机械制造业中,一般机械零件都是常温、常压和非强烈腐蚀性介质中使用,且使用过程中各机械零件都将承受不同载荷作用。金属材料载荷作用下抵抗破坏性能,称为机械性能(或称为力学性能)。
金属材料机械性能是零件设计和选材时主要依据。外加载荷性质不同(例如拉伸、压缩、扭转、冲击、循环载荷等),对金属材料要求机械性能也将不同。常用机械性能包括:强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。下面将分别讨论各种机械性能。
1. 强度
强度是指金属材料静荷作用下抵抗破坏(过量塑性变形或断裂)性能。载荷作用方式有拉伸、压缩、弯曲、剪切等形式,强度也分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度等。各种强度间常有一定联系,使用中一般较多以抗拉强度作为最基本强度指针。
2. 塑性
塑性是指金属材料载荷作用下,产生塑性变形(永久变形)而不破坏能力。
3. 硬度
硬度是衡量金属材料软硬程度指针。目前生产中测定硬度方法最常用是压入硬度法,它是用一定几何形状压头一定载荷下压入被测试金属材料表面,被压入程度来测定其硬度值。
常用方法有布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)和维氏硬度(HV)等方法。
4. 疲劳
前面所讨论强度、塑性、硬度都是金属静载荷作用下机械性能指针。实际上,许多机器零件都是循环载荷下工作,这种条件下零件会产生疲劳。
5. 冲击韧性
以很大速度作用于机件上载荷称为冲击载荷,金属冲击载荷作用下抵抗破坏能力叫做冲击韧性。