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电厂金属材料;第一章 金属材料的基础知识;第一节 金属材料的性能; 流动性是指金属对铸型填充的能力。金属的流动性好，可以浇注成外观整齐、薄而形状复杂的零部件。;（二）锻造性能 重要零件的毛坯往往要经过锻造工序，如汽轮机、发电机的主轴，轮毂，叶片，大型水泵和磨煤机的主轴、齿轮等。材料承受锻压成型的能力，称为可锻性。 金属的锻造性能可用金属的塑性和变形抗力(强度)来衡量。金属承受锻压时变形程度大而不产生裂纹，其锻造性能就好。;金属的冷热弯曲性能也取决于材料的塑性和强度。材料承受弯曲而不出现裂纹的能力，称为弯曲性能。一般用弯曲角度或弯心直径与材料厚度的比值来衡量弯曲性能。;金属的焊接性能主要取决于材料的化学成分，也取决于所采用的焊接方法、焊接材料(焊条、焊丝、焊药)、工艺参数、结构形式等。 衡量一种材料的焊接性，需要做焊接性试验。 影响钢的焊接性能的主要因素是钢的含碳量，随着含碳虽的增加，焊后产生裂纹的倾向增大。钢中其它合金元素的影响相应小些。将合金元素对焊接性的影响都折合成碳的影响，即为碳当量。其计算公式为：;式中：C，Mn，Cr，Mo，V，Ni，Cu为钢中该元素的百分含量。 当 Ce0.4％时，焊接性优良，可不预热。 Ce=0.4％~0.6%时，焊接性较差，焊接时需采用适当预热等工艺措施。 Ce0.6%时，焊接性很差，焊接时需采用较高预热温度和较严格的工艺措施。 ;二、金属材料的力学性能;;1．拉伸试样 ;2．拉伸曲线 拉伸曲线表示试样拉伸过程中力和变形关系，可用应力－延伸率曲线表示，纵坐标为应力R，R=F/S0，横坐标为延伸率ε，ε＝ΔL/L0。; 强度是材料抵抗塑性变形或断裂的能力。通过拉伸试验所测得的常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。 屈服强度是材料产生屈服时对应的应力值。用符号Re表示，单位是N/mm2或MPa，大小为载荷与试样原始横截面积的比值，即： 式中： Fs－材料屈服时的载荷（N）； S0－试样原始横截面积（mm2）。 ; 屈服强度可分为上屈服强度和下屈服强度，上屈服强度是指试样发生屈服而外力首次下降前的最高应力，用符号ReH表示；下屈服强度是指试样屈服期间，不计初始瞬时的最低应力值，用符号ReL表示。 一般机械零件和工程构件都不允许在使用中产生塑性变形，否则会因失效而发生事故，所以ReL屈服强度是机械设计和工程设计中的重要依据。 抗拉强度是材料在拉断前所承受的最大应力值。用符号Rm表示，单位是N/mm2或MPa，其大小为材料最大载荷与试样原始横截面积的比值表示，即： ;4．塑性;（二）硬度 金属材料的硬度通常是指材料表面抵抗更硬物体压入时所引起局部塑性变形的能力。 常见的硬度指标有布氏硬度（HB）、洛氏硬度(HR)、维氏硬度(HV)和里氏硬度(HL)等。 ;压头的材质有淬火钢球或硬质合金两种，当压头材质为淬火钢球时，布氏硬度用HBS表示，适用于测量布氏硬度≤450的材料；当压头材质为硬质合金时，布氏硬度用HBW表示，适用于测量布氏硬度在450～650范围内的材料。 布氏硬度值的表示方法为：硬度值+硬度符号+球体直径/+载荷/+载荷保持时间（10～15秒不标注）。;2．洛氏硬度(HR);符号;3．维氏硬度（HV） 维氏硬度是用一定的载荷将锥面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头压入试样表面，保持一定时间后卸除载荷，试样表面就留下压痕，测量压痕对角线的长度，计算压痕表面积，载荷F除以压痕面积S所得值即为维氏硬度。维氏硬度用符号HV表示，计算公式如下： ;图1-5 维氏硬度试验示意图;4．里氏硬度（HL） 里氏硬度用规定质量的冲击体在弹力作用下以一定的速度冲击试样表面，用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度值。计算公式如下： 式中：vR—冲击体回弹速度； vA—冲击体冲击速度。 根据冲击体质量和冲击能量的不同，里氏硬度分HLD，HLDC，HLG和HLC。表示方法为：硬度值+冲击装置类型， 例如700HLD表示用D型冲击装置测定的里氏硬度值为700。 ;各种硬度试验因其试验条件的不同而不能直接换算，需要查阅专门的表格进行换算比较。 硬度是材料的重要性能之一，一般情况下，材料的硬度高，其耐磨性能也较好。材料的硬度与强度之间也有一定的关系，例如，对于未淬硬钢，布氏硬度与抗拉强度间存在如下的近似换算关系：