金屬材料性能為更合理使用金屬材料，充分發(fā)揮其作用，必須掌握各種金屬材料制成的零、構(gòu)件在正常工作情況下應(yīng)具備的性能(使用性能)及其在冷熱加工過程中材料應(yīng)具備的性能(工藝性能)。

　　材料的使用性能包括物理性能(如比重、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熱膨脹性、磁性等)、化學(xué)性能(耐用腐蝕性、抗氧化性)，力學(xué)性能也叫機(jī)械性能。

　　材料的工藝性能指材料適應(yīng)冷、熱加工方法的能力。金屬材料比表面積研究是非常重要的。

6.1 (一)、機(jī)械性能

金屬鍶

　　機(jī)械性能是指金屬材料在外力作用下所表現(xiàn)出來的特性。

　　1、強(qiáng)度：材料在外力(載荷)作用下，抵抗變形和斷裂的能力。材料單位面積受載荷稱應(yīng)力。

　　2、屈服點(diǎn)(бs)：稱屈服強(qiáng)度，指材料在拉抻過程中，材料所受應(yīng)力達(dá)到某一臨界值時(shí)，載荷不再增加變形卻繼續(xù)增加或產(chǎn)生0.2%L。時(shí)應(yīng)力值，單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。

　　3、抗拉強(qiáng)度(бb)也叫強(qiáng)度極限指材料在拉斷前承受{zd0}應(yīng)力值。單位用牛頓/毫米2(N/mm2)表示。

　　4、延伸率(δ)：材料在拉伸斷裂后，總伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距長(zhǎng)度的百分比。

　　5、斷面收縮率(Ψ)材料在拉伸斷裂后、斷面{zd0}縮小面積與原斷面積百分比。

　　6、硬度：即材料軟硬程度，指材料抵抗其它更硬物壓力其表面的能力，常用硬度按其范圍測(cè)定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HKA、HKB、HRC)。

　　測(cè)定硬度試驗(yàn)的方法很多，大體上可以分為彈性回條法(肖氏硬度)壓入法(布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度)和劃痕法(莫氏硬度)等三大類，生產(chǎn)上應(yīng)用最廣泛的是壓入法。它是將一定形狀、尺寸的硬質(zhì)壓頭在一定大小載荷作用下壓入被測(cè)材料表層，以留下的壓痕表面面積大小或深度計(jì)算材料的硬度值。

　　由于硬度測(cè)定時(shí)的測(cè)定規(guī)范，所用儀器設(shè)備等不同，用壓入法井臺(tái)測(cè)定材料的硬度的方法也有多種。常用的方法是布氏硬度法(HB)，維氏硬度法(HV)，洛氏硬度法(HR)。

　　7、沖擊韌性(Ak)：常用沖擊吸收功Ak表示，指材料在沖擊載荷作用下吸收塑性變形功和斷裂功的力。是材料抵抗沖擊載荷的能力，單位為焦耳/厘米2(J/cm2)。

　　拉伸的應(yīng)力及階段

　　1、彈性：εe=σe/E， 指標(biāo)σe，E

　　2、剛性：△L=P·l/E·F 抵抗彈性變形的能力強(qiáng)度

　　3、強(qiáng)度： σs---屈服強(qiáng)度，σb---抗拉強(qiáng)度

　　4、韌性：沖擊吸收功Ak

　　5、疲勞強(qiáng)度： 交變負(fù)荷σ-1＜σs

　　6、硬度 HR、HV、HB

　　1、Ⅰ階段 線彈性階段 拉伸初期 應(yīng)力—應(yīng)變曲線為一直線，

金屬

　　此階段應(yīng)力{zg}限稱為材料的比例極限σe.

　　2、Ⅱ階段 屈服階段 當(dāng)應(yīng)力增加至一定值時(shí)，應(yīng)力—應(yīng)變曲線出現(xiàn)水平線段(有微小波動(dòng))，在此階段內(nèi)，應(yīng)力幾乎不變，而變形卻急劇增長(zhǎng)，材料失去抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱屈服，相應(yīng)的應(yīng)力稱為屈服應(yīng)力或屈服極限，并用σs表示。

　　3、Ⅲ階段 為強(qiáng)化階段，經(jīng)過屈服后，材料又增強(qiáng)了抵抗變形的能力。強(qiáng)化階段的{zg}點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力，稱材料的強(qiáng)度極限。用σb表示，強(qiáng)度極限是材料所能承受的{zd0}應(yīng)力。

　　4、Ⅳ階段 為頸縮階段。當(dāng)應(yīng)力增至{zd0}值σb后，試件的某一局部顯著收縮，{zh1}在縮頸處斷裂。

　　對(duì)低碳鋼σs與σb為衡量其強(qiáng)度的主要指標(biāo)。

　　剛性：△L=P·l/E·F，抵抗彈性變形的能力。

　　P---拉力，l---材料原長(zhǎng)，E---彈性模量，F(xiàn)---截面面積

　　塑性變形：外力去處后，不能恢復(fù)的變形，即殘余變形稱塑性變形。

　　材料能經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力，稱為材料的塑性或延伸性。衡量材料塑性的兩個(gè)指標(biāo)是延伸率和斷面收縮率。

　　延伸率δ=(△l0/l)×{bfb}斷面收縮率ψ=((A-A1)/A)×{bfb}

　　疲勞強(qiáng)度：材料抵抗無限次應(yīng)力(107)循環(huán)也不疲勞斷裂的強(qiáng)度指標(biāo)，交變負(fù)荷σ-1＜σs為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

6.2 (二)、工藝性能

金屬鑄件

　　指材料承受各種加工、處理的能力的那些性能。

　　鑄造性能：指金屬或合金是否適合鑄造的一些工藝性能，主要包括流性能、充滿鑄模能力；收縮性、鑄件凝固時(shí)體積收縮的能力；偏析指化學(xué)成分不均性。

　　焊接性能：指金屬材料通過加熱或加熱和加壓焊接方法，把兩個(gè)或兩個(gè)以上金屬材料焊接到一起，接口處能滿足使用目的的特性。

　　頂氣段性能：指金屬材料能承授予頂鍛而不破裂的性能。

　　冷彎性能：指金屬材料在常溫下能承受彎曲而不破裂性能。彎曲程度一般用彎曲角度α(外角)或彎心直徑d對(duì)材料厚度a的比值表示，a愈大或d/a愈小，則材料的冷彎性愈好。

　　沖壓性能：金屬材料承受沖壓變形加工而不破裂的能力。在常溫進(jìn)行沖壓叫冷沖壓。檢驗(yàn)方法用杯突試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)。

　　鍛造性能：金屬材料在鍛壓加工中能承受塑性變形而不破裂的能力。

6.3 (三)、化學(xué)性能

有色金屬

　　指金屬材料與周圍介質(zhì)掃觸時(shí)抵抗發(fā)生化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)的性能。

　　耐腐蝕性：指金屬材料抵抗各種介質(zhì)侵蝕的能力。

　　抗氧化性：指金屬材料在高溫下，抵抗產(chǎn)生氧化皮能力。

　　金屬的氧化

　　金屬的氧化有兩種含義，狹義的含義是指金屬與環(huán)境介質(zhì)中的氧化合而生成金屬氧化物的過程；廣義金屬氧化就是金屬與介質(zhì)作用失去電子的過程，氧化反應(yīng)產(chǎn)物不一定是氧化物也可以是硫化物、鹵化物、或其他化合物。

　　金屬的鈍性

　　處于鈍態(tài)下的金屬性質(zhì)。