金属材料刚度,强度及钢板知识

金属材料在外力作用下抵抗永久变形和断裂的能力称为强度 按外力作用的性质不同 主要有屈服强度 抗拉强度 抗压强度 抗弯强度等 工程常用的是屈服强度和抗拉强度 这两个强度指标可通过拉伸试验测出 强度是指零件承受载荷后抵抗发生断裂或超过容许限度的残余变形的能力 也就是说 强度是衡量零件本身承载能力 即抵抗失效能力 的重要指标 强度是机械零部件首先应满 足的基本要求 机械零件的强度一般可以分为静强度 疲劳强度 弯曲疲劳和接触疲劳等 断裂强度 冲击强度 高温和低温强度 在腐蚀条件下的强度和蠕变 胶合强度等项目 强 度的试验研究是综合性的研究 主要是通过其应力状态来研究零部件的受力状况以及预测破 坏失效的条件和时机 强度是指材料承受外力而不被破坏 不可恢复的变形也属被破坏 的能力 根据受力种类的 不同分为以下几种 1 抗压强度 材料承受压力的能力 2 抗拉强度 材料承受拉力的能力 3 抗弯强度 材料对致弯外力的承受能力 4 抗剪强度 材料承受剪切力的能力 材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度 早在 1822 年 Friedrich mohs 提出用 10 种矿物来衡量世界上最硬的和最软的物体 这是所谓的摩氏硬度计 按照他们的软硬程 度分为十级 1 滑石 2 石膏 3 方解石 4 萤石 5 磷灰石 6 正长石 7 石英 8 黄玉 9 刚玉 10 金刚石 试验钢铁硬度的最普通方法是用锉刀在工件边缘上锉擦 由其表面所呈现的擦痕深浅以 判定其硬度的高低 这种方法称为锉试法这种方法不太科学 用硬度试验机来试验比较准确 是 现代试验硬度常用的方法 常用的硬度测定方法有布氏硬度 洛氏硬度和维氏硬度等测试方 法 硬度是衡量金属材料软硬程度的一项重要的性能指标 它既可理解为是材料抵抗弹性变形 塑性变形或破坏的能力 也可表述为材料抵抗残余变形和反破坏的能力 硬度不是一个简单 的物理概念 而是材料弹性 塑性 强度和韧性等力学性能的综合指标 硬度试验根据其测 试方法的不同可分为静压法 如布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度等 划痕法 如莫氏硬度 回跳法 如肖氏硬度 及显微硬度 高温硬度等多种方法 布氏硬度以 HB N kgf mm2 表示 HBS HBW 参照 GB T231 1984 生产中常 用布氏硬度法测定经退火 正火和调质的钢件 以及铸铁 有色金属 低合金结构钢等毛胚 或半成品的硬度 洛氏硬度可分为 HRA HRB HRC HRD 四种 它们的测量范围和应用范围也不同 一般生产中 HRC 用得最多 压痕较小 可测较薄得材料和硬得材料和成品件得硬度 冷轧钢板冷轧钢板 冷轧钢板就是经过 冷轧生产的钢板 俗称 冷板 冷轧是在室温条件下将钢板进一步轧薄至为目标厚度的钢板 和 热轧钢板比较 冷轧钢板厚 度更加精确 而且表面光滑 漂亮 同时还具有各种优越的机械性能 特别是加工性能方面 因为冷 轧原卷比较脆硬 不太适合加工 所以通常情况下冷轧钢板要求经过退火 酸洗及表面平整之后才交 给客户 冷轧最小厚度是 0 1 8 0MM 以下 大部份工厂如保定普瑞钢材冷轧钢板厚度是4 5MM 以 下 最少厚度 宽度是根据各工厂的设备能力和市场需求而决定 冷轧是在室温条件下将钢板进一步轧薄至为目标厚度的钢板 和 热轧钢板比较 冷轧钢板厚 度更加精确 而且表面光滑 漂亮 同时还具有各种优越的机械性能 特别是加工性能方面 因为冷 轧原卷比较脆硬 不太适合加工 所以通常情况下冷轧钢板要求经过退火 酸洗及表面平整之后才交 给客户 冷轧最小厚度是 0 1 8 0MM 以下 大部份工厂如保定普瑞钢材冷轧钢板厚度是4 5MM 以下 最少厚度 宽度是根据各工厂的设备能力和市场需求而决定 冷冷轧轧钢钢板板的的分分类类 冷轧钢板分为三代产品 沸腾钢为第一代 铝 镇静钢为第二代 无间隙原子钢 IF 钢 为第 三代 冷冷轧轧钢钢板板和和热热轧轧钢钢板板的的区区别别 热热轧轧 热轧 是以板坯 主要为连铸坯 为原料 经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢 从精 轧最后一架轧机出来的热 钢带通过层流冷却至设定温度 由卷取机卷成钢带卷 冷却后的钢带卷 根据用户的不同 需求 经过不同的精整作业线 平整 矫直 横切或纵切 检验 称重 包装及标 志等 加工而成为钢板 平整卷及纵切钢带产品 简单点儿来说 一块钢坯在加热后 就是电视里那 种烧的红红的发烫的钢块 精过几道轧制 再切边 矫正成为钢板 这种叫热轧 冷冷轧轧 冷轧 用热轧钢卷为原料 经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧 其成品为轧硬卷 由于连续冷变形 引起的冷作硬化使轧硬卷的强度 硬度上升 韧塑指标下降 因此冲压性能将恶化 只能用于简单变 形的零件 轧硬卷可作为 热镀锌厂的原料 因为热镀锌机组均设置有退 火线 轧硬卷重一般在 6 13 5 吨 钢卷在常温下 对热轧酸洗卷进行连续轧制 内径为610mm 产品特点 因为没有经过退火处理 其硬度很高 HRB 大于 90 机械加工性能极差 只能进 行简单的有方向性的小于 90 度的折弯加工 垂直于卷取方向 简单点儿来说 冷轧 是在 热轧板卷的基础上加工轧制出来的 一般来讲是热轧 酸洗 冷轧这样的加工过程 冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成 虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温 尽管如此还 是叫冷轧 由于热轧经过连续冷变型而成的冷轧 在机械性能比较差 硬度太高 必须经过退火才能 恢复其机械性能 没有退火的叫轧硬卷 轧硬卷一般是用来做无需折弯 拉伸的产品 1 0 以下厚 度轧硬的运气好的两边或者四边折弯 1 冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成 2 一块钢坯在加热后 就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块 精过几道轧制 再切边 矫正成 为钢板 这种叫热轧 冷冷轧轧钢钢板板的的应应用用 用于汽车 冰箱 洗衣机等家电 以及产业设备 各种建筑材料 冷冷轧轧钢钢板板的的主主要要产产地地 主要产地有 宝钢 鞍钢 本钢 武钢 邯钢 包钢 唐钢 涟钢 济钢等 钢钢的的正正火火和和淬淬火火 正火 又称常化 是将工件加热至Ac3 或 Accm 以上 30 50 保温一段时间后 从炉中取出在空气中或喷水 喷雾或吹风冷却的 金属热处理工艺 其目的是在于使晶 粒细化和碳化物分布均匀化 正火的主要应用范围有 用于低碳钢 正火后硬度略高于退火 韧性也较好 可 作为切削加工的预处理 用于中碳钢 可代替调质处理作为最后热处理 也可作为用 感应加热方法进行表面淬火前的预备处理 用于工具钢 轴承钢 渗碳钢等 可以 消降或抑制网状碳化物的形成 从而得到 球化退火所需的良好组织 用于铸钢件 可以细化铸态组织 改善 切削加工性能 用于大型锻件 可作为最后热处理 从而避 免淬火时较大的开裂倾向 用于球墨铸铁 使硬度 强度 耐磨性得到提高 如用 于制造汽车 拖拉机 柴油机的 曲轴 连杆等重要零件 过共析钢球化退火前进行 一次正火 可消除网状二次渗碳体 以保证球化退火时渗碳体全部球粒化 正火后的组织 亚共析钢为 F S 共析钢为 S 过共析钢为 S 二次渗碳体 且为不连续 钢的热处理种类分为整体热处理和 表面热处理 两大类 常用的整体热处理有退火 正火 淬火和 回火 表面热处理可分为表面淬火与 化学热处理 两类 正火是将钢件加热到临界温度以上30 50 保温适当时间后 在静止的空气中冷 却的热处理工艺称为正火 正火的主要目的是细化组织 改善钢的性能 获得接近平衡 状态的组织 正火与退火工艺相比 其主要区别是正火的冷却速度稍快 所以正火热处理的生产 周期短 故退火与正火同样能达到零件性能要求时 尽可能选用正火 大部分中 低碳 钢的坯料一般都采用正火热处理 一般 合金钢坯料常采用退火 若用正火 由于冷却速 度较快 使其正火后硬度较高 不利于切削加工 退火退火是一种金属热处理工艺 指的是将金属缓慢加热到一定温度 保持足够时间 然后 以适宜速度冷却 目的是降低硬度 改善切削加工性 消除残余应力 稳定尺寸 减少变形 与裂纹倾向 细化晶粒 调整组织 消除组织缺陷 是使经过铸造 锻轧 焊接或 切削加工的材料或工件软化 改善 塑性和韧性 使 化学成分均匀化 去除残余应力 或得到预期的物理性能 退火工艺随目的之不同而有 多种 如重结晶退火 等温退火 均匀化退火 球化退火 去除应力退火 再结晶退 火 以及稳定化退火 磁场退火等等 1 金属工具使用时因受热而失去原有的 硬度 2 把金属材料或工件加热到一定温度并持续一定时间后 使缓慢冷却 退火可以减低 金属硬度和脆性 增加可塑性 也叫焖火 重重结结晶晶退退火火 完完全全退退火火 应用于平衡加热和冷却时有固态相变 重结晶 发生的合金 其退火温度为各该合金 的相变温度区间以上或以内的某一温度 加热和冷却都是缓慢的 合金于加热和冷却过 程中