作為機(jī)械設(shè)計(jì)人員，一定要掌握各種常用材料的性能，這樣才能在設(shè)計(jì)時(shí)得心應(yīng)手的選擇合適的材料。下面將對(duì)金屬材料的主要性能進(jìn)行描述。
金屬材料的力學(xué)性能又稱機(jī)械性能，是材料在力的作用下所表現(xiàn)出來的性能。力學(xué)性能對(duì)金屬材料的使用性能和工藝性能有著非常重要的影響。金屬材料的主要力學(xué)性能有：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性、疲勞強(qiáng)度等。
一、強(qiáng)度與塑形
金屬材料的強(qiáng)度和塑形是通過拉伸試驗(yàn)測定出來的。強(qiáng)度是金屬材料在力的作用下，抵抗塑形變形和斷裂的能力。
強(qiáng)度有多種判據(jù)，工程上以屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度**為常用。屈服點(diǎn)：是指拉伸式樣產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力。拉伸強(qiáng)度：指金屬材料在拉斷前所能承受的**大應(yīng)力。屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度在選擇、評(píng)定金屬材料及設(shè)計(jì)機(jī)械零件時(shí)具有重要意義。由于機(jī)器零件或構(gòu)件工作時(shí)，通常不允許發(fā)生塑性變形，因此多以屈服點(diǎn)作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)的依據(jù)。對(duì)于脆性材料，因斷裂前基本不發(fā)生塑性變形，故無屈服點(diǎn)可言，在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，則以抗拉強(qiáng)度為依據(jù)。
塑性是指金屬材料產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力，良好的塑性不僅是金屬進(jìn)行軋制、鍛造、沖壓、焊接的必要條件，而且在使用時(shí)萬一超載，由于產(chǎn)生塑性變形，能夠避免突然斷裂。
二、硬度
金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕的能力，稱為硬度。硬度是衡量金屬軟硬的判斷。硬度直接影響到材料的耐磨性及切削加工性，因?yàn)闄C(jī)械制造中的刃具、量具、模具及工件的耐磨表面都應(yīng)具有足夠的硬度，才能保證其使用性能和壽命。若所加工的金屬坯料的硬度過高時(shí)，則給切削加工帶來困難。
三、韌性
金屬材料斷裂前吸收的變形能量稱為韌性。
四、疲勞強(qiáng)度
機(jī)械上許多零件、如曲軸、齒輪、連桿、彈簧等是在周期性或非周期性動(dòng)載荷的作用下工作的。這些承受疲勞載荷的零件發(fā)生斷裂時(shí)，其應(yīng)力往往大大低于該材料的強(qiáng)度極限，這種斷裂稱作疲勞斷裂。
產(chǎn)生疲勞斷裂的原因，一般認(rèn)為是由于材料含有雜質(zhì)、表面劃痕及其它能引起應(yīng)力集中的缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)生微裂紋。這種微裂紋隨應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸擴(kuò)展，致使零件有效截面逐步縮減，直至不能承受所加載荷而突然斷裂。
為了提高零件的疲勞強(qiáng)度，除應(yīng)改善其結(jié)構(gòu)形狀。減少應(yīng)力集中外，還可采取表面強(qiáng)化的方法，如提高零件的表面質(zhì)量、噴丸處理、表面熱處理等。同時(shí)，應(yīng)控制材料的內(nèi)部質(zhì)量，避免氣孔。夾雜等缺陷。
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