金屬材料特質(zhì)

2.1疲勞

許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用以后，也會(huì)發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫做金屬材料的疲勞。金屬材料疲勞斷裂的特點(diǎn)是：（1）載荷應(yīng)力是交變的；（2）載荷的作用時(shí)間較長(zhǎng)；（3）斷裂是瞬時(shí)發(fā)生的；（4）無(wú)論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的。所以，疲勞斷裂是工程上常見(jiàn)、危險(xiǎn)的斷裂形式。

金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為下列幾種：

（1）高周疲勞：指在低應(yīng)力（工作應(yīng)力低于材料的屈服極限，甚至低于彈性極限）條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在100000以上的疲勞。它是常見(jiàn)的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡(jiǎn)稱為疲勞。

（2）低周疲勞：指在高應(yīng)力（工作應(yīng)力接近材料的屈服極限）或高應(yīng)變條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在10000~100000以下的疲勞。由于交變的塑性應(yīng)變?cè)谶@種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。

（3）熱疲勞：指由于溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用，所造成的疲勞破壞。

（4）腐蝕疲勞：指機(jī)器部件在交變載荷和腐蝕介質(zhì)（如酸、堿、海水、活性氣體等）的共同作用下，所產(chǎn)生的疲勞破壞。

（5）接觸疲勞：這是指機(jī)器零件的接觸表面，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)麻點(diǎn)剝落或表面壓碎剝落，從而造成機(jī)件失效破壞。

2.2塑性

塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產(chǎn)生 變形（塑性變形）而不被破壞的能力。金屬材料在受到拉伸時(shí)，長(zhǎng)度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量。

金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好，即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大于百分之五的金屬材料稱為塑性材料（如低碳鋼等），而把延伸率小于百分之五的金屬材料稱為脆性材料（如灰口鑄鐵等）。塑性好的材料，它能在較大的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，并在塑性變形的同時(shí)使金屬材料因塑性變形而強(qiáng)化，從而提高材料的強(qiáng)度，保證了零件的使用。此外，塑性好的材料可以順利地進(jìn)行某些成型工藝加工，如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作機(jī)械零件時(shí)，必須滿足一定的塑性指標(biāo)。

1、不銹鋼定義

  不銹鋼是一種能夠抵抗腐蝕的高合金鋼.具有美觀的表面，不必經(jīng)過(guò)鍍色或油漆等表面處理，所以很多機(jī)械廠為表明自己的是不銹鋼，往往是不作任何油漆處理的，而黑材(所謂黑材就是一般鋼鐵的稱呼)是必須進(jìn)行防銹處理的。

  2、不銹鋼的簡(jiǎn)易分類

  不銹鋼可以粗淺的分為200系列，300系列和400系列三大類，其中300系列是常用的，200系列和400系列一定程上是300系列的替代品，而嚴(yán)格來(lái)講400系列不叫不銹鋼，叫不銹鐵，因?yàn)槔锩娌缓囋?，所以用磁鐵可以吸引住。而200系列和300系列是有鎳的，所以是沒(méi)有磁性的，吸鐵吸不住。

  304是300系列中常見(jiàn)的品種，所以一般從304的價(jià)格變化可以判斷出整個(gè)不銹鋼的價(jià)格走勢(shì)。200系列含鎳少，400系列不含鎳，300系列含鎳多，所以受鎳價(jià)影響 的是300系列。

  300系列可以簡(jiǎn)分為304、304L、316、316L、321、309S、310S等等，區(qū)分的依據(jù)是各種金屬元素的含量不同，含量不同的不銹鋼的特性也不相同，304和304L的區(qū)別在于碳(C)含量的不同，帶L的是表示含碳低，也叫低碳，316和316L的區(qū)別也是一樣。

  3、不銹鋼的形態(tài)分類

  不銹鋼可分為卷板、板材、型材、鋼管和零部件五大類，重要的是卷和板。型材就是由板做成的各種不同型狀的材料，有角鋼、扁鋼、工字鋼、槽鋼。鋼管主要是指無(wú)縫鋼管，和無(wú)縫鋼管相對(duì)的就是焊管，區(qū)別在于是否一次成型。零部件主要是指彎頭和法蘭和其他小東西。

  卷材和板材實(shí)際上一樣的，出廠形式不一樣而已，卷材就是一卷一卷的，板材是一張一張的，如果出廠就是板材，也叫原裝板，一般是厚板，因?yàn)楹芎竦脑?，是無(wú)法成卷的，一般16毫米以上就不能成卷了.

  有卷的，有板的，很多時(shí)候是板，卷和板的價(jià)格也是不一樣的，如果是采購(gòu)卷，就是按實(shí)際稱重計(jì)算的，所以價(jià)格高，板是按照理論計(jì)算的，價(jià)格就低，原因是有下差，如10mm厚的實(shí)際可能是9.6mm，這中間就會(huì)有價(jià)差。

  不銹鋼板根據(jù)軋機(jī)(軋機(jī)是軋制板的機(jī)器名)軋制工藝的不同，分成熱軋和冷軋，熱軋通常標(biāo)為NO.1冷軋標(biāo)為2B或者BA(BA比2B的表面好、要亮，接近鏡子， 的就是鏡面，鏡面沒(méi)有現(xiàn)貨，都需要加工)，比如304很多時(shí)候是采購(gòu)板，那就意味著卷必須通過(guò)機(jī)器開(kāi)平成板的形式，這種機(jī)器就是開(kāi)平機(jī)。通過(guò)開(kāi)平機(jī)開(kāi)平可以開(kāi)成不同的長(zhǎng)度，如果不是常規(guī)長(zhǎng)度就叫定開(kāi)，意思就是定開(kāi)尺寸，因?yàn)榭蛻舾鶕?jù)實(shí)際需要，常常會(huì)提出不同的長(zhǎng)度要求，這個(gè)時(shí)候卷就顯得重要了，常規(guī)的板就不能滿足要求了。

  國(guó)產(chǎn)冷軋一般在3毫米以下，熱軋一般在3毫米以上，3毫米厚度的既有熱軋，也有冷軋，但是進(jìn)口的冷軋板厚度可以達(dá)到4毫米以下甚至6毫米以下。熱軋3毫米到12毫米的板叫中板，12毫米以上的叫厚板，可以厚到120毫米以上，并稱熱軋中厚板，而冷軋就是冷軋薄板了。

  4、不銹鋼的計(jì)算方法

  不銹鋼板理論重量的計(jì)算方法：

  板重=比重×厚度(mm)×寬度(m)×長(zhǎng)度(m)(mm是毫米的單位，m是米的單位)

  在工程機(jī)械領(lǐng)域由于講究精度尺寸，世界上都采用毫米為單位1000毫米=1米，1毫米=100絲。

  按這個(gè)公式得出的重量是公斤(KG)，要到小數(shù)點(diǎn)后兩位，因?yàn)椴讳P鋼價(jià)格貴，交易量大，小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)字也就很重要了，因此錢款也要到小數(shù)點(diǎn)后兩位。

  不銹鋼的計(jì)算公式：

  不銹鋼管：(外徑—壁厚)×壁厚×0.02491=Kg /m

  不銹鋼板;厚度*(寬度×長(zhǎng)度)×比重==Kg/平方厘米

  圓 鋼：(直徑×直徑)0.00623=Kg/M

  卷 價(jià): 平板價(jià)格*理論厚度/實(shí)際厚度-開(kāi)平費(fèi)

  平 板 價(jià): 卷價(jià)*實(shí)際厚度/理論厚度+開(kāi)平費(fèi)

  理論計(jì)算公式：

  卷板：過(guò)磅重量÷參厚(實(shí)際厚度)×理論厚度=理重

  卷板開(kāi)平板：長(zhǎng)寬×寬度×厚度×密度=理重

  中板：長(zhǎng)度×寬度×理論厚度×密度=理重

  卷長(zhǎng)：實(shí)際重量÷寬度÷厚度(參厚)÷密度=卷長(zhǎng)

  卷的實(shí)際厚度：切邊卷=卷重÷寬度÷卷長(zhǎng)÷密度

  毛邊卷=(卷重—邊絲重)÷寬度÷卷長(zhǎng)÷密度

  平板價(jià)格：平板價(jià)格=(卷重*市場(chǎng)基價(jià)—邊絲金額+開(kāi)平費(fèi))/開(kāi)平板總重

  例題1：計(jì)算毛邊卷的每噸成本

  如一，4*1535*C，參考厚度3.5mm，卷重9876公斤的卷，當(dāng)日平板價(jià)格18500元/噸，開(kāi)平費(fèi)80元/噸，計(jì)算其成本?

  解：毛邊卷成本價(jià)=市場(chǎng)基價(jià)*實(shí)際厚度/標(biāo)厚度+開(kāi)平費(fèi)+邊絲成本

  =18500*3.5/4+80+200=16467.5

  例題2：計(jì)算切邊卷的每噸成本

  如一，6*1500*C，參考厚度5.6，卷重8566公斤的卷，當(dāng)日市場(chǎng)價(jià)格18700元/噸，開(kāi)平費(fèi)60元/噸，計(jì)算每噸成本價(jià)?

  解：切邊卷成本價(jià)=市場(chǎng)基價(jià)*實(shí)際厚度/標(biāo)厚度+開(kāi)平費(fèi)

  =18700*5.6/6+60=17513.33

  例題3：計(jì)算實(shí)際厚度

  如一，304/,10*1500*C，，卷重8682公斤的卷，比重為7.93，現(xiàn)在開(kāi)評(píng)出，10*1500*8.195，三塊;10*1500*6200，一塊;10*1500*7.85，兩塊;10*1500*6000，五塊;10*1500*2050尾板一塊，現(xiàn)在計(jì)算實(shí)際厚度?

  解：實(shí)際厚度=總重/寬/總長(zhǎng)/比重=8682/1.5/78.54/7.93=9.29

  5、不銹鋼的比重(KG)

  不同的不銹鋼有不同的比重：

  A，400系列比重是7.75

  B，304.321.304N.201.202.304L..301.比重是7.93

  C，310S.309S.316.316L比重是7.98。