【正文】 彈性極限σeMPa金屬能保持彈性變形的最大應力，稱為彈性極限（4）比例極限σpMPa在彈性變形階段，金屬材料所承受的和應變能保持正比的最大應力，稱為比例極限σpPp/F0式中 Pp規(guī)定比例極限負荷（N）Fo試樣原橫截面積（mm2）所謂塑性是指金屬材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不致破裂的能力（1）伸長率δ%金屬材料在拉伸時，試樣拉斷后，其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比。δ查標距為5倍直徑時的伸長率，δ10是標距為10倍直徑時的伸長率（2）斷面收縮率ψ%金屬試樣拉斷后，其縮頸處橫載面積的最大縮減量與原橫截面積的百分比（3）泊松比181。對于各向同性的材料，泊松比表示：試樣在單向拉伸時，橫向相對收縮量與軸向相對伸長量之比181。=E/2G1式中 E彈性模量（GPa）G切變模量（GPa）所謂韌性是指金屬材料在沖擊力（動力載荷）的作用下而不破壞的能力（1）沖擊韌度αkv或αkvJ/cm2沖擊切度是評定金屬材料于動載荷下受沖擊抗力的力學性能指標，通常都是以大能量的一次沖擊值（αkv或αkv）作為標準的。它是采用一定尺寸和形狀的標準試樣，在擺錘式一次沖擊試驗機上來進行試驗。試驗結(jié)果，以沖斷試樣上所消耗的功（Aku或Akv）與斷面處橫截面積（F）之比值大小來衡量（2）沖擊吸收功Aku或AkvJ由于αk值的大小，不僅取決于材料本身，同時還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化，困而αk值只是一個相對指標。目前國際上許多國家直接采用沖擊吸收功Ak作為沖擊韌度的指標αku=Aku/F；αkv=Akv/F式中：αku夏比U形缺口試樣沖擊值（J/cm2）αkv夏比V形缺口試樣沖擊值（J/cm2）Aku夏比U形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功（J）Akv夏比V形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功（J）F試樣缺口處的橫截面積（cm2）金屬材料在極限強度以下，長期承受交變負荷（即大小、方向反復變化的載荷）的作用，在不發(fā)生顯著塑性變形的情況下而突然斷裂的現(xiàn)象。稱為疲勞（1）疵勞極限σ1MPa金屬材料在重復或交變應力作用下，經(jīng)過周次（N）的應力循環(huán)仍不發(fā)生斷裂時所能承受的最大應力稱為疲勞極限（2）疲勞強度σNMPa金屬材料在重復或交變應力作用下，循環(huán)一定周次（N）后斷裂時所能受的最大應力，叫作疲勞強度。此時，N稱為材料的疲勞壽命。某些金屬材料在重復或交變應力作用下，沒有明顯的疲勞極限，常用疲勞強度表示7.減摩、耐摩性硬度就是指金屬抵抗更硬物體壓入其表面的能力。硬度不是一個單純的物理量，而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標（1）布氏硬度HBSHBW用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應的試驗力壓入試樣表面，經(jīng)遠的保持時間后，卸除試驗力，測表面壓痕直徑計算的硬度值。使用鋼球測定硬度小于等于450HBS；使用硬質(zhì)合金球測定硬度大于450HBW（2）洛氏硬度HRAHRBHRCHRDHREHRFHRGHRHHRK用金剛石圓錐或鋼球壓頭以初始試驗力和總試驗力作用下，壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除主試驗力，測殘余壓痕深度增量計算的硬度值。洛氏硬度試驗分A、B、C、D、E、F、G、H標尺（3）維氏硬度H，經(jīng)規(guī)定的保持時間后，卸除試驗力，測壓痕對角線長度計算的硬度值（4）肖氏硬度HSCHSD用金剛石或鋼球沖頭從一定高度落到試樣表面，測沖頭回跳高度計算硬度值。用目測型硬度計的硬度符號為HSC，指示型硬度計的硬度符號為HSD（1）摩擦因數(shù)181。相互接觸的物體，當作相對移動時就會引起摩擦，引起摩擦的阻力稱為摩擦力。根據(jù)摩擦定律，通常把摩擦力（F）與施加在摩擦部位上的垂直載荷（N）的比值，稱為摩擦因素181。F/N式中 F——摩擦力（N）N—施加在摩擦部件上的垂直載荷 （N）（2）磨耗量WVgcm3試樣在規(guī)定試驗條件下經(jīng)過一定時間或一定距離摩擦之后，以試樣被磨去的重量（g）或體積（cm3）之量，稱為磨耗量（或磨損量），以磨去重量表示者稱為重量磨耗W，用磨去體積表示者稱為體積磨耗（3）相對耐磨系數(shù)ε在模擬耐磨試驗機上，采用65Mn（52~53HRC）作為標準試樣，在相同條件下，標準試樣的絕對磨耗量與被測定材料的絕對磨耗量之比，稱為被測材料的相對耐磨系數(shù)第三節(jié) 化學性能 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1－2－3　鋼鐵材料的化學性能名稱 量的符號 單位符號 含義1.耐腐蝕性耐腐蝕性是指金屬材料抵抗周圍介質(zhì)（大氣、水蒸氣、有害氣體、酸、堿、鹽等）腐蝕作用的能力。金屬的耐磨蝕性與許多因素有關(guān)，如金屬的化學成分、加工性質(zhì)、熱處理條件、組織狀態(tài)以及介質(zhì)和溫度等（1）化學腐蝕 化學腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)直接起化學作用的結(jié)果。它包括氣體腐蝕和金屬在非電解質(zhì)中的腐蝕兩種形式。其特點是：腐蝕過程不產(chǎn)生電流；且腐蝕產(chǎn)物沉積在金屬表面（2）電化學腐蝕金屬與酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液接處時發(fā)生作用而引起的腐蝕，稱為電化學腐蝕。它的特點是腐蝕過程中有電流產(chǎn)生，其腐蝕產(chǎn)物（鐵銹）不覆蓋在作為陽極的金屬上表面上，而是在距離陽極金屬的一定距離處（3）一般腐蝕這種腐蝕是均勻地分布在整個金屬內(nèi)外表面上，使截面不斷減小，最終使受力破壞（4）晶間腐蝕 這種腐蝕在金屬內(nèi)部沿晶粒邊緣進行，通常不引起金屬外形的任何變化，往往使設備或機件突然破壞（5）點腐蝕 這種腐蝕集中在金屬表面不大的區(qū)域內(nèi)并迅速向深處發(fā)展，最后穿透金屬，是一種危害較大的腐蝕破壞（6）應力腐蝕是指在靜應力（金屬的內(nèi)外應力）作用下，金屬在腐蝕介質(zhì)中所引起的破壞，這種腐蝕一般穿過晶粒，即所謂穿晶腐蝕（7）腐蝕疲勞 指在交變應力作用下，金屬在腐蝕介質(zhì)中所引起的破壞。它也是一種穿晶腐蝕（8）腐蝕速度g（）單位面積的金屬材料在單位時間內(nèi)經(jīng)腐蝕之后的失重，稱為腐蝕速度（9）腐蝕率 Rmm/a金屬材料在單位時間內(nèi)腐蝕掉的材料深度稱為腐蝕率2.抗氧化性g/（）或mm/a金屬材料在室溫或高溫下抵抗氧化的能力。金屬的氧化過程實際上是屬于化學腐蝕的一種形式。它可直接用一定時 內(nèi)，金屬表面經(jīng)腐蝕之后重量損失的大小即用金屬減重的速度表示 系指金屬材料的耐腐蝕性的抗氧化性的總稱。金屬材料在高溫下的化學穩(wěn)定性叫做熱穩(wěn)定性第三章合金元素對鋼的性能影響 第一節(jié) 主要合金元素對鋼的性能影響元素名稱 強度彈性沖擊韌度屈服點硬度伸長率斷面收縮率低溫韌性高溫強度耐磨性被切削性鍛壓性滲碳性能滲氮性能抗氧化性耐蝕性冷卻速度Mn①++0++00+0+000?Mn②+??+++0+????Cr+++++++?++?+++++++Ni①+?0++00+++???Ni②+?+++++++++++++???++Si +++++++??+0+Cu +?0+++00?+?0??0+?Mo +?++?+++++++++++?Co +?++?+++++0???++V ++++00+++++?++++++W +?0+++++++++++?Al +?++?+????+++??Ti ++++++++S ???????+++????P+?++???++?????注：“+”表示提高，“”表示降低，“0”表示沒有影響，“?”表示影響情況尚不清楚，多個“+”或“”表示提高或降低的強烈程度。①表示在珠光體鋼中；②表示在奧氏體鋼中。第二節(jié) 主要合金元素對鋼性能影響的在關(guān)說明　　　　　　　　　　　　　表132 主要合金元素對鋼性能影響的在關(guān)說明 元素名稱對性能主要影響Al 主要作用為細化晶粒和脫氧，在滲氮鋼中能促成滲氮層，含量高時，能提高高 溫抗氧化性，耐H2S氣體的腐蝕作用，固溶強化作用大，提高耐熱合金的熱強性，有促使石墨化傾向B 微時硼能提高鋼的淬透性，但隨鋼中碳含量增加，淬透性的提高逐漸減弱以至完全消失C 含量增加，鋼的硬度和強度也提高，但塑性和韌性隨之下降Co有固溶強化作用，使鋼具有紅硬性，提高高溫性能、抗氧化和耐腐蝕性，為高溫合金及超硬高速鋼的重要合金元素，提高鋼的Ms點，降低鋼的淬透性Cr 提高鋼的淬透性，并有二次硬化作用，增加高碳鋼的耐磨性，含量超過12%時，使鋼具有良好的高溫抗氧化性和耐氧化性介質(zhì)腐蝕作用，提高鋼的熱強性，是不銹耐酸鋼及耐熱鋼的主要合金元素，但含量高時易產(chǎn)生脆性Cu 含量低時，作用和鎳相似，含量較高時，對熱變形加工不利，%時，在熱變形加工時導致高溫銅脆現(xiàn)象，%時，經(jīng)固溶處理和時效后可產(chǎn)生時效強化作用。在低碳合金鋼中，特別是與磷同時存在，可提高鋼的抗大氣腐蝕性，2%~3%的銅在不銹鋼中可提高對硫酸、磷酸及鹽酸等的抗腐蝕性及對應力腐蝕的穩(wěn)定性Mn 降低鋼的下臨界點，增加奧氏體冷卻時的過冷度，細化珠光體組織以改善其力學性能，為低合金鋼和重要合金元素，能明顯提高鋼的淬透性，但有增加晶粒粗化和回火脆性的不利傾向Mo 提高鋼的淬透性，%時，能降低回火脆性，有二次硬化作用。提高熱強性和蠕變強度，含量2%~3%時，提高抗有機酸及還原性介質(zhì)腐蝕能力N 有不明顯的固溶強化及提高淬透性的作用，提高蠕變強度，與鋼中其它元素化合，有沉淀硬化作用，表面滲氮，提高硬度及耐磨性，增加抗蝕性，在低碳鋼中，殘余氮會導致時效脆性Al 固溶強化作用很明顯，提高鋼的淬透性（溶于奧氏體時），增加回火穩(wěn)定性，有二次硬化作用，提高鋼的強度、沖擊韌性，當含量高時（大于碳含量8倍），使鋼具有良好的抗氧性能，并提高熱強鋼的高溫性能（蠕變強度等）Ni 提高塑性及韌性，（提高低溫韌性更明顯），改善耐蝕性能，與鉻、鉬聯(lián)合使用，提高熱強性，是熱強鋼及不銹耐酸鋼的主要合金元素之一P 固溶強化及冷作硬化作用很好，與銅聯(lián)合使用，提高低合金高強度鋼的耐大氣腐蝕性能，但降低其冷沖壓性能，與硫、錳聯(lián)合使用，改善切削性，增加回火脆性及冷脆敏感性Pb改善切削加工性RE 包括鑭系元素及釔和鈧等17個元素，有脫氣、脫硫和消除其他有害雜質(zhì)作用，改善鋼的鑄態(tài)組織，%的含量可提高抗氧化性、高溫強度及蠕變強度，增加耐蝕性S 改善切削性。產(chǎn)生熱脆現(xiàn)象，惡化鋼的質(zhì)量，硫含量高，對焊接性產(chǎn)生不好影響Si 常用的脫氧劑，有固熔強化作用，提高電陰率，降低磁滯損耗，改善磁導率，提高淬透性，抗回火性，對改善綜合力學性能有利，提高彈性極限，增加自然條件下的耐蝕性。含量較高時，降低焊接性，且易導致冷脆。中碳鋼和高碳鋼易于在回火時產(chǎn)生石墨化Ti 固溶強化作用強，但降低固溶體的韌性，固溶于奧氏體中提高鋼的淬透性，但化合鈦卻降低鋼的淬透性。改善固火穩(wěn)定性，并有二次硬化作用，提高耐熱鋼的抗氧化性和熱強性，如蠕變的持久強度，且改善鋼的焊接性V固溶于奧氏體中可提高鋼的淬透性，但化合狀態(tài)存在的釩，會降低鋼的淬透性，增加鋼的回火穩(wěn)定性，并有很強的二次硬化作用，固溶于鐵素體中有極強的固溶強化作用。細化晶粒以提高低溫沖擊韌性，碳化釩是最硬耐磨性最好的金屬碳化物，明顯提高工具鋼的壽命，提高鋼的蠕變和持久強度，釩、可大大提高鋼抗高溫高壓氫腐蝕能力，但會稍微降低高溫抗氧化性Zr鋯在鋼中作用與鈮、鈦、釩相似，含量小時，有脫氧、凈化和細化晶粒的作用，提高鋼的低溫韌性，消除時效現(xiàn)象，提高鋼的沖壓性能第四章　鋼產(chǎn)品有關(guān)術(shù)語第一節(jié) 常用鋼產(chǎn)品術(shù)語 表141 常用鋼產(chǎn)品術(shù)語序號名稱 說明1碳鋼碳鋼也叫碳素鋼，是含碳量ωc小于2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外一般還含有少量的硅、錳、硫、磷 按用途可以把碳鋼分為碳素結(jié)構(gòu)鋼、碳素工具鋼和易切削結(jié)構(gòu)鋼三類。碳素結(jié)構(gòu)鋼又可分為建筑結(jié)構(gòu)鋼和機器制造結(jié)構(gòu)鋼兩種按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼（ωc≤%），中碳鋼（%%）和高碳鋼（ωc%）按磷、硫合量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼（含磷、硫較高）、優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含磷、硫較低）和高級優(yōu)質(zhì)鋼（含磷、