探究金属材料的性能特征，

生产中，无论是制造机器零件，还是制造工具，首先要知道所使用的是什么材料，以及这些材料所具有的性能，然后才能正确地进行加工。

金属材料的性能包括使用性能和工艺性能。使用性能是指金属材料在使用过程中表现出来的性能，如物理性能、化学性能、力学性能等；工艺性能是指金属材料在加工过程中表现出的性能，如铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性能等。一般情况下，常以力学性能作为选用金属材料的主要依据。

1.金属材料的力学性能

任何机械零件或工具在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。例如，起重机上的钢索受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆在传递动力时，不仅受到拉力的作用，还受到冲击力的作用；轴类零件受到弯矩、扭力的作用等。金属材料要求必须具有一定承受机械载荷而不超过许可变形或不被破坏的能力，这种能力称为金属材料的力学性能。强度、塑性、硬度、韧性等就是用来衡量金属材料在外力作用下表现出的力学性能的判据。

1）强度

强度是指金属材料在外力的作用下抵抗永久变形和断裂的能力。工程中常用的强度判据有屈服强度和抗拉强度，是通过拉伸试验测得的。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力值，分下屈服强度和上屈服强度，分别用ReL和ReH表示，单位为MPa；抗拉强度是指金属材料在拉力作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用Rm表示，单位为MPa。

大多数机械零件工作时不允许产生塑性变形，应用屈服强度作为其强度设计的依据；因断裂而失效的零件应用抗拉强度作为其强度设计的依据。

2）塑性

塑性是指金属材料在断裂前发生不可逆永久变形的能力。工程中常用的塑性判据有断后伸长率和断面收缩率，分别用A和Z表示。A和Z的值越大，材料塑性越好。

3）硬度

硬度是指金属材料抵抗表面局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是衡量金属软硬的性能指标，常用的硬度判据有布氏硬度（用符号HBW表示）和洛氏硬度（用符号HRA、HRB或HRC表示）两种。硬度值的大小通过硬度试验测得，表示方法为数字在前，硬度符号在后，如180～200 HBW，50～54 HRC；数字越大，金属材料硬度越高。

在生产现场没有硬度试验计时，可用锉刀锉削金属的方法来判别工件硬度值的高低。锉刀应使用新的细锉刀，长度约为200 mm，硬度在60 HRC以上。如锉削时锉刀打滑或锉刀上有划痕，说明工件材料的硬度高于锉刀的硬度；如能锉动工件，则可根据锉削的难易程度判别该工件大致的硬度值。当工件硬度为30～40 HRC时，稍用力即可锉动；当工件硬度为50～55 HRC时，不太容易锉动；当工件硬度为55～60 HRC时，用力仅能稍锉动一些。

4）韧性

韧性是指金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。材料韧性的判据是冲击吸收功，用AK表示，它是通过冲击试验确定的。AK的值越大，材料韧性越好。(www.xing528.com)

金属的韧性通常随加载速度提高、温度降低、应力集中程度加剧而减小。

2.金属材料的工艺性能

工艺性能是指金属材料在各种加工过程中所表现出来的性能，即获得毛坯和零件的难易程度。

1）铸造性能

铸造性能是指金属材料在铸造生产中表现出来的工艺性能，如流动性、收缩、偏析、吸气等。铸造性能对铸件质量影响很大，铸造性能好可获得优质铸件；反之，则铸件缺陷较多。

2）锻造性能

锻造性能是指反映金属材料锻造难易程度的一种工艺性能，它与金属材料的塑性和变形抗力有关，塑性越好，变形抗力越小，则锻造性能越好。

3）焊接性能

焊接性能是指金属材料在限定的施工条件下焊接成规定设计要求的构件，并满足预定设计要求的能力。金属材料焊接性能好，是指易于用一般的焊接方法和简单的工艺措施进行焊接。

4）切削加工性能

切削加工性能是指用切削刀具对金属材料进行切削加工的难易程度，切削加工性能好的金属材料，在加工时刀具的磨损量小，切削效率高，加工后的表面质量好。一般硬度为175～230 HBW的金属材料具有良好的切削加工性能。

工艺性能往往是由金属材料的物理性能、化学性能、力学性能综合决定的。例如，灰铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，但其塑性较差，不能进行锻压，焊接性能也较差，因而常用来铸造形状复杂的铸件。