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金属材料特质

2.1疲劳

许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是：（1）载荷应力是交变的；（2）载荷的作用时间较长；（3）断裂是瞬时发生的；（4）无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。

金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种：

（1）高周疲劳：指在低应力（工作应力低于材料的屈服极限，甚至低于弹性极限）条件下，应力循环周数在100000以上的疲劳。它是常见的一种疲劳破坏。高周疲劳一般简称为疲劳。

（2）低周疲劳：指在高应力（工作应力接近材料的屈服极限）或高应变条件下，应力循环周数在10000~100000以下的疲劳。由于交变的塑性应变在这种疲劳破坏中起主要作用，因而，也称为塑性疲劳或应变疲劳。

（3）热疲劳：指由于温度变化所产生的热应力的反复作用，所造成的疲劳破坏。

（4）腐蚀疲劳：指机器部件在交变载荷和腐蚀介质（如酸、碱、海水、活性气体等）的共同作用下，所产生的疲劳破坏。

（5）接触疲劳：这是指机器零件的接触表面，在接触应力的反复作用下，出现麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。

2.2塑性

塑性是指金属材料在载荷外力的作用下，产生 变形（塑性变形）而不被破坏的能力。金属材料在受到拉伸时，长度和横截面积都要发生变化，因此，金属的塑性可以用长度的伸长（延伸率）和断面的收缩（断面收缩率）两个指标来衡量。

金属材料的延伸率和断面收缩率愈大，表示该材料的塑性愈好，即材料能承受较大的塑性变形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。

不锈钢通常按基体组织分为：

⒈铁素体不锈钢。含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高 ， 耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。

⒉奥氏体不锈钢。含铬大于18%，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。

⒊奥氏体 - 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超。

⒋马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。

⒌。具有有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和中应用。

按成分可分为Cr系（SUS400）、Cr－Ni系（SUS300）、Cr－Mn－Ni（SUS200）及析出硬化系（SUS600）。

不锈钢的常见分类：02

铁素体型不锈钢

    基体以体心立方晶体结构的铁素体组织((a相)为主，有磁性，一般不能通过热处理硬化，但冷加工可使其轻强化的不锈钢。美国钢铁协会以430和446为标示。04

奥氏体一铁素体(双相)型不锈钢

    基体兼有奥氏体和铁素体两相组织，其中较少相基体的含量一般大于15%，有磁性，可通过冷加工使其强化的不锈钢，329是典型的双相不锈钢。与奥氏体不锈钢相比，双相钢强度高，耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀及点腐蚀能力均有明显提高。5

沉淀硬化型不锈钢

   基体为奥氏体或马氏体组织，并能通过沉淀硬化处理使其硬化的不锈钢。美国钢铁协会以600系列的数字标示，如630，即17-4PH。