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金属材料的性能

金属材料的性能决定着材料的适用范围及应用的合理性。金属材料的性能主要分为四个方面，即：机械性能、化学性能、物理性能、工艺性能。

3.1机械性能

（一）应力的概念,物体内部单位截面积上承受的力称为应力。由外力作用引起的应力称为工作应力，在无外力作用条件下平衡于物体内部的应力称为内应力（例如组织应力、热应力、加工过程结束后留存下来的残余应力…等等）。

（二）机械性能,金属在一定温度条件下承受外力（载荷）作用时，抵抗变形和断裂的能力称为金属材料的机械性能（也称为力学性能）。金属材料承受的载荷有多种形式，它可以是静态载荷，也可以是动态载荷，包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、弯曲应力、剪切应力、扭转应力，以及摩擦、振动、冲击等等，因此衡量金属材料机械性能的指标主要有以下几项：

3.1.1.强度

这是表征材料在外力作用下抵抗变形和破坏的 能力，可分为抗拉强度极限（σb）、抗弯强度极限（σbb）、抗压强度极限（σbc）等。由于金属材料在外力作用下从变形到破坏有一定的规律可循，因而通常采用拉伸试验进行测定，即把金属材料制成一定规格的试样，在拉伸试验机上进行拉伸，直至试样断裂，测定的强度指标主要有：

（1）强度极限：材料在外力作用下能抵抗断裂的 应力，一般指拉力作用下的抗拉强度极限，以σb表示，如拉伸试验曲线图中 点b对应的强度极限，常用单位为兆帕（MPa），换算关系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa。

（2）屈服强度极限：金属材料试样承受的外力超过材料的弹性极限时，虽然应力不再增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形不再与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度极限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而难以根据屈服点的外力求出屈服极限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服极限，用σ0.2表示。屈服极限指标可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs/σb）要小，以提高其可靠性，不过此时材料的利用率也较低了。

（3）弹性极限：材料在外力作用下将产生变形，但是去除外力后仍能恢复原状的能力称为弹性。金属材料能保持弹性变形的 应力即为弹性极限，相应于拉伸试验曲线图中的e点，以σe表示，单位为兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe为保持弹性时的 外力（或者说材料 弹性变形时的载荷）。

（4）弹性模数：这是材料在弹性极限范围内的应力σ与应变δ（与应力相对应的单位变形量）之比，用E表示，单位兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α为拉伸试验曲线上o-e线与水平轴o-x的夹角。弹性模数是反映金属材料刚性的指标（金属材料受力时抵抗弹性变形的能力称为刚性）。

3.1.2.塑性,

金属材料在外力作用下产生 变形而不破坏的 能力称为塑性，通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ（%）和试样断面收缩率ψ（%）延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x，这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差（增长量）与L0之比。在实际试验时，同一材料但是不同规格（直径、截面形状-例如方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的延伸率会有不同，因此一般需要特别加注，例如常用的圆截面试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延伸率表示为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延伸率则表示为δ10。断面收缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x，这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处小截面积F1之差（断面缩减量）与F0之比。实用中对于常用的圆截面试样通常可通过直径测量进行计算：ψ=[1-(D1/D0)2]x，式中：D0-试样原直径；D1-试样拉断后断口细颈处小直径。δ与ψ值越大，表明材料的塑性越好。

又名方形和矩形冷弯空心型钢，简称方管和矩管，代号分别为F和J
1、方矩管壁厚的允许偏差，当壁厚不大于10mm时不得超过公称壁厚的正负10%， 当壁厚大于10mm时为壁厚的正负8%，弯角及焊缝区域壁厚除外。
2、方矩管的通常交货长度为4000mm-12000mm，以6000mm和12000mm居多。方矩管允许交付不小于2000mm的短尺和非定尺产品，也可以接口管形式交货，但需方在使用时应将接口管切除。短尺和非定尺产品的重量不超过总交货量的5%，对于理论重量大于20kg/m的方矩管应不超过总交货量的10%

方矩管
3、方矩管的弯曲度每米不得大于2mm，总弯曲度不得大于总长度的0.2%
分类介绍
方矩管生产工艺分类
方矩管按生产工艺分：热轧无缝方管、冷拔无缝方管、挤压无缝方管、焊接方管。  其中焊接方管又分为： (a)按工艺分——电弧焊方管、电阻焊方管(高频、低频)、气焊方管、炉焊方管  (b)按焊缝分——直缝焊方管、螺旋焊方管
方矩管材质分类
方管按材质分： 普碳钢方管、低合金方管。普碳钢分为：Q195、Q215、Q235、SS400、20#钢、45#钢等；低合金钢分为Q345、16Mn、Q390、ST52-3等。
方矩管管生产标准分类
方管按生产标准分：国标方管，日标方管，英制方管，美标方管，欧标方管，非标方管。
方矩管断面形状分类
方管按断面形状分类：  (1)简单断面方管——方形方管、矩形方管  (2)复杂断面方管——花形方管、开口形方管、波纹形方管、异型方管。
方矩管表面处理分类
方管按表面处理分： 热镀锌方管、 电镀锌方管、涂油方管、酸洗方管。
方矩管用途分类
方管按用途分类——装饰用方管、机床设备用方管、机械工业用方管、化工用方管、钢结构用方管、造船用方管、汽车用方管、钢梁柱用方管、特殊用途方管。
方矩管壁厚分类
方矩管按壁厚分类—— 超厚壁方矩管、厚壁方矩管和薄壁方矩管
可执行标准
GB/T6728-2002,GB/T6725-2002, GBT3094-2000，JG 178-2005， ASTM A500 JIS G3466,EN10210或技术协议应用领域：广泛应用于机械制造、建筑业、冶金工业、农用车辆、农业大棚、汽车工业、铁路、公 路护栏、集装箱骨架、家具、装饰以及钢结构领域等。