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所谓使用性能是指机械零件在使用条件下,金属材料表现出来的性能,它包括力学性能、物理性能、化学性能等。金属材料使用性能的好坏,决定了它的使用范围与使用寿命。在机械制造业中,一般机械零件都是在常温、常压和强烈腐蚀性介质中使用的,且在使用过程中各机械零件都将承受不同载荷的作用。金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为力学性能(过去也称为机械性能)。金属材料的力学性能是零件的设计和选材时的主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求的力学性能也将不同。常用的力学性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳限等。
黄铜是以锌为主要加入元素的铜合金。黄铜分普通黄铜(简单黄铜)和特殊黄铜(复杂黄铜)两种。黄铜用汉语拼音字母“H”表示。各种黄铜又在“H”后面加铜含量或除锌外主要加入元素符号及含量表示。如HPb59-1,表示含59%铜,1%铅,其余为锌的铅黄铜。
高速工具钢具有高的红硬性,在高速切削的条件下,温度高达500~600℃硬度也不降低,从而良好的切削性能。弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用,所以要求弹簧钢有高的拉抗强度、弹性限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。碳素弹簧钢即含碳量在0.6%~0.9%范围内的碳素结构钢(包括正常和较高的含锰量的)。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量(1.3%~2.8%)提高性能;另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢种。近年来,结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量。
强度限:材料在外力作用下能抵抗断裂的大应力,一般指拉力作用下的抗拉强度限,以σb表示,如拉伸试验曲线图中高点b对应的强度限,常用单位为兆帕(MPa),换算关系有:1MPa=1N/m2=(9.8)-1kgf/mm2或1kgf/mm2=9.8MPa。屈服强度限:金属材料试样承受的外力超过材料的弹性限时,虽然应力增加,但是试样仍发生明显的塑性变形,这种现象称为屈服,即材料承受外力到一定程度时,其变形与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度限,用σs表示,相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料,在拉伸曲线上会出现明显的屈服点,而对于低塑性材料则没有明显的屈服点,从而根据屈服点的外力求出屈服限。因此,在拉伸试验方法中,通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服限,用σ0.2表示。屈服限可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比(即σs/σb)要小,以提高其性,不过此时材料的利用率也较低了。