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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。

1、不锈钢定义

  不锈钢是一种能够抵抗腐蚀的高合金钢.具有美观的表面，不必经过镀色或油漆等表面处理，所以很多机械厂为表明自己的是不锈钢，往往是不作任何油漆处理的，而黑材(所谓黑材就是一般钢铁的称呼)是必须进行防锈处理的。

  2、不锈钢的简易分类

  不锈钢可以粗浅的分为200系列，300系列和400系列三大类，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，而严格来讲400系列不叫不锈钢，叫不锈铁，因为里面不含镍元素，所以用磁铁可以吸引住。而200系列和300系列是有镍的，所以是没有磁性的，吸铁吸不住。

  304是300系列中常见的品种，所以一般从304的价格变化可以判断出整个不锈钢的价格走势。200系列含镍少，400系列不含镍，300系列含镍多，所以受镍价影响 的是300系列。

  300系列可以简分为304、304L、316、316L、321、309S、310S等等，区分的依据是各种金属元素的含量不同，含量不同的不锈钢的特性也不相同，304和304L的区别在于碳(C)含量的不同，带L的是表示含碳低，也叫低碳，316和316L的区别也是一样。

  3、不锈钢的形态分类

  不锈钢可分为卷板、板材、型材、钢管和零部件五大类，重要的是卷和板。型材就是由板做成的各种不同型状的材料，有角钢、扁钢、工字钢、槽钢。钢管主要是指无缝钢管，和无缝钢管相对的就是焊管，区别在于是否一次成型。零部件主要是指弯头和法兰和其他小东西。

  卷材和板材实际上一样的，出厂形式不一样而已，卷材就是一卷一卷的，板材是一张一张的，如果出厂就是板材，也叫原装板，一般是厚板，因为很厚的话，是无法成卷的，一般16毫米以上就不能成卷了.

  有卷的，有板的，很多时候是板，卷和板的价格也是不一样的，如果是采购卷，就是按实际称重计算的，所以价格高，板是按照理论计算的，价格就低，原因是有下差，如10mm厚的实际可能是9.6mm，这中间就会有价差。

  不锈钢板根据轧机(轧机是轧制板的机器名)轧制工艺的不同，分成热轧和冷轧，热轧通常标为NO.1冷轧标为2B或者BA(BA比2B的表面好、要亮，接近镜子， 的就是镜面，镜面没有现货，都需要加工)，比如304很多时候是采购板，那就意味着卷必须通过机器开平成板的形式，这种机器就是开平机。通过开平机开平可以开成不同的长度，如果不是常规长度就叫定开，意思就是定开尺寸，因为客户根据实际需要，常常会提出不同的长度要求，这个时候卷就显得重要了，常规的板就不能满足要求了。

  国产冷轧一般在3毫米以下，热轧一般在3毫米以上，3毫米厚度的既有热轧，也有冷轧，但是进口的冷轧板厚度可以达到4毫米以下甚至6毫米以下。热轧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，并称热轧中厚板，而冷轧就是冷轧薄板了。

  4、不锈钢的计算方法

  不锈钢板理论重量的计算方法：

  板重=比重×厚度(mm)×宽度(m)×长度(m)(mm是毫米的单位，m是米的单位)

  在工程机械领域由于讲究精度尺寸，世界上都采用毫米为单位1000毫米=1米，1毫米=100丝。

  按这个公式得出的重量是公斤(KG)，要到小数点后两位，因为不锈钢价格贵，交易量大，小数点后的数字也就很重要了，因此钱款也要到小数点后两位。

  不锈钢的计算公式：

  不锈钢管：(外径—壁厚)×壁厚×0.02491=Kg /m

  不锈钢板;厚度*(宽度×长度)×比重==Kg/平方厘米

  圆 钢：(直径×直径)0.00623=Kg/M

  卷 价: 平板价格*理论厚度/实际厚度-开平费

  平 板 价: 卷价*实际厚度/理论厚度+开平费

  理论计算公式：

  卷板：过磅重量÷参厚(实际厚度)×理论厚度=理重

  卷板开平板：长宽×宽度×厚度×密度=理重

  中板：长度×宽度×理论厚度×密度=理重

  卷长：实际重量÷宽度÷厚度(参厚)÷密度=卷长

  卷的实际厚度：切边卷=卷重÷宽度÷卷长÷密度

  毛边卷=(卷重—边丝重)÷宽度÷卷长÷密度

  平板价格：平板价格=(卷重*市场基价—边丝金额+开平费)/开平板总重

  例题1：计算毛边卷的每吨成本

  如一，4*1535*C，参考厚度3.5mm，卷重9876公斤的卷，当日平板价格18500元/吨，开平费80元/吨，计算其成本?

  解：毛边卷成本价=市场基价*实际厚度/标厚度+开平费+边丝成本

  =18500*3.5/4+80+200=16467.5

  例题2：计算切边卷的每吨成本

  如一，6*1500*C，参考厚度5.6，卷重8566公斤的卷，当日市场价格18700元/吨，开平费60元/吨，计算每吨成本价?

  解：切边卷成本价=市场基价*实际厚度/标厚度+开平费

  =18700*5.6/6+60=17513.33

  例题3：计算实际厚度

  如一，304/,10*1500*C，，卷重8682公斤的卷，比重为7.93，现在开评出，10*1500*8.195，三块;10*1500*6200，一块;10*1500*7.85，两块;10*1500*6000，五块;10*1500*2050尾板一块，现在计算实际厚度?

  解：实际厚度=总重/宽/总长/比重=8682/1.5/78.54/7.93=9.29

  5、不锈钢的比重(KG)

  不同的不锈钢有不同的比重：

  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。