金屬和合金的物理、力學性能及檢驗方法

金屬是帶有電子導電性的物質，它的導電性隨著溫度升高而降低，它們大都帶有光澤并具有一定的塑性。

在現代工業中純金屬的用途較少，而合金的用途則非常廣泛。合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬組成的復雜物質，它在液態時大都能互相溶解，在固態下具有金屬特性。由于合金具有不同的化學元素質量分數，因而能在很大范圍內改變它的物理、化學和力學性能。除了改變化學元素質量分數外，還可以利用熱處理的方法改變它的性能，基于以上原因，合金在現代工業中應用得很廣，在機器制造業中用來制造各種零件。

所有零件在其使用過程中，都要承受載荷的作用，因而使其產生變形。所謂變形就是零件的尺寸和形狀發生了變化。變形可以分為彈性變形和塑性變形兩種。彈性變形是當載荷去掉后會消失的變形；塑性變形是在載荷去掉后仍然保留的變形。

假如零件所受載荷超過一定限度時，將發生破裂，因此制造閥門的金屬和合金必須具有在載荷作用下抵抗破裂的性能。

為了使閥門零件不致破裂，必須選擇適當的金屬和合金來制造。為此每一個閥門設計或制造人員都必須了解金屬的力學性能。

金屬和合金的力學性能包括強度、硬度、彈性、塑性、沖擊韌性、疲勞強度和蠕變強度等。

強度是金屬在載荷作用下抵抗破壞的性能。

硬度是金屬抵抗其他更硬物體壓人的性能。

彈性是金屬當載荷去掉后能恢復原有形狀的性能。

塑性是金屬產生塑性變形而不發生破裂的性能。

沖擊韌性是金屬抵抗沖擊載荷作用而不破裂的性能。

疲勞強度是金屬經受無限多次交變載荷的作用而不破壞的性能。

蠕變強度是金屬在高溫環境中、在不變的載荷作用下，抵抗緩慢而連續發生塑性變形的性能。

測定金屬和合金力學性能的試驗是在專門的機器上進行的。根據加載條件的不同，金屬和合金的力學試驗可分為：

①靜力試驗——緩慢而均勻地增加載荷的試驗；

②動力試驗——高速增加載荷的試驗；

③交變載荷試驗——在試驗過程中載荷的數值，或數值與方向都發生變化。

拉伸試驗

拉伸試驗是靜力試驗的一種，即在試驗過程中加到試樣上的載荷由零增至某一最后數值。

由拉伸載荷引起的金屬變形叫作拉伸變形。 載荷的作用方式除了拉伸以外，還有壓縮、彎曲、扭轉、剪切等，如圖1-1所示。但是金屬抵抗壓縮、彎曲、扭轉、剪切載荷的性能與抵抗拉伸載荷的性能之間存在著一定的關系，都可以根據拉伸試驗的結果加以確定，因此，拉伸試驗是測定金屬靜力強度的基本試驗。

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