常用金属材料的力学性能一览表

常用金属材料的力学性能

金属材料的力学性能

任何机械零件或工具，在使用过程中，往往妾受到各种形式外力的作托。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用：柴油机上的连杆，在传递动力时.不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件燮受到弯矩、扭力的作用等尊。这就要求金属材料必须具有一种弟受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力*这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在夕卜力作坤下表现出力学性能的指标。

111强度

强度是扌旨金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。逼度扌旨标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为6单位为MP弘

工程中常用的强度指标有屈服逼度和扰拉强度。屈服逼度是指金属材料在外力作用下*产生屈服现象时的应力，或开始岀现塑性变形吋的最低应力值，用％表示〜抗竝强度是指金厲材

料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用巧表示。

对于大多数机械零件.工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是事件逼度设计的依据！对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其逼度设计的依据。

1.1 2塑性

塑性是扌旨金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。

工程中常用的塑性揭标有诩长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号豪示*断面收縮率指试样拉断后，断面縮小的面积与原来截面积之比，用甲表示。

伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之塑性越差，良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。

113硬度

硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体tz15压入的能力〜硬度的测试方法很多，生产中常埔的

硬度测试方法有布氏硬度测试法和洛氏碳度试验方法两神°

C-）布氏硬度试验法

布横孔螺母氏硬度试验法是用一直径为D的淬火钢球或硬质合金球作为压头，在载荷0的作用下压入被测试金厲表面，保持一定时间后卸载，测量金属表面形成的压痕直径乩以压痕的单位面积所承受的平均压力作为被测全属的布氏硬度值。

布氏硬度指标有HBS和HBW,前者所用压头为淬火钢球，适坤于布氏硬度值低于仍0的金属材料，如艮火钢、正火钢、调质钢及铸铁、有包金厲等；后者压头为硬质合金，适用于布氏硬度值为450^650的金属材料，如悴火钢等。

布氏硬度测试法，因压痕较尢故不宜测试成品件或薄片金属的硬度。

c二）洛氏硬度试验法

洛氏硬度试验法是用一锥顶角为120啲金刚石圆锥时或直径为机佛8mm（VI6英寸）的淬火钢球为压头，以一不定的载荷压入被测试金属材料表面，根据压痕深度可直接在洛氏硬度计的指示盘上馋出硬度值。常用的洛氏硬度指标有皿A* 和皿C 三种。

^120°金刚石圆锥体为压头，施加压%600N吋，用HRA表示〜其测最范围为和 ~85,适于测量合金、表面硬化钢及较薄零件。

釆用肌荐火钢球为压头，施加压力为1000N时，用皿0表示.其测量硬度值范围为25-100.适于测量有金属、退火和正火钢及锻铁等。

采用12Q。金刚石圆锥体为压头，施加压力为1500N吋，用皿C表示，其测量硬度值范围为漪适于测量淬火钢、调质钢等。

洛氏硬度测试，操作迅速、简使，且压痕水不损伤工件表面，故适于成品检验。

硬度是材料的重要力学性能扌旨标。一般材料的硬度越高，其耐磨性越好。材料的強度越高，塑性变形抗力越大，哽度值也越高。

1.1/1冲击韧性

金属材料抵抗冲击载荷的能力称为冲击韧性，用叫表示，单包为J曲冲击朝性常用一次摆褲冲击弯曲试验测定，即把被测材料做成标推冲击试样，用摆锤一次冲断，测岀冲断试样所消耗的冲击帳然后用试样缺口处单检截面积F上所Y肖耗的冲击功咲表示冲击韧性。

叫值越大，则材料的韧性就越好。叫值低的材料叫做脆性材料，叫值高的材料叫韧性材料。很多零件，女临轮、连杆等，工作时受到很大的冲击载荷.因此要用乐值高的材料制造。铸锲的叫值很低，决口铸铁％值近于零不能用来制造承受冲击载荷的零件。

表B—墓9 黑金属材料的力学ft竟

材科喀称	材料牌号	材料状态	/MPa	杭穆强度% /MPa	伸怅率理 (%)	庇朋点占 /MPa	弹性模童E /MPa
电工用工JL扯 Doorns	DT1 DT2 DT3	就火的	180	230	26
电工琏钢	DU. D12 D21、D31 D32. D37C D31C-340 S4I-4S	Edfi火的	1曲	230	26
普通诜為円	Q195	耒绘遠火的	280-320	315-39D	28-33	195
	Q215		270-340	335-41D	26-31	215
	Q2邛		310-380	375-460	21-26	235
	Q353		343"-^0	410-510	19^24	2J5
	Q275		400-500	490-610	15-20	275
碳耒工具钢	D8F	已退火的	220»310	280^390	32	ISO
	10F		260-36D	330-450	32	2D0	190000
	15F		220-S4Q	23C-420	30	190
	03		260-340	300-440	29	210	198000
	L0		250-PD	320-460	2S	—
	15		270-38D	34)-480	26	投饵机2S0	202000

	21		280-400	360-5W	35	250	21DOO
	23		沁刑	40X50	34	230	2020OT
	30		360-^SD	450«600	22	300	201000
	35		400-520	砂倾	20	320	2010W
	40		420-540	520^670	18	340	213300
	申		砂烦	邛却00	16	360	2040W
	30	己正火的	440^580	为 CM30	14	38D	220000
	号		550	^670	43	390	—
	60		550	>700	12	41D	2D8000
	65		600	>730	10	420	—
	70		600		9	43D	210000
碳耒工具钢	T7-TI2 T7A-T12A	已il火的	600	750	10)	■—	—
碳耒工具钢	TSA	冷作哽化的	班蚁	730-1200	—	■—	—
优质踱秦钢	lDMn	己退火的	320^460	400-58C	22	23D	211000
优质踱秦钢	65b£u	己退火的	伽	750	12	C0	21000
合金结构钢	25CiMriSiA 25CrMnSi	己低溫退火的	400-560	500^700	18	950	—
合金结构钢	球形接头30CrMriSiA 3DCrMnSi	己低溫退火的	440-6000	J30-750	16	1450 850	—
價质強簧轲	^0Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA	已低温滙火閣	720	900	10	1300	300000
價质強簧轲	^0Si2Mn 60Si2MnA 65SiWA	冷作硬化的	640960	S00-1200	10	1400 1600	—

lCrL3	己遇火的	320-330	4D0-470	21	420	21QDQD
2Crl3		320-<10	400-500	20	450	210000
3CrL3		400-480	500-600	1®	430	310000
4Crl3		400^0	500-600	15	5X	21000Q
ICrlSNilS 2CrlgNiL9	轻过热处理的	460-520	580-640	35	200	200DDD
ICrlSNilS 2CrlgNiL9	己辗匝冷作硕化的	800-330	1000“』00	38	220	2O0DD0
].Crl3Ni9Ti	热处理退软師	430S	540-7D0	40	200	2D0M0

表8—£2 有金属的力学性能

材料名称	牌号	材料状态	抗剪强度 t/MF'b	抗拉强度巧/MPa	伸长率 <5 /(%)	屈服点込/MPa	弹性模量因MPa
铝	1070AJ050A 1200	已退火	80	75—110	25	50—80	72000
铝	1070AJ050A 1200	冷件硬化	100	120—150	4	120—240	72000
铝猛台金	3A21	已退火	70—100	110—145	19	50	71000
铝猛台金	3A21	半冷件硬化	100—140	155—200	13	130	71000
铝镁舍金铝镁铜合金	SA02	已退火	130—160	180—230		100	筛片70000
铝镁舍金铝镁铜合金	SA02	半冷件硬化	160—200	230—280		210	筛片70000
高强度铝镁铜合金	7A04	已退火	170	250	一	一	—
高强度铝镁铜合金	7A04	淬硬并经人工时效	350	500	一	460	70000
镁猛合金	MB1 MB8	已退火	120—140	170—190	3—5	93	43600
		已退火	170—190	220—230	12—24	140	40000
		冷作硬化	190—200	240—250	8—10	160	40000
硬铝	2 All 2	已退火	105—150	150—215	12	一	—
		淬硬并经自然时效	280—310	<10^440	15	36S	72000
		淬硬后冷件硬化	280—320	400-^460	10	340	72000
纯铜	Tl. T2. T3	软	160	200	30	70	108000
纯铜	Tl. T2. T3	硬	240	300	3	380	130000
黄铜	H62	柔性电路软	260	300	35	380	100000
		半硬	300	3S0	20	200	—
		硬	420	420	10	4S0	—

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