在前一篇关于金属强度的文章中,我们研究了抗拉强度和冲击强度的测量。但是,在为下一个项目选择金属时,必须考虑另外两个非常重要的力学特性。这些性能是延性和硬度。
什么是延性?
延性是指金属在没有断裂的情况下变形的能力。金属可以形成或压制成另一个形状而不发生任何断裂,被认为是延展性的。断裂的金属被归类为脆性(本质上与韧性相反)。
延性是影响成形性能的主要因素。过于脆性的金属可能无法成功地形成。例如,如果一片金属被拉伸成一根细丝,那就必须有一定的延展性。如果金属太脆,一旦金属开始拉伸,它就会断裂。延性也是结构工程的主要安全考虑因素。延性允许结构在一定程度上弯曲和变形,在重载下不会破裂。
如何测量延性
延伸率和百分比降低是衡量延性的两种方法:
伸长率是指金属在拉伸试验中被拉到失效后,变形成原来长度的百分比。百分比折减测量金属试样在拉伸试验引起的断裂后横截面的最窄部分。
延性可能取决于温度,因此金属在应用中所受的温度应该被考虑在内。大多数金属都有一个韧脆转变温度图,可以辅助.
哪种金属是韧性的?
有许多延展性金属,包括:
铝黄铜低碳钢金银锡铅
被认为易碎的金属包括铸铁、铬和钨。需要高延展性的应用实例包括金属电缆、冲压件和结构梁。
什么是硬度?
硬度是衡量金属抵抗压痕的能力。当金属必须经受住没有凹陷或凹陷的压力时,应该寻找硬度高的金属。
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硬度也可以让最终用户对金属的耐磨性有一个概念。金属的硬度越大,就越能抵抗磨损。这对于使用中的金属受到可能导致磨损的力和物体的应用是非常重要的。
如何测量硬度
对于凹痕,有几种专用的测试方法可用于测量硬度。最流行的方法是:
维克斯·布林·罗克韦尔
在每一次硬度测试中,一个非常硬的物体,例如工业级的钻石,都会利用已知的力被压入一种材料中。然后测量测试材料中凹陷的大小。然后,可以将此测量值转换为诸如HRB(Rockwell)或HV(维克斯)之类的值。
莫氏硬度测试用于测量材料的抗划痕性能。在这次试验中,各种材料都已被指定的硬度数字是用来尝试和划痕的金属测试试样。对试样进行划痕的最低编号材料分配给该试样,使其具有相对硬度。
最难的金属是什么?
硬度较高的金属包括:
钨高碳铸铁
特殊工艺,如热处理或加工硬化,也可进一步提高给定金属的硬度。硬度通常与延性成反比,所以上述延性金属的硬度通常相对较低。要求高硬度的应用包括轴、销和齿轮。
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