SP231-440材料性能 (1)
热轧钢板机械性能及化学成分参数汇总（M2021[2002-N]）
机械性能参数
附件3
常用材料力学性能.
常用材料性质参数 材料的性质与制造工艺、化学成份、内部缺陷、使用温度、受载历史、服役时间、试件尺寸等因素有关。本附录给出的材料性能参数只是典型范围值。用于实际工程分析或工程设计时,请咨询材料制造商或供应商。 除非特别说明,本附录给出的弹性模量、屈服强度均指拉伸时的值。 表 1 材料的弹性模量、泊松比、密度和热膨胀系数 材料名称弹性模量E GPa 泊松比V 密度 kg/m3 热膨胀系数a 1G6/C 铝合金-79 黄铜 青铜 铸铁 混凝土（压 普通增强轻质17-31 2300 2400 1100-1800
7-14 铜及其合金玻璃 镁合金镍合金( 蒙乃尔铜镍 塑料 尼龙聚乙烯 2.1-3.4 0.7-1.4 0.4 0.4 880-1100 960-1400 70-140 140-290 岩石(压 花岗岩、大理石、石英石石灰石、沙石40-100 20-70 0.2-0.3 0.2-0.3 2600-2900 2000-2900 5-9 橡胶130-200 沙、土壤、砂砾钢
高强钢不锈钢结构钢190-210 0.27-0.30 7850 10-18 14 17 12 钛合金钨木材（弯曲 杉木橡木松木11-13 11-12 11-14 480-560 640-720 560-640 1 表 2 材料的力学性能 材料名称/牌号屈服强度s CT MPa 抗拉强度b CT
MPa 伸长率 5 % 备注 铝合金LY12 35-500 274 100-550 412 1-45 19 硬铝 黄铜青铜 铸铁( 拉伸HT150 HT250 120-290 69-480 150 250 0-1 铸铁( 压缩混凝土(压缩铜及其合金 玻璃
第一章材料的结合方式及性能
第一章 晶体: 原子在三维空间呈有规则的周期性重复排列。 具有固定的熔点。 长程有序: 规则排列的距离大大超过原子尺度，可贯穿晶体的整个体积. 短程有序: 在几个原子尺度的小范围内作有规则的排列. 研究表明，晶体和非晶体在一定的条件下可以互相转化。 二、原子间的结合能 吸引作用与排斥作用。 库仑引力 电子云 势能具有最低值E。即原子间的结合能 三、原子结合键的类型 结合键：在晶体中,使原子稳定结合在一起的力及其结合方式。 结合能：晶体结合键的强弱。 1、金属键：通过正离子与电子之间的相互吸引，使所有的离子结合在一起。这种结 合方式就是金属键。 金属键具有： 良好的导电性。 良好的导热性。 良好的塑性 2、共价键：由共有价电子形成的结合键。陶瓷材料，硬而脆。 3、离子键：有正负离子相吸引产生的结合键。 4、范德瓦尔键：瞬时偶极之间的吸引力 一、力学性能 力学性能：金属及其合金在外力作用下所表现出来的特性。 外力：拉、压、弯、扭、剪；大小、方向、作用点 1、拉伸试验及曲线 １、一个概念： 物体受力就变形２、二种变形 （１）弹性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形消失。 （２）塑性变形：在外力作用下，产生变形，外力去掉，变形残留。 ３、三个阶段 （１）弹性变形阶段ｏｅ （２）塑形变形阶段ｅｋ （３）断裂阶段（局部塑形变形）ｂｋ 塑性变形前必有弹性变形发生，塑性变形的同时，必伴随有弹性变形。 2、几种常见的机械性能指标（１）强度：金属材料在外力作用下，抵抗塑性变形和断裂的能力。 ζp比例极限
ζe弹性极限 ζs屈服强度(极限) ζ0.2 ζb(强度极限) 抗拉强度＝Fb／S o 钢:383~2607 Mpa （２）硬度：金属材料抵抗硬的物体压入其表面的能力。ＨＢ A:布氏硬度淬火钢球HBS 硬质合金钢球HBW 120HBS10／1000／30 500HBW5／750 B：洛氏硬度120°金刚石圆锥体1.588mm淬火钢球 HRC HRA HRB 维氏硬度HV 肖氏硬度HS 莫氏硬度十级十五级 （３）刚度：金属材料在外力作用下，抵抗产生弹性变形的能力。Ｅ（弹性模量）＝ζ／εMPa Fe 214000 Mpa Cl 72000 Mpa 机件刚度滞刚度 （4）塑性：断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。延伸率δ ＝（L1－L0）／L0×100％ 断面收缩率ψ ＝（S0－S1）／S0×100％ δ10δ5 （５）冲击韧性：抵抗冲击载荷而不破裂的能力。 ακ＝Ακ／F 冷脆转变
材料的力学性能1
试题内容： 直径为d的拉伸比例试样，其标距长度l只能为10d。( ) 试题答案： 答：非 试题内容： 直径为d的拉伸比例试样，其标距长度l只能为5d。（）试题答案： 答：非 试题内容： 圆柱形拉伸试样直径为d，常用的比例试样其标距长度l是5d或10d。（）试题答案： 答：是 试题内容： 直径为d的拉伸非比例试样，其标距长度l和d无关。（）试题答案： 答：是 试题内容： Q235钢进入屈服阶段以后，只发生弹性变形。（）试题答案： 答：非 试题内容： 低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只有塑性变形。（）试题答案： 答：非 试题内容： 低碳钢拉伸试验进入屈服阶段以后，只发生线弹性变形。（）试题答案： 答：非 试题内容：
试题内容： 低碳钢拉伸应力-应变曲线的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则其屈服极限s σ为1s σ。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 低碳钢拉伸应力-应变曲线的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则其屈服极限s σ为2s σ。 （ ） 试题答案： 答：是 试题内容： 拉伸试验测得材料的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则材料的屈服极限s σ为 2 2 s 1s σσ+。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 拉伸试验测得材料的上、下屈服极限分别为1s σ和2s σ，则材料的屈服极限S σ为2 2 s 1s σσ-。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 铸铁的强度指标是s σ。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 铸铁的强度指标是b σ。 （ ）
试题内容： 铸铁的极限应力是s σ和b σ。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 铸铁的强度指标是δ和s σ。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 材料的塑性指标有s σ和b σ。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 材料的塑性指标有s σ和ε。 （ ） 试题答案： 答：非 试题内容： 材料的塑性指标有δ和ψ。 （ ） 试题答案： 答：是 试题内容： 材料的塑性指标有s σ、ε和ψ。 （ ） 试题答案： 答：是
项目一常用金属材料
项目一常用金属材料 参考答案 一、填空题 1．铁碳 2.11% 2．硫（S）磷（P）普通钢优质钢高级优质钢磷（P）硫（S） 3．低碳钢中碳钢高碳钢 0.25%~0.60% 4．235MPa A 结构 5. 工具高碳高级优质 6．沸腾钢镇静钢特殊镇静钢 7．塑性硬度韧性疲劳强度 8．提高下降 9．硬度韧性好 10. 低合金钢中合金钢高合金钢合金结构钢合金工具 钢特殊性能钢 11. 高速钢硬度耐磨性红硬性钻头和车刀 12. 0.10%~0.25% 淬透性 13. 合金调质钢调质（淬火+高温回火） 14. 9SiCr 15.高硬度高耐磨性高的尺寸稳定性足够的韧性 16．黑心可锻铸铁最低抗拉强度为300MPa 伸长率为6% 17.软基体硬质点硬基体软质点锡基轴承合金铅基轴承 合金 18. 铸造变形 19. 钴（Co）镍（Ni）粘结剂粉末冶金 YG YT YA YW 20. 物理气相沉积化学气相沉积 二、选择题 1.B 2.B 3.C 4.A 5.D 6.B 7.C 8.A 9.A 10.B 11.D 12.D 13.C 14.A 15.C 16.C 17.B 18.D
19.D 20.C 21.C 22.A 23.B 24.D 25.B 26.D 27.A 28.A 29.B 30.A 31.A 32.B 33.B 34.A 35.B 36.B 37.B 38.C 39.B 40.A 41.B 42.A 43.B 44.B 45.C 46.C 47.B 48.A 49.B 50.A 51.B 52.B 53.C 54.D 55.B 三、是非题 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.√ 7.× 8.√ 9.×10.× 11.× 12.× 13.× 14.√ 15.× 16.× 17.× 18.√ 19.√ 20.× 四、填表
材料物理性能
材料物理性能 第一章、材料的热学性能 一、基本概念 1.热容：物体温度升高1K 所需要增加的能量。（热容是分子热运动的能量随温度变化的一个物理量）T Q c ??= 2.比热容：质量为1kg 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。[ 与 物质的本性有关，用c 表示，单位J/(kg ·K)]T Q m c ??=1 3.摩尔热容：1mol 的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K 所需要的热量。用Cm 表示。 4.定容热容：加热过程中，体积不变，则所供给的热量只需满足升高1K 时物体内能的增加，不必再以做功的形式传输，该条件下的热容： 5.定压热容：假定在加热过程中保持压力不变，而体积则自由向外膨胀，这时升高1K 时供 给 物体的能量，除满足内能的增加，还必须补充对外做功的损耗。 6.热膨胀：物质的体积或长度随温度的升高而增大的现象。 7.线膨胀系数αl ：温度升高1K 时，物体的相对伸长。t l l l ?=?α0 8.体膨胀系数αv ：温度升高1K 时，物体体积相对增长值。t V V t t V ??= 1α 9.热导率（导热系数）λ：在 单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面积的热量。（标志 材 料热传导能力，适用于稳态各点温度不随时间变化。)q=-λ△T/△X 。 10.热扩散率（导温系数）α：单位面积上，温度随时间的变化率。α=λ/ρc 。α表示温度变化的速率（材料内部温度趋于一致的能力。α越大的材料各处的温度差越小。适用于非稳态不稳定的热传导过程。本质仍是材料传热能力。）。 二、基本理论
1.德拜理论及热容和温度变化关系。 答：⑴爱因斯坦没有考虑低频振动对热容的贡献。 ⑵模型假设：①固体中的原子振动频率不同；处于不同频率的振子数有确定的分布函数； ②固体可看做连续介质，能传播弹性振动波； ③固体中传播的弹性波分为纵波和横波两类； ④假定弹性波的振动能级量子化，振动能量只能是最小能量单位hν的整数倍。 ⑶结论：①当T》θD时，Cv,m=3R；在高温区，德拜理论的结果与杜隆-珀蒂定律相符。 ②当T《θD时，Cv,m∝3T。 ③当T→0时，Cv,m→0，与实验大体相符。 ⑷不足：①由于德拜把晶体看成连续介质，对于原子振动频率较高的部分不适用； ②晶体不是连续介质，德拜理论在低温下也不符； ③金属类的晶体，没有考虑自由电子的贡献。 2.热容的物理本质。 答：温度一定时，原子虽然振动，但它的平衡位置不变，物体体积就没变化。物体温度升高了，原子的振动激烈了，但如果每个原子的平均距离保持不变，物体也就不会因为温度升高而发生膨胀。 【⑴反映晶体受热后激发出的晶格波和温度的关系； ⑵对于N个原子构成的晶体，在热振动时形成3N个振子，各个振子的频率不同，激发出的声子能力也不同； ⑶温度升高，晶格的振幅增大，该频率的声子数目也增大； ⑷温度升高，在宏观上表现为吸热或放热，实质上是各个频率声子数发生变化。材料物理的解释】 3.热膨胀的物理本质。 答：由于原子之间存在着相互作用力，吸引力与斥力。力大小和原子之间的距离有关（是非线性关系，引力、斥力的变化是非对称的），两原子相互作用是不对称变化，当温度上升，势能增高，由于势能曲线的不对称性必然导致振动中心右移。即原子间距增大。 ⑴T↑原子间的平均距离↑r＞r0吸引合力变化较慢 ⑵T↑晶体中热缺陷密度↑r＜r0排斥合力变化较快 【材料质点间的平均距离随温度的升高而增大（微观），宏观表现为体积、线长的增大】 4.固体材料的导热机制。 答：⑴固体的导热包括：电子导热、声子导热和光子导热。 ①纯金属：电子导热是主要机制； ②合金：声子导热的作用增强； ③半金属或半导体：声子导热、电子导热； ④绝缘体：几乎只有声子导热一种形式，只有在极高温度下才可能有光子导热存在。 ⑵气体：分子间碰撞，可忽略彼此之间的相互作用力。 固体：质点间有很强的相互作用。 5.焓和热容与加热温度的关系。P11。图1.8 ⑴①有潜热，热容趋于无穷大；⑵①无潜热，热容有突变
常用金属材料的基本限制条件
常用金属材料的基本限制条件 工程上的实际应用环境条件是十分复杂的，不同的介质、介质温度、介质压力等操作条件的组合，构成了无数个选材条件。就常见的选材条件来说，要想在这里逐一给出其选材结论是不现实的，它也正是各个设计院或工程公司一直致力研究的问题。在这里将换一种方式，以材料为主体，应用金属理论、腐蚀理论以及工程理论来确定各种常用材料的使用限制条件。工程上，压力管道选材除了要确定材料牌号外，还要确定材料标准，因为不同的材料标准，对材料质量的要求是不一样的。 1一般限制条件 在进行工程材料选用时，首先应遵循下列一些原则。 1.1满足操作条件的要求 a．根据操作条件判断该管道是不是压力管道，属于那一类压力管道。 不同类别的压力管道因其重要性不同，发生事故带来的危害程度不同，故对材料的要求也不同。一般情况下，高类别的压力管道(如一类压力管道)从材料的冶炼工艺到最终产品的检查试验都比低类别的压力管道要求高。 b.应考虑操作条件对材料的选择要求。不同的材料对同一腐蚀介质的抗腐蚀性能是不相同的。在腐蚀环境中，选用材料应避免灾难性的腐蚀形式(如应力腐蚀开裂)出现，而对均匀腐蚀，一般至少应限定在"耐腐蚀"级，即最高年腐蚀速率不超过0.5mm； c.介质温度也是选用材料的一个重要参数。因为温度的变化会引起材料的一系列性能变化，如低温下材料的脆性，高温下材料的石墨化、蠕变等问题。很多腐蚀形态都与介质温度有密切的关系，甚至是腐蚀发生的基本条件。因此压力管道的选材应满足温度的限制条件。 1.2满足材料加工工艺和工业化生产的要求 a．理想的材料应该是容易获得的，即它应具有良好的加工工艺性、焊接性能等。 例如，对于一些腐蚀环境，选用碳钢和不锈钢复合制成的压力管道及其元件来代替纯不锈钢材料无疑是经济适用的，但由于许多制造厂的复合工艺不过关，使用中屡次出现问题，从而给复合材料的应用带来了限制，尤其是碳钢与0Cr13的复合板材因现场焊接质量不容易保证，以致工程上不敢使用或者说不敢大量使用它。 b.工程上的材料应用是系列化、标准化的。 它不像在实验室中，可以做到少量、理想化的材料应用。将材料标准化、系列化便于大规模生产，减少材料品种，从而可以节约设计、制造、安装、使用等各环节的投入，同时也将大大降低生产成本。 所以工程上应首先选用标准材料，对于必须选用的新材料，应有完整的技术评定文件，并经过省级及其以上管理部门组织技术鉴定，合格后才能使用。 对于必须进口的材料，应提出详细的规格、性能、材料牌号、材料标准、应用标准等技术要求，并按国内的有关技术要求对其进行复验，合格以后才能使用。 1.3符合既适用又经济的要求 这是一个很原则的问题，实际操作起来是很复杂的。它要求材料工程师须运用工程学、材料学、腐蚀学等方面的知识综合判断。这样的问题有时是可以定量计算的，有时则是不可以定量计算的。一般情况下，应从以下几个方面来考虑： a.腐蚀方面 1）对于局部腐蚀，若通过其它措施(如工艺防腐措施)能防止或控制局部腐蚀的发生，特别是突然性、灾难性的局部腐蚀发生，就可以采用价格比较低的材料。否则，必须选用高级但价格高的材料。 2）对均匀腐蚀，在腐蚀环境比较恶劣的情况下，若选用低级但价格便宜的材料，其腐蚀速
项目一 常用金属材料
项目一常用金属材料 一、填空题 1. 钢和铁都是主要由和两种元素组成的合金。理论上是将含 碳量在以下的称为钢，以上的称为铁。 2．钢的质量是根据和的含量划分为、 和的，其中使钢冷脆，使钢热脆。 3．钢按照含碳量分为、和。中碳钢的含碳量 是。 4．Q235A的屈服强度为，质量等级为级，按用途分属于 钢。 5．T12A钢按用途分属于钢，按含量分属于钢，按质量分属 于钢。 6．按照脱氧方法的不同，钢可分为、和。7．金属材料的力学性能包括强度、、、、等。8．随着含碳量的增加，碳钢的强度、硬度，塑性、韧性。 9．通常用和来衡量金属材料切削加工性的好坏，中碳钢的切 削加工性要比低碳钢（好、差）。 10.合金钢种类很多，通常按合金元素含为、、 三种；按特性和用途又分为、、三种。 11.W18Cr4V是钢，当其切削温度高达600℃，它仍能保持高 和，即具有高的，主要用于制造。 12.合金渗碳钢的含碳量是，常添加元素Cr以提高。 13.40Cr是典型的，其最终热处理为。 14.丝锥形状复杂，具有一定的耐磨性，常用低合金工具钢制造。 15.量具是用来度量工件尺寸的工具，如卡尺、块规、塞规及千分尺等，要求具 有、、和。 16.KTH300-06表示。 17.轴承合金的理想组织是上均匀分布着或上均匀分 布着。常用的轴承合金主要有、和铝基轴
承合金。 18.根据合金元素的含量和加工工艺性能特点，铝合金可分为铝合金和铝合金两类。 19.硬质合金是以高硬度难熔金属的碳化物（WC、TiC)为主要成分，以 或、钼（Mo）为，在真空炉或氢气还原炉中烧结而成的制品。常见的硬质合金种类有、、和。 20.目前涂层刀具的涂层方法有法和法两种。 二、选择题 1．材料的塑性越好，则材料的（）越好。 A.铸造性能 B.锻造性能 C.切削加工性 D.热处理性能2．现需测定某淬火钢的硬度，一般应选用（）来测试。 A.布氏硬度计 B.洛氏硬度计 C.维氏硬度计 D.肖氏硬度3．制造凿子等受冲击的工具可选用（）。 A.T13钢 B.30钢 C.T8钢 D.10钢 4．05-15号优质碳素结构钢一般涂上（）色，便于和其它材料区分。 A.白色 B.白色+棕色 C.绿色 D.棕色+绿色 5. 硬质合金中钨钛钽钴类的代号是（）。 A.YG B.YT C.YA D.YW 6. 铝合金中用于飞机蒙皮的是（）。 A.防锈铝合金 B.硬铝 C.超硬铝 D.锻铝 7. 滚动轴承钢GCr15的铬含量为（）。 A. 0.015% B. 0.15% C. 1.5% D. 15% 8. 使钢产生热脆的元素是（）。 A. S B. Si C. P D. Mn 9. 黄铜是铜与元素的合金（）。 A. Zn B. Si C. Ni D. Mn 10.下列（）用作齿轮材料需渗碳、淬火和低温回火。 A.HT250 B.20CrMnTi C.QT600-3 D.38CrMoAl 11.合金弹簧钢的含碳量一般为（）。
塑料性能解析
塑料性能解析 橡塑包括PE、PP、PVC、ABS、PC、PA、POM、PBT、PET、TPE、TPO、TPR、TPU等材料；这些材料，一般都需要进行常规或特定的测试：如老化测试，其中包括：人工气候老化试验（氙弧灯、碳弧灯、紫外灯）、自然气候暴晒试验、盐雾试验、湿热试验、高低温试验、臭氧试验、热氧老化试验等； 力学性能、电学性能方面的测试，包括：拉伸、撕裂、弯曲、压缩、冲击、热变形温度、维卡软化温度、熔融指数、氧指数、表面电阻、体积电阻、击穿电压、光泽、透光率、雾度、燃烧性能等。 但真正系统完整的资料，能找到的估计并不多，所以就有了这篇文章的目的。这篇文章对于销售而言，可以快速了解塑料的基本性质；对于做品质的朋友，能加深对于自己工作的一认识；对于研发的朋友，也有一些参考性的建议。 机械力学性能 1.密度与比重 塑料的比重是在一定的温度下,秤量试样的重量与同体积水的重量之比值,单位为 g/cm3,常用液体浮力法作测定方法. 在质量相同的条件下，密度越轻，根据ρ=m/V，比重越小，在等体积，价格相同的情况下，比重越小的材料可以制造的产品越多，单个产品的材料成本也就越低，而且可以减少产品的重量，节省运输等费用。所以，比重是非常重要的属性。特别是在塑料代替金属等材料的时候，是特别大的一个优势。 2. 拉伸/弯曲 在拉伸性能的测试中，通常的测试项目为拉伸应力、拉伸强度、拉伸屈服强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量，弯曲模量/弯曲强度等。 拉伸测试：测定高聚物材料的基本物性，对材料施加应力后，测出变形量，求出应力，应力应变曲线是最普通的方法。将样条的两端用器具固定好，施加轴方向的拉伸荷重，直到遭破坏时的应力与扭曲。 弹性模量：E=( F/S)/(dL/L)（材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系）弹性模量”是描述物质弹性的一个物理量，是一个总称，包括“杨氏模量”、“剪切模量”、“体积模量”等。 弹性模量的意义：弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反应。 强度：材料在载荷作用下抵抗塑性变形或被破坏的最大能力。 屈服强度：材料发生明显塑性变形的抗力 拉伸强度：在拉伸试验中，试样直至断裂为止所承受的最大拉伸应力。
材料物理性能.
※ 材料的导电性能 1、 霍尔效应 电子电导的特征是具有霍尔效应。 置于磁场中的静止载流导体，当它的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两 个面之间产生电动势差，这种现象称霍尔效应。 形成的电场E H ，称为霍尔场。表征霍尔场的物理参数称为霍尔系数，定义为： 霍尔系数R H 有如下表达式：e n R i H 1 ± = 表示霍尔效应的强弱。霍尔系数只与金属中自由电子密度有关 2、 金属的导电机制 只有在费密面附近能级的电子才能对导电做出贡献。 利用能带理论严格导出电导率表达式： 式中： nef 表示单位体积内实际参加传导过程的电子数； m *为电子的有效质量，它是考虑晶体点阵对电场作用的结果。 此式不仅适用于金属，也适用于非金属。能完整地反映晶体导电的物理本质。 量子力学可以证明，当电子波在绝对零度下通过一个完整的晶体点阵时，它将不受散射而无阻碍的传播，这时 电阻为零。只有在晶体点阵完整性遭到破坏的地方，电子波才受到散射(不相干散射)，这就会产生电阻——金属产生电阻的根本原因。由于温度引起的离子运动(热振动)振幅的变化(通常用振幅的均方值表示)，以及晶体中异类原子、位错、点缺陷等都会使理想晶体点阵的周期性遭到破坏。这样，电子波在这些地方发生散射而产生电阻，降低导电性。 3、 马西森定律 （P94题11） 试说明用电阻法研究金属的晶体缺陷（冷加工或高温淬火）时威慑年电阻测量要在低温下进行。 马西森（Matthissen ）和沃格特（V ogt ）早期根据对金属固溶体中的溶质原子的浓度较小，以致于可以略去它们 之间的相互影响，把金属的电阻看成由金属的基本电阻ρL(T)和残余电阻ρ?组成，这就是马西森定律（ Matthissen Rule ），用下式表示： ρ?是与杂质的浓度、电缺陷和位错有关的电阻率。 ρL(T)是与温度有关的电阻率。 4、 电阻率与温度的关系 金属的温度愈高，电阻也愈大。 若以ρ0和ρt 表示金属在0 ℃和T ℃温度下的电阻率，则电阻与温度关系为: 在t 温度下金属的电阻温度系数： 5、 电阻率与压力的关系 在流体静压压缩时，大多数金属的电阻率降低。 在流体静压下金属的电阻率可用下式计算 式中：ρ0表示在真空条件下的电阻率；p 表示压力；φ是压力系数(负值10-5~10-6 )。 正常金属（铁、钴、镍、钯、铂等），压力增大，金属电阻率下降；反常金属（碱土金属和稀土金属的大部分） 6、 缺陷对电阻率的影响：不同类型的缺陷对电阻率的影响程度不同，空位和间隙原子对剩余电阻率的影响和金属 杂质原子的影响相似。点缺陷所引起的剩余电阻率变化远比线缺陷的影响大。
材料的力学性能
材料的力学性能 mechanical properties of materials 主要是指材料的宏观性能，如弹性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下： 弹性性能材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为弹性。外力卸除后即可消失的变形，称为弹性变形。表示材料在静载荷、常温下弹性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。 拉伸试样常制成圆截面(图1之a)或矩形截面(图1之b)棒体,l为标距,d为圆形试样的直径,h和t分别为矩形截面试样的宽度和厚度,图中截面形状用阴影表示,面积记为A。长度和横向尺寸的比例关系也有如下规定：对于圆形截面试样,规定l=10d或l=5d；对于矩形截 面试样,按照面积换算规定或者。试样两端的粗大部分用以和材料试验 机的夹头相连接。试验结果通常绘制成拉伸图或应力－应变图。图2为低碳钢的拉伸图,横坐标表示试样的伸长量Δl(或应变ε=Δl/l)，纵坐标表示载荷P（或应力σ＝P/A）。图中的曲线从原点到点p为直线，pe段为曲线，载荷不大于点e所对应的值时,卸载后试样可恢复原状。反映材料弹性性质的参量有比例极限、弹性极限、弹性模量、剪切弹性模量和泊松比等。 比例极限应力和应变成正比例关系的最大应力称为比例极限，即图中点p所对应的应力,以σp表示。在应力低于σp的情况下，应力和应变保持正比例关系的规律叫胡克定律。载荷超过点p对应的值后,拉伸曲线开始偏离直线。 弹性极限试样卸载后能恢复原状的最大应力称为弹性极限，即图中点e所对应的应力,以σe表示。若在应力超出σe后卸载，试样中将出现残余变形。比例极限和弹性极限的测试值敏感地受测试精度的影响，并不易测准，所以在有关标准中规定，对于拉伸曲线的直线部分产生规定偏离量（用切线斜率的偏差表示）的应力作为"规定比例极限"。对于弹性
H411010机电工程项目常用材料
1H410000机电工程技术 1H411000机电工程项目常用材料及工程设备 机电工程项目是指按照一定的工艺和方法。将不同规格，型号、性能、材质的设备、管路、线路等有机组合起来，满足使用功能要求的项目。 设备是指各类机械设备、静置设备、电气设备、自动化控制仪表和智能化设备等； 管路是指按等级使用要求．将各类不同压力、温度、材质、介质、型号、规格的管道与管件、附件组合形成的系统； 线路是指接等级使用要求，将各类不同型号、规格、材质的电线电缆与组件、附件组合形成的系统。1H411010机电工程项目常用材料 机电工程项目常用材料有金属材料．非金属材料和电工线材。 本目重点是:掌握机电工程项目常用金属材料的类型及应用, 掌握机电工程项目常用电气材料的类型及其应用， 熟悉机电工程项目常用非金属材料的类型及应用。 1H411011掌握机电工程项目常用金属材料的类型及应用 金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。 机电工程常用的金属材料主要是制造各种大型金属构件的用钢。如建筑、机电、冶金、石化、电力以及锅炉压力容器、压力管道等工程的用钢。 本条主要知识点是：黑色金属材料的类型及应用．有色金属材料的类型及应用。 一、黑色金属材料的类型及应用 (一)碳素结构钢（普碳钢） 碳素结构钢按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为4个级别，其钢号对应为 Q195、Q215、Q235和Q275，其中Q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值。 碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成形和焊接，常以热轧态供货，一般不再进行热处理，能够满足一般工程构件的要求，所以使用极为广泛。 如机电工程中常见的各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强度螺栓及预应力锚具等。
材料力学性能课后答案(时海芳任鑫)解析
第一章 1.解释下列名词①滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。②弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。③循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。④包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。⑤塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。⑥韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。 脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力 ⑦加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时,由于晶粒发生滑移, 出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,使金属的强度和硬度升高,塑性和韧性降低的现象。⑧解理断裂：解理断裂是在正应力作用产生的一种穿晶断裂，即断裂面沿一定的晶面（即解理面）分离。 2.解释下列力学性能指标的意义弹性模量）；（2）ζ p（规定非比例伸长应力）、ζ e（弹性极限）、ζ s（屈服强度）、ζ 0.2（屈服强度）；（3）ζ b （抗拉强度）；（4）n（加工硬化指数）; （5）δ （断后伸长率）、ψ （断面收缩率） 4.常用的标准试样有5 倍和10倍，其延伸率分别用δ 5 和δ 10 表示，说明为什么δ 5>δ 10。答：对于韧性金属材料，它的塑性变形量大于均匀塑性变形量，所以对于它的式样的比例，尺寸越短，它的断后伸长率越大。 5.某汽车弹簧，在未装满时已变形到最大位置，卸载后可完全恢复到原来状态；另一汽车弹簧，使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，而且塑性变形量越来越大。试分析这两种故障的本质及改变措施。答：（1）未装满载时已变形到最大位置：弹簧弹性极限不够导致弹性比功小；（2）使用一段时间后，发现弹簧弓形越来越小，即产生了塑性变形，这是构件材料的弹性比功不足引起的故障，可以通过热处理或合金化提高材料的弹性极限（或屈服极限），或者更换屈服强度更高的材料。 6.今有45、40Cr、35CrMo 钢和灰铸铁几种材料，应选择哪种材料作为机床机身？为什么？答：应选择灰铸铁。因为灰铸铁循环韧性大，也是很好的消
材料物理性能资料终极版(1)
《材料物理性能复习资料整理》 一、名词解释 物质的磁化：物质在磁场中受磁场的作用呈现一定磁性的现象。 自发极化：铁磁性材料在没有外加H时，原子磁矩趋于同向排列而发生的磁化。 软磁材料：是指磁滞回线瘦长，μ高、H c小、M r低，并且磁化后容易退磁的磁性材料。硬磁材料：是指磁滞回线短粗，μ低、H c大、M r高，并且磁化后很难退磁的磁性材料。磁致伸缩：铁磁体在磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化，这种现象称为磁致伸缩效应。 PN结：是指在同一块半导体单晶中P型掺杂区域N型掺杂区的交界面附近的区域。 禁带：在能带结构中能态密度为零的能量区间。 超导电性：在一定条件下（温度、磁场、压力）材料的电阻突然消失的现象称为超导电性。马基申定则：马基申等人把固溶体电阻率看成由金属基本电阻率ρ(T)和残余电阻ρ残组成。 这表明在一级近似下，不同散射机制对电阻率的贡献可以用加法求和。 激活介质：实现粒子数反转的介质具有对光的放大作用，称为激活介质。 因瓦效应：将与因瓦反常相关联的其它物理特性的反常行为统称为因瓦效应。 磁介质：能被磁场磁化的物质。 技术磁化：是指在外磁场的作用下，铁磁体从完全退磁状态磁化至饱和的内部变化过程。磁畴：是指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状态的小区域。 铁电畴：铁电体中自发极化方向一致的微小区域。 N型半导体：在本征半导体中掺入5价元素（磷，砷，锑）使晶体中的自由电子的浓度极大地增加而形成的以电子为多子的杂质半导体称为N型半导体。 第一类超导体：指大多数纯金属超导体，在超导态下磁通从超导体中全部逐出，具有完全的迈斯纳效应（完全的抗磁性）。这类导体称为第一类超导体。 介质损耗：电介质在外电场作用下，其内部会有发热现象，这说明有部分电能已转化为热能耗散掉，这种介质内的能量损耗称为介质损耗。 光致发光：通过光的辐射将材料中的电子激发到高能态从而导致发光，称为光致发光。 杜隆-珀替定律：恒压下，元素的原子摩尔热容为25J/(K?mol)。 二、简答题 1.请从能量式波长（频率）范围详细划分电磁波谱 （1）无线电波——波长从108~1013nm （2）微波——波长从106~108nm （3）红外线——波长从103~106nm （4）可见光——波长390~700nm （5）紫外线——波长从10~390nm （6）伦琴射线——波长10-3~100nm （7）γ射线——波长从10-5~0.1nm
金属材料力学性能练习题
第二章第一节金属材料的力学性能 一、选择题 1.表示金属材料屈服强度的符号是（）。 A.σ e B.σ s C.σ b D.σ -1 2.表示金属材料弹性极限的符号是（）。 A.σ e B.σ s C.σ b D.σ -1 3.在测量薄片工件的硬度时，常用的硬度测试方法的表示符号是（）。 A.HB B.HR C.HV D.HS 4.金属材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力叫（）。 A.强度 B.硬度 C.塑性 D.弹性 二、填空 1.金属材料的机械性能是指在载荷作用下其抵抗（）或（）的能力。 2.金属塑性的指标主要有（）和（）两种。 3.低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、（）和（）三个阶段。 4.常用测定硬度的方法有（）、（）和维氏硬度测试法。 5.疲劳强度是表示材料经（）作用而（）的最大应力值。 三、是非题 1.用布氏硬度测量硬度时，压头为钢球，用符号HBS表示。（） 2.用布氏硬度测量硬度时，压头为硬质合金球，用符号HBW表示。（） 四、改正题 1. 疲劳强度是表示在冲击载荷作用下而不致引起断裂的最大应力。 2. 渗碳件经淬火处理后用HB硬度计测量表层硬度。 3. 受冲击载荷作用的工件，考虑机械性能的指标主要是疲劳强度。 4. 衡量材料的塑性的指标主要有伸长率和冲击韧性。
5. 冲击韧性是指金属材料在载荷作用下抵抗破坏的能力。 五、简答题 1.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σ S 、σ 0.2 、HRC、σ -1 。 2.说明下列机械性能指标符合所表示的意思：σ b 、δ 5 、HBS、a kv 。 2.2金属材料的物理性能、化学性能和工艺性能 一、判断题 1.金属材料的密度越大其质量也越大。（） 2.金属材料的热导率越大，导热性越好。（） 3.金属的电阻率越小，其导电性越好。（） 二、简答题： 1.什么是金属材料的工艺性能？它包括哪些？ 2.什么是金属材料的物理性能？它包括哪些？ 3.什么是金属材料的化学性能？它包括哪些？
常用金属材料
常用金属材料 一﹑黑色金属类 1﹑冷轧板分类﹕一般用(SPCC) 冲压用(SPCD) 加工状态D麻面轧辊经磨床加工后喷丸处理 B光亮表面轧辊经磨床精加工 常用﹕SPCC-SD SPCD-SD SPCE-SD SPCC-SB (金光板﹐表面光亮无针孔状﹐成型后可直接电镀) 2﹑热浸镀锌板又名亚板(SGCC,SGCD,SGCE) 基体为铁板﹐浸入熔融的锌液中镀锌而成)
二﹑有色金属类 1﹑铝 变形铝及变形铝合金的分类(按主要合金元素分类) 退火状态 O状态 H12 1/4硬﹐完全退火后冷加工硬化﹐变形量为18% H14 1/2硬﹐完全退火后冷变形约为35% H16 3/4硬﹐完全退火后冷变形约为55% H18 硬性﹐完全退火后冷变形约为75% H19 超硬性 常用“O”--------------拉伸用 “H14”-------------一般用 2﹑铜 铜合金按其化学成分可分为黄铜﹐青铜﹐白铜三大类
3﹑电解镀锌板又名电解板(SECC﹑SECD﹑SECE)基体为铁板﹐表面经电解镀锌而成 镀层厚度为1um﹐相应镀层重量为7.1g/m2。 4﹑镀铝铁板 基体为铁板﹐浸入熔融的铝液中镀铝而成﹐呈灰色﹐手感好﹐具有良好的耐热性﹐耐腐性﹐热反射性。 目前亚洲地区仅日本﹐韩国有生产此钢种。 表面处理状态﹕O涂油 C 铬酸盐 X 不处理 镀层重量常用﹕40~~150g/m2﹐TKC常用80~120g/m2(双面) 5﹑镀铝锌铁板 基体为铁板﹐表面以经热镀铝﹑锌而成﹐外观呈亮色小块状花纹﹐有更佳可观性。以55%铝﹐43.5%锌及1.5%硅组成(重量比)(容积比80%铝﹐19%锌﹐1%硅) 6﹑不锈钢(SUS) 铬可防止钢表面产生锈皮﹐一般所称的不锈钢是指含铬量在12%以上但低于30%。
第一章 材料性能
第一章机械力学性能习题 一、填空题 1、材料的力学性能的主要指标有、、、等。 2、HBS250～300应改为；600～650HBS应改为；5～10HRC应改为；HRC70～75应改为。 3、σs表示，σr0.2：表示，其数值越大，材料抵抗的能力越大。 4、材料常用的塑性指标有和两种。其中用表示塑性更接近材料的真实变形。 二、是非题 ( )1、机器中的零件在工作时，材料强度高的不会变形，材料强度低的一定会产生变形； ( )2、材料的E越大，其塑性越差； ( )3、屈服点是表征材料抵抗断裂能力的力学性能指标； ( )4、所有的金属材料均有明显的屈服现象。 三、思考题 1、现测得长、短两根圆形截面标准试样的δ5，和δ10均为25%，其原始直径为d0=10mm,求两试样拉断后的标距长度是多少?哪一根试样的塑性好?为什么? 2、标准规定，15钢的力学性能指标不应低于下列数值，σb≥372(MPa)，σs≥225(MPa)，δ5≥27%，ψ≥55%。现将购进的15钢制成d0=10mm的圆形截面短试样，经拉伸试验后测得 F b=34500N，F s=21100N，L1=65mm，d l=6mm。试问，这批15钢的力学性能是否合格? 3、下列情况应采用什么方法测定硬度?写出硬度值符号。 (1)锉刀 (2)黄铜铜套 (3)硬质合金刀片 (4)供应状态的各种碳钢钢材 (5)耐磨工件的表面硬化层 4、35钢(w c≈0.35%)的σs小于45(w c≈0.45%)钢的σs。用35钢制作的轴，在使用过程中，发现有较大的弹性弯曲变形，若改用45钢制作该轴，试问能否减少弹性变形?若弯曲变形中已有塑性变形，试问是否可以避免塑性变形?
常用金属材料标准选用
常用金属材料标准选用 张启芳韩克筠合编.江苏省金工研究会 金工信息交流站一九九一年六月
前言 为了使我国产品质量和技术标准向国际标准看齐，在八十年代，国家标准总局组织力量制定和修订了许多材料的国家新标准。《金属工艺学》和《工程材料》课程中常用的几十种金属材料，也大量制订了新标准，从新标准施行之日起，旧标准作废。 新标准参照国际先迸标准，结合我国实际情况，将技术要求、质量等级和参数提高，数值、量纲均采用国际单位制。 新标准和旧标准比较，相差变动较大，主要表现在：1.增添了新品种，2.改变了部分牌号的表示方法，3.淘汰了一批旧牌号，4.成分、性能有提高，5.有较大的灵活性。 釆用新标准，是我国社会主义建设中的一项重要任务，作为金工教师，宣传、应用新标准是应尽的职责。考虑到常用金屑材料的新标准近年来更换很快，统计目前发行的几十种《金工》及《工程材料》教材，除个别已采用新标准外，绝大多数仍沿用旧标准。这可能是许多老师对新标准了解不够，到新华书店也很难买全所霈用的全部新标准。 我们在较短的时间内编印了这本《常用金屑材料标准选用》，共收集42个常用金属材料的牌号、代号、化学成分、力学性能和用途举例仅供各类院校教师及工程技术人员参照使用.不妥或错误之处，敬请指正。 本书由南京航务专科学校张启芳、东南大学曹习编辑并承陕西机械学院、清华大学、中央广播电视大学、高等教育出版社、南京市金属材料公司等提供资料；又承华东工学院印刷厂以最经济、最迅速的办法赶在江苏省金工研究会第六届年会召开之际印成，谨致谢意。江苏省高校金属工艺教学研究会 1991年5月
常用金属材料标准选用 目录 第一部分结构钢 碳素结构钢(GB700~88) (1) 优质碳素结构钢(GB699~88)低淬透性含钛优质碳素 结构钢(YB2009~81) (7) 低合金结构钢(GB1591~88)8 合金结构钢(GB3077~88) (12) 保证淬透性结构钢 (GB5216~85) (25) 高耐候性结构钢 (GB4171~84) (28) 易切削结构钢 (GB8731~88) (29) 弹簧钢(GB1222~84) (32) 铬轴承钢(YB9—68) (34) 渗碳轴承钢(GB3203~82) (35) 高碳高铬不锈轴承钢 (GB3086~82) (36) 造船用钢(GB712~88) (37) 锅炉用钢(GB713~86) (39) 一般工程用铸造碳钢件 (GB11352~89) (41) 第二部分工具钢 碳素工具钢(GB1298~86) (42) 合金工具钢(GB1299~85) (44) 高速工具钢(GB9943~88)50 第三部分特殊性能钢 不锈钢(GB1220~84) (52) 不锈钢铸件(GB2100—80) (59) 高锰钢铸件(GB5680~85) (63) 耐热钢(GB1221—84) (64) 第四部分铸铁灰铸铁件(GB9439~88)70 球墨铸铁件(GB1348~88) (74) 可锻铸铁件(GB9440~88) (77) 蠕墨铸铁件(JB4403~87) (79) 耐热铸铁件(GB9437—88) (80) 第五部分有色金属及其合金 加工铜(GB3531~85) (82) 加工黄铜(GB5232~85)84 加工青铜(GB5233~85) (89) 加工白铜(GB5234~85) (94) 铸造铜合金(GB1176~87) (97) 铝及铝合金加工产品 (GB3190~82) (107) 铸造铝合金(GB1173—86)112 加工镁及镁合金 (GB5153~85) (119) 铸造镁合金 (GB1177~74)r (120) 锌和锌合金加工产品 (GB1977~88等）..................121 铸造锌合金（GB1175—74)122 钦及钛合金 (GB2965~87等） (123) 铸造钛合金 (GB6614~86) (125) 铸造轴承合金 (GB1174~74) (126) 切削加工用硬质合金分类、 分组代号(GB2075~87) (127)
材料物理性能
材料物理性能 第一章 考点1. 电子理论的发展经历了三个阶段，即古典电子理论、量子自由电子理论和能带理论。古典电子理论假设金属中的价电子完全自由，并且服从经典力学规律； 量子自由电子理论也认为金属中的价电子是自由的，但认为它们服从量子力学规律；能带理论则考虑到点阵周期场的作用。 考点2. 费米电子 在T = 0K时，大块金属中的自由电子从低能级排起，直到全部价电子均占据了相应的能级为止。具有能量为EF(0)以下的所有能级都被占满，而在EF(0)之上的能级都空着，EF(0)称为费米能，是由费米提出的，相应的能级称为费米能级。 考点3. 四个量子数 1、主量子数n 2、角量子数l 3、磁量子数m 4、自旋量子数ms 考点4. 思考题 1、过渡族金属物理性能的特殊性与电子能带结构有何联系？ 过渡族金属的 d 带不满，且能级低而密，可容纳较多的电子，夺取较高的 s 带中的电子，降低费米能级。 第二章 考点5. 载流子 载流子可以是电子、空穴，也可以是离子、离子空位。材料所具有的载流子种类不同，其导电性能也有较大的差异，金属与合金的载流子为电子，半导体的载流子为电子和空穴，离子类导电的载流子为离子、离子空位。而超导体的导电性能则来自于库柏电子对的贡献。 考点6. 杂质可以分为两类 一种是作为电子供体提供导带电子的发射杂质，称为“施主”；另一种是作为电子受体提供价带空穴的收集杂质，称为“受主”。 掺入施主杂质后在热激发下半导体中电子浓度增加(n>p)，电子为多数载流子，简称“多子”，空穴为少数载流子，简称“少子”。这时以电子导电为主，故称为n型半导体。施主杂质有时也就称为n型杂质。 在掺入受主的半导体中由于受主电离(p>n)，空穴为多子，电子为少子，因而以空穴导电为主，故称为p型半导体。受主杂质也称为p型杂质。 考点7. 我们把只有本征激发过程的半导体称为本征半导体。 考点8. 在同一种半导体材料中往往同时存在两种类型的杂质，这时半导体的导电类型主要取决于掺 杂浓度高的杂质。 随着温度的升高本征载流子的浓度将迅速增加，而杂质提供的载流子浓度却不随温度而改变。因此，在高温时即使是杂质半导体也是本征激发占主导地位，呈现出本征半导体的特征(n≈p)。一般半导体在常温下靠本征激发提供的载流子甚少