Arten von Metallmaterialien
Metallwerkstoffe werden üblicherweise in Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und spezielle Metallwerkstoffe unterteilt.

(1) Schwarzmetall, auch Stahlwerkstoffe genannt, umfasst industrielles reines Eisen mit über 90 % Eisengehalt, Gusseisen mit 2 % bis 4 % Kohlenstoffgehalt, Kohlenstoffstahl mit weniger als 2 % Kohlenstoffgehalt sowie Baustahl. Edelstahl, hitzebeständiger Stahl, Hochtemperaturlegierungen, Edelstahl, Präzisionslegierungen usw. für verschiedene Zwecke.Zu den Schwarzmetallen zählen im Großen und Ganzen auch Chrom, Mangan und deren Legierungen.

(2) Nichteisenmetalle beziehen sich auf alle Metalle und ihre Legierungen mit Ausnahme von Eisen, Chrom und Mangan, üblicherweise unterteilt in Leichtmetalle, Schwermetalle, Edelmetalle, Halbmetalle, seltene Metalle und seltene Erdmetalle.Die Festigkeit und Härte von Nichteisenlegierungen ist im Allgemeinen höher als bei reinen Metallen und sie weisen eine hohe Beständigkeit und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten auf.

(3) Spezielle Metallmaterialien, einschließlich struktureller und funktioneller Metallmaterialien für verschiedene Zwecke.Darunter sind amorphe Metallmaterialien, die durch schnelle Kondensationsverfahren gewonnen werden, sowie quasikristalline, mikrokristalline, nanokristalline Metallmaterialien usw.;Darüber hinaus gibt es spezielle Funktionslegierungen wie Stealth, Wasserstoffbeständigkeit, Supraleitung, Formgedächtnis, Verschleißfestigkeit, Vibrationsreduzierung und -dämpfung sowie Metallmatrix-Verbundwerkstoffe.

Eigenschaften von Metallmaterialien
Es wird im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Prozessleistung und Nutzungsleistung.Die sogenannte Prozessleistung bezieht sich auf die Leistung von Metallwerkstoffen unter bestimmten Kalt- und Warmumformbedingungen während des Bearbeitungs- und Herstellungsprozesses mechanischer Teile.Die Qualität der technologischen Leistungsfähigkeit metallischer Werkstoffe bestimmt deren Anpassungsfähigkeit an die Verarbeitung und Umformung im Herstellungsprozess.Aufgrund unterschiedlicher Verarbeitungsbedingungen variiert auch die erforderliche Prozessleistung, wie z. B. Gussleistung, Schweißbarkeit, Formbarkeit, Wärmebehandlungsleistung, Schneidleistung usw.

Die sogenannte Leistung bezieht sich auf die Leistung von Metallmaterialien, die mechanische Teile unter Einsatzbedingungen zeigen, einschließlich mechanischer Eigenschaften, physikalischer Eigenschaften, chemischer Eigenschaften usw. Die Leistung von Metallmaterialien bestimmt ihren Einsatzbereich und ihre Lebensdauer.In der mechanischen Fertigungsindustrie werden mechanische Teile im Allgemeinen bei normaler Temperatur, normalem Druck und stark korrosiven Medien verwendet, und jedes mechanische Teil ist während des Gebrauchs unterschiedlichen Belastungen ausgesetzt.Der Widerstand metallischer Werkstoffe gegen Versagen unter Belastung wird als mechanische Eigenschaften (früher auch als mechanische Eigenschaften bezeichnet) bezeichnet.Die mechanischen Eigenschaften metallischer Werkstoffe sind die Hauptgrundlage für die Konstruktion und Materialauswahl von Teilen.Die für Metallwerkstoffe erforderlichen mechanischen Eigenschaften variieren auch je nach Art der angewendeten Belastungen (z. B. Zug, Druck, Torsion, Stoß, zyklische Belastung usw.).Zu den üblichen mechanischen Eigenschaften gehören Festigkeit, Plastizität, Härte, Schlagzähigkeit, Mehrfachschlagzähigkeit und Ermüdungsgrenze.

Eigenschaften von Metallmaterialien
1. Müdigkeit
Viele mechanische Teile und technische Komponenten arbeiten unter wechselnden Belastungen.Unter Einwirkung wechselnder Belastungen liegt das Spannungsniveau zwar unter der Streckgrenze des Materials, nach längerer Zeit wiederholter Belastungszyklen kann es jedoch auch zu einem plötzlichen Sprödbruch kommen, der als Ermüdung metallischer Werkstoffe bezeichnet wird.Die Merkmale des Ermüdungsbruchs von Metallwerkstoffen sind:
(1) Die Belastungsbeanspruchung ist alternierend.
(2) Die Einwirkungszeit der Last ist relativ lang.
(3) Der Bruch erfolgt sofort.
(4) Sowohl plastische als auch spröde Materialien sind in der Ermüdungsbruchzone spröde.Daher ist der Ermüdungsbruch die häufigste und gefährlichste Bruchform im Ingenieurwesen.

Das Ermüdungsphänomen von Metallwerkstoffen kann je nach Bedingungen in folgende Typen unterteilt werden:

#1.Hohe Zyklusmüdigkeit
Es bezieht sich auf Ermüdungsversagen mit Spannungszyklen von über 100.000 unter Niedrigspannungsbedingungen (Arbeitsspannung niedriger als die Streckgrenze des Materials oder sogar niedriger als die Elastizitätsgrenze).Es ist die häufigste Form des Ermüdungsversagens.Ermüdung bei hoher Zyklenbelastung wird im Allgemeinen als Ermüdung bezeichnet.

#2 Ermüdung bei niedrigen Zyklen
Bezieht sich auf Ermüdung mit Spannungszyklen unter 10.000 bis 100.000 unter hoher Belastung (Arbeitsspannung nahe der Streckgrenze des Materials) oder unter Bedingungen hoher Dehnung.Aufgrund der bedeutenden Rolle der plastischen Wechseldehnung bei dieser Art von Ermüdungsversagen wird sie auch als plastische Ermüdung oder Dehnungsermüdung bezeichnet.

#3.Thermische Ermüdung
Der Ermüdungsschaden, der durch die wiederholte Einwirkung thermischer Belastung durch Temperaturänderungen verursacht wird.

#4 Korrosionsermüdung
Der Ermüdungsversagen von Maschinenkomponenten unter der kombinierten Einwirkung von Wechsellasten und korrosiven Medien (wie Säuren, Laugen, Meerwasser, aktive Gase usw.).

#5 Kontaktmüdigkeit
Dies bezieht sich auf das Auftreten von Lochfraß oder Oberflächenzerkleinerung auf der Kontaktfläche von Maschinenteilen unter wiederholter Einwirkung von Kontaktbeanspruchung, was zum Ausfall und zur Beschädigung der Teile führt.

2. Plastizität
Unter Plastizität versteht man die Fähigkeit eines Metallwerkstoffs, sich unter äußeren Belastungen dauerhaft zu verformen (plastische Verformung), ohne dabei zerstört zu werden.Wenn metallische Werkstoffe einer Spannung ausgesetzt werden, verändern sich sowohl ihre Länge als auch ihre Querschnittsfläche.Daher kann die Plastizität von Metallen anhand von zwei Indikatoren gemessen werden: Längenverlängerung (Dehnung) und Querschnittsschrumpfung (Querschnittsverringerung).

Je höher die Dehnung und Querschnittsschrumpfung eines Metallmaterials ist, desto besser ist seine Plastizität, was bedeutet, dass das Material erhebliche plastische Verformungen unbeschadet überstehen kann.Metallmaterialien mit einer Dehnung von mehr als 5 % werden im Allgemeinen als Kunststoffmaterialien bezeichnet (z. B. kohlenstoffarmer Stahl), während Metallmaterialien mit einer Dehnung von weniger als 5 % als spröde Materialien bezeichnet werden (z. B. Grauguss).Ein Material mit guter Plastizität kann in einem großen makroskopischen Bereich plastische Verformungen erzeugen und stärkt gleichzeitig das Metallmaterial aufgrund der plastischen Verformung, wodurch die Festigkeit des Materials verbessert und die sichere Verwendung der Teile gewährleistet wird.Darüber hinaus können Materialien mit guter Plastizität bestimmte Umformprozesse wie Stanzen, Kaltbiegen, Kaltziehen, Richten usw. problemlos durchlaufen. Daher müssen bei der Auswahl von Metallmaterialien als mechanische Teile bestimmte Plastizitätsindikatoren erfüllt sein.

3. Haltbarkeit
Die wichtigsten Formen der Korrosion von Baumetallen:
(1) Gleichmäßige Korrosion.Durch die Korrosion an der Metalloberfläche kommt es zu einer gleichmäßigen Querschnittsverdünnung.Daher wird der jährliche durchschnittliche Dickenverlustwert häufig als Indikator für die Korrosionsleistung (Korrosionsrate) verwendet.Stahl weist in der Atmosphäre im Allgemeinen eine gleichmäßige Korrosion auf.
(2) Porenerosion.Das Metall korrodiert punktförmig und bildet tiefe Löcher.Das Auftreten von Lochfraßkorrosion hängt mit der Beschaffenheit des Metalls und seines Mediums zusammen.In Medien, die Chloridsalze enthalten, kann Porenkorrosion auftreten.Als Bewertungsmaßstab für Lochfraß wird üblicherweise die maximale Lochtiefe herangezogen.Bei der Korrosion von Rohrleitungen wird häufig das Problem der Lochfraßkorrosion berücksichtigt.
(3) Galvanische Korrosion.Korrosion durch unterschiedliche Potentiale an den Kontaktstellen verschiedener Metalle.
(4) Spaltkorrosion.Lokale Korrosion auf Metalloberflächen entsteht häufig in Spalten oder anderen verborgenen Bereichen aufgrund von Unterschieden in der Zusammensetzung und Konzentration der Medien zwischen verschiedenen Teilen.
(5) Spannungskorrosion.Unter der kombinierten Wirkung von korrosiven Medien und hoher Zugspannung erfährt die Metalloberfläche Korrosion und dehnt sich nach innen zu Mikrorissen aus, was häufig zu plötzlichen Brüchen führt.Solche Schäden können an hochfesten Stahlstäben (Stahldrähten) im Beton auftreten.

4. Härte
Die Härte stellt die Fähigkeit eines Materials dar, dem Eindringen harter Gegenstände in seine Oberfläche zu widerstehen.Es ist einer der wichtigen Leistungsindikatoren von Metallwerkstoffen.Je höher die Härte, desto besser die Verschleißfestigkeit.Zu den am häufigsten verwendeten Härteindikatoren gehören die Brinell-Härte, die Rockwell-Härte und die Vickers-Härte.

Brinellhärte (HB): Eine gehärtete Stahlkugel einer bestimmten Größe (normalerweise 10 mm Durchmesser) wird unter einer bestimmten Last (normalerweise 3000 kg) in die Oberfläche des Materials gedrückt, über einen bestimmten Zeitraum aufrechterhalten und nach dem Entladen das Verhältnis bestimmt der Belastung der Eindruckfläche ist der Brinell-Härtewert (HB), gemessen in Kilogramm pro Quadratmeter (N/mm2).

Rockwell-Härte (HR): Wenn HB > 450 oder die Probe zu klein ist, kann der Brinell-Härtetest nicht verwendet werden und stattdessen sollte die Messung der Rockwell-Härte verwendet werden.Dabei handelt es sich um einen Diamantkegel mit einem Spitzenwinkel von 120° oder eine Stahlkugel mit einem Durchmesser von 1,59 und 3,18 mm, der unter einer bestimmten Belastung in die Oberfläche des geprüften Materials gepresst wird und aus der Tiefe die Härte des Materials berechnet wird die Einrückung.Entsprechend der unterschiedlichen Härte der Prüfmaterialien können unterschiedliche Eindringkörper und Gesamtprüfdrücke verwendet werden, um mehrere unterschiedliche Rockwell-Härteskalen zu bilden.Jede Skala ist mit einem Buchstaben nach dem Rockwell-Härtesymbol HR gekennzeichnet.Die am häufigsten verwendeten Rockwell-Härteskalen sind A, B und C (HRA, HRB, HRC).Die C-Skala ist unter ihnen die am weitesten verbreitete.

HRA: Hierbei handelt es sich um die Härte, die mit einem 60 kg schweren Diamantkegel-Eindringkörper erreicht wird, der für Materialien mit extrem hoher Härte (z. B. Hartlegierungen) verwendet wird.
HRB: Hierbei handelt es sich um die Härte, die mit einer Last von 100 kg und einer vergüteten Stahlkugel mit 1,58 mm Durchmesser erreicht wird. Sie wird für Materialien mit geringerer Härte (z. B. geglühter Stahl, Gusseisen usw.) verwendet.
HRC: Hierbei handelt es sich um eine Härte, die mit einer Last von 150 kg und einem Diamantkegel-Eindringkörper ermittelt wird und für Materialien mit hoher Härte (z. B. vergüteter Stahl) verwendet wird.

Vickers-Härte (HV): Ein Diamant-Quadratkegel-Eindringkörper mit einem Spitzenwinkel von 136° und einer Belastung von bis zu 120 kg wird zum Eindrücken in die Oberfläche des Materials verwendet.Der Wert der Vickers-Härte (HV) wird ermittelt, indem das Oberflächenprodukt der Vertiefungen im Material durch den Belastungswert dividiert wird.Die Härteprüfung ist die einfachste und praktikabelste Prüfmethode bei der mechanischen Leistungsprüfung.Um bestimmte mechanische Leistungsprüfungen durch Härteprüfungen zu ersetzen, ist in der Produktion eine genauere Umrechnungsbeziehung zwischen Härte und Festigkeit erforderlich.Die Praxis hat gezeigt, dass zwischen verschiedenen Härtewerten metallischer Werkstoffe sowie zwischen Härtewerten und Festigkeitswerten ein näherungsweise korrespondierender Zusammenhang besteht.Da der Härtewert durch den anfänglichen Widerstand gegen plastische Verformung und den Widerstand gegen fortgesetzte plastische Verformung bestimmt wird, gilt: Je höher die Festigkeit des Materials, desto höher der Widerstand gegen plastische Verformung und desto höher der Härtewert.

Die Eigenschaften von Metallwerkstoffen
Die Leistung von Metallmaterialien bestimmt ihre Anwendbarkeit und Rationalität der Anwendung.Die Leistung von Metallmaterialien wird hauptsächlich in vier Aspekte unterteilt: mechanische Leistung, chemische Leistung, physikalische Leistung und Prozessleistung.

1. Mechanisches Eigentum
Spannung: Die pro Querschnittsflächeneinheit im Inneren eines Objekts ausgeübte Kraft wird als Spannung bezeichnet.Die durch äußere Kräfte verursachte Spannung wird als Arbeitsspannung bezeichnet, und die Spannung, die im Objekt ohne äußere Kraft ausgeglichen wird, wird als innere Spannung bezeichnet (z. B. Gewebespannung, thermische Spannung, Restspannung, die nach Abschluss der Verarbeitung verbleibt).

Mechanische Eigenschaften: Die Fähigkeit eines Metalls, Verformung und Bruch unter äußeren Kräften (Belastungen) unter bestimmten Temperaturbedingungen zu widerstehen, wird als mechanische Eigenschaften des Metallmaterials (auch als mechanische Eigenschaften bezeichnet) bezeichnet.Es gibt verschiedene Arten von Belastungen, die Metallwerkstoffe aushalten können. Dabei kann es sich um statische oder dynamische Belastungen handeln, darunter Zugspannung, Druckspannung, Biegespannung, Scherspannung, Torsionsspannung sowie Reibung, Vibration, Stoß usw. die einzeln oder gleichzeitig getragen werden können.Daher sind die Hauptindikatoren zur Messung der mechanischen Eigenschaften von Metallmaterialien wie folgt.

1. Stärke
Dies ist die maximale Fähigkeit eines Materials, Verformung und Versagen unter Einwirkung äußerer Kräfte zu widerstehen, die in Zugfestigkeitsgrenzen (σ b), Biegefestigkeitsgrenze (σ Bb), ultimative Druckfestigkeit (σ BC) usw. unterteilt werden kann Regelmäßigkeit der Verformung bis zum Versagen metallischer Werkstoffe unter Einwirkung äußerer Kräfte werden üblicherweise Zugversuche zur Messung herangezogen.Das heißt, aus Metallmaterialien werden Proben mit bestimmten Spezifikationen hergestellt und auf einer Zugprüfmaschine gedehnt, bis die Probe bricht.Zu den gemessenen Stärkeindikatoren gehören hauptsächlich:

(1) Festigkeitsgrenze: Die maximale Spannung, der ein Material einem Bruch unter äußeren Kräften standhalten kann, bezieht sich im Allgemeinen auf die endgültige Zugfestigkeit unter Zugkraft σ. B stellt die Festigkeitsgrenze dar, die dem höchsten Punkt b in der Zugtestkurve entspricht und üblicherweise in gemessen wird Megapascal (MPa).Die Umrechnungsbeziehung lautet: 1MPa=1N/m2=(9,8) -1kgf/mm2 oder 1kgf/mm2=9,8MPa.

(2) Streckgrenze: Wenn die äußere Kraft, die auf eine Probe aus Metallmaterial einwirkt, die Elastizitätsgrenze des Materials überschreitet, erfährt die Probe dennoch eine erhebliche plastische Verformung, auch wenn die Spannung nicht mehr zunimmt.Dieses Phänomen wird als Fließen bezeichnet. Dies bedeutet, dass, wenn das Material einer äußeren Kraft bis zu einem gewissen Grad ausgesetzt ist, seine Verformung nicht mehr proportional zur äußeren Kraft ist und es zu einer erheblichen plastischen Verformung kommt.Die Spannung, bei der eine Streckgrenze auftritt, wird als Streckgrenzengrenze bezeichnet und durch σ bestimmt. S stellt die Streckgrenze dar, die dem S-Punkt in der Zugversuchskurve entspricht.Bei Materialien mit hoher Plastizität gibt es eine klare Streckgrenze auf der Zugkurve, während es bei Materialien mit geringer Plastizität keine klare Streckgrenze gibt, was es schwierig macht, die Streckgrenze anhand der äußeren Kraft an der Streckgrenze zu bestimmen.Daher wird bei der Zugprüfmethode normalerweise die Spannung, bei der die Messlänge an der Probe eine plastische Verformung von 0,2 % hervorruft, als bedingte Streckgrenze angegeben, wobei σ 0,2 verwendet wird.Der Streckgrenzenindex kann als Konstruktionsgrundlage für die Anforderung verwendet werden, dass Teile während des Betriebs keiner nennenswerten plastischen Verformung unterliegen.Für einige wichtige Teile wird jedoch auch davon ausgegangen, dass ein Biegefestigkeitsverhältnis erforderlich ist (z. B. σ S/ σ b). Es sollte klein sein, um seine Sicherheit und Zuverlässigkeit zu verbessern, aber derzeit ist auch die Ausnutzungsrate der Materialien gering.

(3) Elastizitätsgrenze: Die Fähigkeit eines Materials, sich unter äußeren Kräften zu verformen, aber nach Wegnahme der äußeren Kraft immer noch in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, wird als Elastizität bezeichnet.Die maximale Spannung, bei der Metallmaterialien ihre elastische Verformung aufrechterhalten können, ist die Elastizitätsgrenze, die dem Punkt e in der Zugtestkurve entspricht, die σ E darstellt, in Megapascal (MPa): σ In der Gleichung e=Pe/Fo stellt Pe die maximale äußere Spannung dar Kraft unter Beibehaltung der Elastizität (oder die Belastung bei maximaler elastischer Verformung des Materials).

(4) Elastizitätsmodul: Dies ist die Spannung des Materials innerhalb des elastischen Grenzbereichs σ Und Dehnung δ Das Verhältnis der Einheitsverformung entsprechend der Spannung, ausgedrückt in E, in Megapascal (MPa): E= σ/δ= TG α。 In der Formel α Der Winkel zwischen der oe-Linie auf der Zugtestkurve und der horizontalen Achse ox.Der Elastizitätsmodul ist ein Indikator, der die Steifigkeit von Metallmaterialien widerspiegelt (die Fähigkeit von Metallmaterialien, einer elastischen Verformung unter Krafteinwirkung zu widerstehen, wird als Steifigkeit bezeichnet).

2. Plastizität
Die maximale Fähigkeit von Metallmaterialien, sich unter äußeren Kräften dauerhaft zu verformen, ohne Schaden zu nehmen, wird als Plastizität bezeichnet und normalerweise anhand der Dehnung der Messlänge der Probe während des Zugversuchs δ (%) und der Verringerungsrate der Probenfläche ψ und der Dehnungsrate (%) δ gemessen = [(L1-L0)/L0] x100 %, das ist das Verhältnis der Differenz (Zunahme) zwischen der Messlänge L1 und der ursprünglichen Messlänge L0 der Probe, nachdem die Bruchfläche der Probe während des Zugversuchs ausgerichtet wurde .Bei tatsächlichen Tests kann die Dehnung, die an Zugproben aus demselben Material, aber mit unterschiedlichen Spezifikationen (Durchmesser, Querschnittsform – z. B. quadratisch, kreisförmig, rechteckig und Messlänge) gemessen wird, variieren, sodass im Allgemeinen besondere Hinweise erforderlich sind.Beispielsweise wird die Dehnung, die gemessen wird, wenn die Anfangsmesslänge der am häufigsten verwendeten Probe mit kreisförmigem Querschnitt das Fünffache des Durchmessers der Probe beträgt, ausgedrückt als: δ 5, und die Dehnung, die gemessen wird, wenn die Anfangsmesslänge das Zehnfache des Durchmessers beträgt der Probe wird als δ 10 ausgedrückt. Flächenverringerung ψ= [(F0-F1)/F0] x100 %, das ist das Verhältnis der Differenz (Querschnittsverringerung) zwischen der ursprünglichen Querschnittsfläche F0 der Probe nach dem Bruch und die minimale Querschnittsfläche F1 am Bruchhals beim Zugversuch auf F0.In der Praxis können die am häufigsten verwendeten Proben mit kreisförmigem Querschnitt normalerweise durch Durchmessermessung berechnet werden: ψ = [1- (D1/D0) 2] x 100 %, wobei: D0 – ursprünglicher Durchmesser der Probe;D1 – Der minimale Durchmesser am Bruchhals, nachdem die Probe auseinandergezogen wurde.δ Bezogen auf ψ Je größer der Wert, desto besser ist die Plastizität des Materials.

3. Belastbarkeit
Die Fähigkeit metallischer Werkstoffe, Schäden unter Stoßbelastungen zu widerstehen, wird als Zähigkeit bezeichnet.Üblicherweise wird eine Schlagprüfung verwendet, die die Zähigkeit eines Materials anhand der Schlagenergie charakterisiert, die pro Querschnittsflächeneinheit an der Bruchfläche verbraucht wird, wenn eine Metallprobe einer bestimmten Größe und Form einer Schlagbelastung ausgesetzt wird und an einer bestimmten Stelle bricht Art der Schlagprüfmaschine α K=Ak/F.Einheit J/cm2 oder kg · m/cm2, 1 kg · m/cm2 = 9,8 J/cm2.α K bezeichnet die Schlagzähigkeit metallischer Werkstoffe, Ak die Schlagenergie und F die ursprüngliche Bruchquerschnittsfläche.

4. Ermüdungsleistung
Die Ermüdungsfestigkeit von Metallwerkstoffen ist im Allgemeinen niedriger als die Streckgrenze bei wiederholter Langzeitbeanspruchung oder Wechselbeanspruchung (σ s). Das Phänomen des Bruchs ohne nennenswerte Verformung wird als Ermüdungsversagen oder Ermüdungsbruch bezeichnet und wird aus verschiedenen Gründen verursacht verursachen örtliche Schäden an der Oberfläche des Teils σ S ist sogar größer als σ Die Spannung von b (Spannungskonzentration) führt dazu, dass im lokalen Bereich plastische Verformungen oder Mikrorisse auftreten.Mit zunehmender Anzahl wiederholter Wechselspannungen weiten sich die Risse allmählich aus und vertiefen sich (Spannungskonzentration an der Rissspitze), wodurch sich die tatsächliche Querschnittsfläche der spannungstragenden Fläche im lokalen Bereich verringert, bis die lokale Spannung größer wird als σ B verursacht einen Bruch.In praktischen Anwendungen die maximale Belastung, der eine Probe innerhalb einer bestimmten Anzahl von Zyklen (normalerweise 106–107 Mal für Stahl und 108 Mal für Nichteisenmetalle) unter wiederholten oder wechselnden Belastungen (z. B. Zugspannung, Druckspannung) standhalten kann, ohne zu brechen , Biege- oder Torsionsbeanspruchung usw.) wird im Allgemeinen als Ermüdungsfestigkeitsgrenze σ- 1 in MPa angegeben.

Zusätzlich zu den oben genannten am häufigsten verwendeten mechanischen Leistungsindikatoren sind für einige Materialien mit besonders strengen Anforderungen, wie z. B. Metallmaterialien, die in der Luft- und Raumfahrt, der Nuklearindustrie, Kraftwerken usw. verwendet werden, auch die folgenden mechanischen Leistungsindikatoren erforderlich.

Kriechgrenze: Das Phänomen, bei dem sich ein Material bei einer bestimmten Temperatur und konstanter Zugbelastung im Laufe der Zeit langsam plastisch verformt, wird als Kriechen bezeichnet.Üblicherweise wird ein Hochtemperatur-Zugkriechversuch verwendet, der sich auf die maximale Spannung bezieht, bei der die Kriechdehnung (Gesamtdehnung oder Restdehnung) der Probe innerhalb einer bestimmten Zeit unter konstanter Temperatur und konstanter Zugbelastung oder in einem Stadium auftritt, in dem die Kriechdehnung auftritt Die Rate ist relativ konstant und überschreitet nicht einen bestimmten festgelegten Wert, wie die Kriechgrenze, ausgedrückt in MPa, wobei τ die Dauer des Experiments ist, t die Temperatur ist, δ für die Dehnung, σ für die Spannung;Alternativ steht V für die Kriechgeschwindigkeit.
Zugfestigkeitsgrenze bei hoher Temperatur: Die maximale Spannung, bei der eine Probe bei konstanter Temperatur und konstanter Zugbelastung eine bestimmte Dauer ohne Bruch erreicht.

Metallkerbempfindlichkeitskoeffizient: in K τ Das Spannungsverhältnis zwischen einer gekerbten Probe und einer glatten Probe ohne Kerben für die gleiche Dauer (Hochtemperatur-Zugfestigkeitsversuch).

Hitzebeständigkeit: die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegenüber mechanischen Belastungen bei hohen Temperaturen.

2. Chemische Eigenschaften
Die Eigenschaft eines Metalls, mit anderen Stoffen chemische Reaktionen hervorzurufen, nennt man seine chemischen Eigenschaften.Bei praktischen Anwendungen geht es vor allem um die Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit von Metallen (auch bekannt als Oxidationsbeständigkeit, die sich speziell auf die Beständigkeit oder Stabilität von Metallen gegenüber Oxidation bei hohen Temperaturen bezieht) sowie den Einfluss von Verbindungen, die zwischen verschiedenen Metallen gebildet werden Metalle und zwischen Metallen und Nichtmetallen auf mechanische Eigenschaften.Die chemischen Eigenschaften von Metallen, insbesondere ihre Korrosionsbeständigkeit, haben erhebliche Auswirkungen auf die Korrosionsermüdungsschäden von Metallen.

3. Physisches Eigentum
Die physikalischen Eigenschaften von Metallen berücksichtigen hauptsächlich:
(1) Dichte (spezifisches Gewicht): ρ= P/V, in Gramm pro Kubikzentimeter oder Tonnen pro Kubikmeter, wobei P das Gewicht und V das Volumen ist.In praktischen Anwendungen ist es neben der Berechnung des Gewichts von Metallteilen auf der Grundlage der Dichte wichtig, die spezifische Festigkeit des Metalls (Festigkeit σ B und Dichte ρ) zu berücksichtigen, um bei der Materialauswahl und der akustischen Impedanz (Dichte) bei der zerstörungsfreien Prüfung zu helfen Akustische Prüfung ρ Das Produkt aus der Schallgeschwindigkeit C und der Tatsache, dass Stoffe mit unterschiedlicher Dichte in der Durchstrahlungsprüfung unterschiedliche Absorptionsfähigkeiten für Strahlungsenergie usw. aufweisen.

(2) Schmelzpunkt: Die Temperatur, bei der ein Metall von fest in flüssig übergeht, hat einen direkten Einfluss auf das Schmelzen und die Warmumformung von Metallmaterialien und steht in engem Zusammenhang mit der Hochtemperaturleistung des Materials.

(3) Wärmeausdehnung: Das Phänomen, bei dem sich das Volumen eines Materials bei Temperaturänderungen ebenfalls ändert (ausdehnt oder schrumpft), wird als Wärmeausdehnung bezeichnet und häufig anhand des linearen Ausdehnungskoeffizienten gemessen, d. h. dem Verhältnis der Zunahme oder Abnahme in der Länge des Materials, wenn sich die Temperatur um 1 ℃ ändert, zu seiner Länge bei 0 ℃.Die Wärmeausdehnung hängt von der spezifischen Wärme des Materials ab.In praktischen Anwendungen muss auch das spezifische Volumen (die Zunahme oder Abnahme des Volumens pro Gewichtseinheit eines Materials aufgrund äußerer Einflüsse wie der Temperatur, also das Verhältnis von Volumen zu Masse) berücksichtigt werden, insbesondere für Metallteile, die in Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden oder wechselnde kalte und heiße Umgebungen müssen die Auswirkungen ihrer Ausdehnungsleistung berücksichtigt werden.

(4) Magnetismus: Die Eigenschaft, die ferromagnetische Objekte anziehen kann, wird Magnetismus genannt, was sich in Parametern wie Permeabilität, Hystereseverlust, magnetischer Restinduktionsstärke, Koerzitivkraft usw. widerspiegelt. Daher können Metallmaterialien in paramagnetische und demagnetische unterteilt werden. weichmagnetische und hartmagnetische Materialien.

(5) Elektrische Leistung: Hauptsächlich unter Berücksichtigung der Leitfähigkeit, die sich auf den spezifischen Widerstand und den Wirbelstromverlust bei der elektromagnetischen zerstörungsfreien Prüfung auswirkt.

4. Prozessleistung
Die Anpassungsfähigkeit von Metallen an verschiedene Verarbeitungsmethoden wird als Prozessleistung bezeichnet und umfasst hauptsächlich die folgenden vier Aspekte:
(1) Schneidleistung: spiegelt die Schwierigkeit wider, Schneidwerkzeuge (wie Drehen, Fräsen, Hobeln, Schleifen usw.) zum Schneiden von Metallmaterialien zu verwenden.

(2) Schmiedbarkeit: spiegelt die Schwierigkeit wider, Metallmaterialien während der Druckverarbeitung zu formen, z. B. den Grad der Plastizität des Materials beim Erhitzen auf eine bestimmte Temperatur (manifestiert als Widerstand gegen plastische Verformung), den für die Heißdruckverarbeitung zulässigen Temperaturbereich, die Eigenschaften der thermischen Ausdehnung und Kontraktion und die Grenzen der kritischen Verformung im Zusammenhang mit der Mikrostruktur und den mechanischen Eigenschaften sowie der Fließfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit des Metalls während der Warmverformung.

(3) Gießbarkeit: spiegelt die Schwierigkeit des Schmelzens und Gießens von Metallmaterialien in Gussteile wider, die sich in Fließfähigkeit, Gasabsorption, Oxidation, Schmelzpunkt im geschmolzenen Zustand, Gleichmäßigkeit und Dichte der Gussmikrostruktur sowie der Kaltschrumpfungsrate manifestiert.

(4) Schweißbarkeit: spiegelt die Schwierigkeit wider, dass Metallmaterialien lokal schnell erhitzt werden, was zu einem schnellen oder teilweisen Schmelzen des Klebebereichs führt (Druck erforderlich), wodurch der Klebebereich fest miteinander verbunden wird und ein Ganzes entsteht.Sie manifestiert sich im Schmelzpunkt, der Gasabsorption beim Schmelzen, der Oxidation, der Wärmeleitfähigkeit, den Wärmeausdehnungs- und -kontraktionseigenschaften, der Plastizität, der Korrelation mit der Mikrostruktur der Verbindung und benachbarten Materialien sowie ihrem Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften.