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金属的机械强度

   金属强度指金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力。除了有拉伸强度外,还有抗弯强度、抗压强度、抗扭强度、抗剪强度共五种。工程上最常用的强度是拉伸强度。拉伸强度与其他强度之间有一定的换算关系。通过擦了的拉伸强度值,可以近似计算出其他强度值。

   金属材料的拉伸强度是通过拉伸试验测定的。在均为的拉力下,金属在断裂前承受的最大应力为拉伸强度。

   影响金属拉伸强度的因素很多,包括内因和外因两方面。内因由金属组成和组织结构所决定的,如杂质、合金化、热处理、冷加工。外因由使用或实验条件决定的,如温度、拉伸速度。

广西快3    1、金属种类和晶格类型

广西快3    金属的变形和破坏取决于原子间结合力和晶体点阵类型。

   2、合金化

   把异类原子溶入基体金属得到的固溶体合金,可以有效地提高强度,这样的强化方法称为固溶强化。固溶强化效果决定于溶质原子的性质、浓度及溶质原子的大小。一般说来,溶质原子与溶剂原子的直径差越大,浓度越高,强化效果也越大。形成间隙固溶体强化效果大,形成置换固溶体时强化效果差。

   3、晶粒大小的影响

广西快3    金属晶体一般是多晶体,各晶粒取向不同,在晶体中存在晶界。在多晶体塑性变形过程中,由于各晶粒滑移面取向各异使晶界附近滑移复杂性和不均匀性剧增,给滑移运动带来阻力。晶粒细化是提高金属强度常用的手段。实践证明,金属的拉伸强度和晶粒大小存在关系。

   4、冷加工和热处理

   金属经过冷加工,随着塑性变形量增大,金属晶格畸变增大,所有的抗性指标(如拉伸强度、硬度)增加,塑性指标(如伸长率)下降,称加工硬化。加工硬化经常是提高强度的手段。

   冷变形的金属,经过退火热处理,可使金属再结晶,金属组织结构恢复,故金属的所有的抗性指标,塑性指标重新回复到原来的水平。热处理使拉伸强度下降,伸长率提高。

广西快3    5、温度

   由于温度升高,晶界对位错的滑移阻碍作用减弱,因此温度升高,宏观上表现为拉伸强度减少。

广西快3    6、拉伸强度

   在室温下,拉伸速度对强度较高的材料拉伸强度影响不大;而对强度低、塑性好的材料有微小的影响,随拉伸速度增大,拉伸强度增大。

   在高温下,拉伸速度对拉伸强度有显著影响。

广西快3    7、几何尺寸

广西快3    用不同几何尺寸的光滑试样作拉伸实验,可以发现,同种金属材料,直径增大,拉伸强度下降。而且,还伴随塑性下降,这种效应称为“尺寸效应”。这是由于试样尺寸越大,其宏观及微观结构上较弱的部分出现的几率越多,导致强度下降。

   金属表面如有裂纹、缺口,由于应力分布的改变,使应力集中,也会使拉伸强度下降。

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