受永久变形的能力，钢材受力所产生的永久形变，就叫塑性形变。钢材的塑性也是通过拉伸试验来制定的，判断塑性主要是以下两个指标来表示：１）断后伸长率δ或延伸率试样受外力被拉断后，断后标距的残余伸长（Ｌv－Ｌo）与原始实验标距（Ｌo）比值的百分率，其计算公式如下：δ＝（Ｌv－Ｌo）／Ｌo×100％，必须说明，试样长短不同，测得的伸长率是不同的，通常短试样测出的伸长率大于长试样的结果。２）断面收缩率ψ试样受外力被拉断后，试样断裂处横截面积的最大减少量（Ｓo－Ｓv）与原始横截面积Ｓo之比的

8、百分率称为断面收缩率，其计算公式如下：ψ＝（Ｓo－Ｓv）／Ｓo×100％，Ｓo试样原始横截面积，Ｓv试样拉断后断面处最小横截面积。钢材的延伸率δ和断面收缩率ψ越大，其塑性越好，所以δ和ψ都是评定钢材质量的重要指标。钢材塑