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              羅工17324413130

              金屬成分分析檢測:有關金屬機械性能檢測項目

              更新時間
              2025-01-03 20:00:00
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                在機械制造行業,金屬的機械性能檢測指標一般包括強度、硬度、塑性和韌性等。

                (一)強度:

                強度是金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。強度一般有許多項評價指標,在機械行業*為常用的是抗拉強度和屈服點(亦可稱為屈服強度)。

                1.屈服點(σs或σ0.2)

                它是指使拉伸試樣產生屈服現象時的應力。

                對于許多沒有明顯屈服現象的金屬材料,工程上規定以試樣產生0.2%塑性變形時的應力作為該材料的屈服點。

                在屈服點以下金屬發生的變形基本上是屬于彈性變形;而在屈服點以上金屬發生的變形則屬于塑性變形。

                2.抗拉強度(σb)

                是指金屬材料在拉斷前所能承受的*大應力。

                屈服點和抗拉強度在選擇、評定金屬材料和設計機械零件時具有相當重要的意義。由于機器零件在工作時,通常是不允許發生塑性變形的,因此在設計計算時多以屈服點作為強度設計的依據。對于脆性材料,因在其斷裂前基本上不發生塑性變形,所以脆性材料沒有屈服點,在強度計算時,則以抗拉強度為依據。


                (二)硬度:

                金屬材料抵抗局部變形,特別是塑性變形、壓頭壓入痕跡的能力,稱為硬度。硬度是反映金屬硬軟程度的一個重要評價指標。硬度直接影響到金屬材料的耐磨性和切削加工性能,這是因為在機械加工、制造過程中,所用的模具、刃具、量具以及工件的耐磨表面都具有足夠高的硬度,才能夠保證它們的使用性能和壽命。若被切削加工的金屬零件的硬度過高,必然會給切削加工增加困難,甚至損害切削刀具。可見硬度是一項極為重要的機械性能指標,而且其應用*為廣泛。

                硬度與強度之間存在一定的換算關系,所以在零件圖紙設計的技術條件中,通常只標注出硬度要求。

                金屬材料的硬度通常是采用硬度計進行測定,可直接讀出數值。常用的硬度試驗方法有兩種:布氏硬度和洛氏硬度。

                1.布氏硬度(HB):

                布氏硬度采用淬火鋼球或者硬質合金鋼球作為壓頭,在一定載荷的作用下將壓頭壓入被測工件的表面,停留一定時間后,卸去載荷。然后采用專用的帶有刻度的放大鏡測量壓痕直徑,從壓痕直徑與硬度對照表讀出布氏硬度(HB)值。

                布氏硬度壓痕面積比較大,所以測試比較準確,硬度值比較穩定。布氏硬度適用于金屬坯料但是不適于成品零件的檢查。

                2.洛氏硬度(HRC):

                洛氏硬度采用圓錐體金剛石作為壓頭,在規定的載荷的作用下將壓頭垂直壓入被測金屬工件的表面,可以直接從洛氏硬度計的刻度表讀出洛氏硬度值(HRC)。

                洛氏硬度測試簡單、迅速、壓痕面積很小,可以用于成品零件的檢驗。

                無論布氏硬度實驗還是洛氏硬度實驗,壓頭的壓痕面積均隨著被測金屬零件的硬度的升高而縮小。

                硬度試驗的設備簡單,可在生產現場進行檢驗,操作簡便迅速,不損壞被測金屬零件,是目前應用十分普遍的一種檢測手段。

                (三)塑性:

                塑性是指金屬材料在發生塑性變形而不被破壞的能力。

                1.延伸率(伸長率)(δ):

                按照規定的尺寸制備試樣在試驗設備上進行拉伸,拉斷時試樣因變形而伸長的部分與試樣原始長度之比的百分數就是該實驗材料的延伸率。

                2.斷面收縮率(ψ):

                金屬拉伸試樣在拉伸過程中隨著變性的發展,金屬拉伸試樣長度不斷延伸,截面面積不斷縮小,直至拉斷。此時,截面面積縮小的**值與原截面面積之比的百分數就是該實驗材料的斷面收縮率。

                延伸率和斷面收縮率的值愈大,金屬的塑性愈好。良好的塑性不但是金屬材料能夠進行軋制、鍛造、擠壓、沖壓、焊接的必要條件,而且在工作或使用過程中萬一發生超載,由于零件首先發生塑性變形,能夠避免發生突然斷裂。


                (四)沖擊韌性(aK):

                沖擊韌性通常采用擺錘式沖擊試驗機進行試驗測定。測定時,一般是將帶有缺口的標準沖擊試樣放在沖擊試驗機上,然后用擺錘將其一次沖斷,并以式樣缺口處的單位截面面積上所吸收的沖擊功表示其沖擊韌度。

                對于脆性材料,如鑄鐵、鑄鋼、淬火鋼等,其沖擊試驗,試樣一般不開缺口,因為開缺口的試樣沖擊值太低,難以比較不同材料沖擊性能的差異。

                沖擊值得大小與很多因素有關,如試樣的形狀、表面粗糙度、內部組織、實驗的環境溫度都有可能影響材料的沖擊值,所以,沖擊韌性一般僅作為選擇材料的參考。

                實際上在諸多承受沖擊載荷的機器零件中,很小有是在大能量一次沖擊下而被破壞的,而大多是受到小能量多次重復沖擊而遭到破壞的。因此,在大能量、一次沖斷條件下測定出的沖擊韌性,雖然方法簡單,但對于大多數在工作中受到小能量多次重復沖擊的零件就顯得不太適用。

                沖擊實驗和沖擊韌性對組織缺陷極為敏感,它能反映出材料品質、宏觀缺陷和顯微組織等方面的變化,因此,沖擊試驗是生產上用來檢驗冶煉、熱加工、熱處理等工藝質量的有效方法。

                (五)疲勞強度(σ-1)

                在實際使用過程中,絕大多數承受交變載荷的零件往往在其所受力遠遠沒有達到它的強度極限時就突然發生了斷裂,這種現象稱之為疲勞斷裂。發生疲勞斷裂時的臨界應力(或稱疲勞應力)稱之為疲勞強度。一般來講,運動機件如齒輪、連桿、曲軸、彈簧等的主要損壞形式就是疲勞斷裂。

                產生疲勞斷裂的原因:金屬材料的缺陷(如氣孔、夾雜、晶界缺陷等);金屬表面的劃痕;以及零件制造過程中形成的溝、槽、尖角等。上述缺陷容易造成應力集中現象,導致金屬材料產生微裂紋,這種微裂紋隨交變載荷作用次數的增加而逐漸擴展加深,直至不能承受所加的交變載荷而突然發生斷裂。








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