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铝及铝合金的力学、热学、物理性能符号和含义(转载)

更新时间:2020-05-07点击次数:4070

表1—1 列出了常用的一些力学、热学及物理的符号及含义,并列出

了某些单位的换算公式及对应的数值。

表1—1 铝及铝合金的性能符号及含义

名称

符号

单位

含意

备注

比例极限

δp

MPa

材料在拉伸过程中,应力与应变保持正比关系的大应力。这个阶段的大极限负荷Pp除以试棒的原始横截面积,即为比例极限1 kgf/mm2 = 9.80665MPa
1 MPa = 0.10197kgf/mm2
英制:PSI :lb/in2
KPSI = 1000PSI
     =6.896MPa

弹性极限

δe

MPa

材料在受载过程中,未产生塑性变形的大应力 

拉  伸

弹 性 模 量

E

GPa

金属承受拉伸载荷时,在弹性范围内,应力与应变成正比例关系时,这个比例系数为拉伸弹性模量

1 kgf/mm2 = 0.0098067GPa

1GPa = 101.97162kgf/mm2

剪切

弹性模量

G

GPa

金属在弹性范围内进行扭转试验时,外力和变形成比例地增长,即应力与应变成正比例关系时,这个比例系数称为剪切弹性模量 
 

屈服强度 (条件屈服强度)

δ0.2

MPa

在拉伸过程中,一般规定标距长度部分塑性变形量达到的原标距长度的规定数值时之负荷除以原始横截面积所得的应力,称为屈服强度或条件屈服强度。一般规定数值为拉伸试样原标距长度的0.2%,即用δ0.2表示 

压缩屈服强度 (条件屈服强度)

δ-0.2

MPa

试样在压缩过稆中,标距部分残余压缩达到原标距长度规定数值时的负荷除以原始横截面积所得的应力称为压缩屈服强度或条件压缩屈服强度。一般规定数值为压缩试样原标距长度的0.2%,由于受力方向与拉伸相反,故压缩屈服强度常用δ-0.2表示 

抗剪强度

 

MPa

试样剪切时,在剪断面上所承受的大负荷除以原始横截面积所得的应力,称为搞剪强度。表示材料在剪切力作用下抵抗破坏的大能力。 

抗拉强度

δb

MPa

在单向均匀拉伸载荷作用下,断裂时材料的大负荷除以原始横截面积所得的应力。
 
 

疲劳极限

δ-1

MPa

材料在重复交变应力作用下,承受过无限次循环而不产生断裂的大应力值 

疲劳强度

δN

 

MPa

试样在交变应力作用下,在规定的循环次数内(如106、107、108次等),不至于产生断裂的大应力值 

伸长率

(延伸率)

δ5

δ10

%

材料拉伸时,试样拉断后,其标距部分所增加的长度与原标距长度的百分比。
是标距为5倍直径时的伸长率,是标距为10倍直径时的伸长率
 

断面收缩率

ψ

%

金属试样在拉断后,其缩颈处横截面积与原始横截面积的百分比 

冲击韧度

αk

J/cm2

kJ/m2

用一定尺寸和形状的U型缺口标准试样,在规定类型试验机上受冲击载荷折断时,试样刻槽处单位横截面积上所消耗的冲击功。它表示金属材料冲击载荷的抵抗能力。

1 kgf•m/cm2 = 98.0665kJ/m2

1kJ/m2 = 0.010197kgf/cm2

布氏硬度

HBS

 用一定直径的淬硬钢球压入试样表面,并在规定载荷下保持一定时间,以其载荷除压痕面积所得的商表面材料的布氏硬度。其计算公式为
HBS = 2P/лD[D – (D2-d2)1/2]
P——载荷
D——压头直径,mm;
d——压痕直径,mm

通常由测得的压痕直径直接查表得硬度值

洛氏硬度

HRB

HRF

 在洛氏硬度机上,用直径为1。58mm的淬硬钢球作压头,载荷为980N试验所得的硬度值。
用1.58mm淬硬钢球作压头,载荷为588N测得的洛氏硬度值

HRB常用作测量淬火时效后铝合金硬度值。

HRF用作测量铝合金煅件硬度

显微维氏硬度

HV

 用夹角为136o的金刚石四棱锥压头以小于等于0.2kgf(常扩大至1kgf)的载荷压入试样,以单位面积上所受载荷表示材料的硬度值。仪器上装有金相显微镜,用于测量合金的显微组织和极薄表面层的硬度值 

密度

ρ

g/cm3或

kg/m3

金属材料单位体积的质量 

熔点

 

材料由固态转变为液态时的熔化温度 

平均线膨系数

α

 

µm/(m•k)

物体的长度随温度变化而改变,在的温度范围内,每当温度升降1,其单位长度胀缩的长度称平均线膨胀系数

膨胀及收缩率计算式见表1-5

热导率

 

(导热系数)

λ

W/(m•℃)

表示物体导热的能力。以物体内维持单位温度梯度(ΔL/ΔT)时,在单位时间(t)内流经垂直于热流方向的单位面积(A)上的热量(Q)表示

1 cal/(s•cm•℃) = 418.68W/(m•℃)

λ=1/A•Q/t•ΔL/ΔT

比热容

С

 

J/(kg•K)

J/(kg•℃)

将单位质量的物质在等压过程(或等容过程)中温度升高1K度时吸收的热量或温度降低1K度放出的热量

      1 kcal/(kg•K)  = 4186.8J(kg•K)

    1 kcalth/(kg•K) = 4186.8J(kg•K)

电阻率

(比电阻电阻系数)

ρ

Ω•m

чΩ•m

nΩ•m

表征物质导电能力的一个物理常数,它等于长1m、横截面为1mm2 的导线两端间的电阻,也可用一个单位立方体的两平等端面间的电阻表示

1µΩ•cm = 10-8Ω•m

1nΩ•cm = 10-9Ω•m

电导率

λ

S/m

电阻率的倒数叫电导率。在数值上它等于导体维持单位电位梯度时,流过单位面积的电流

 

电阻温度

系数

αp

℃-1

温度每升1℃,材料电阻率的改变量与原电阻率之比

表1—2为铝及铝合金的膨胀与收缩率计算式。表中L0为0℃时的长度;Lt 为在给定定温度范围内,t ℃时的长度;C为合金常数,其数值在表达1—3中列出。

表1—2 铝及铝合金的膨胀率与收缩率计算式

温度范围,℃

t ℃时的长度

-196 ~ 0

0 ~500

-60 ~ 10

Lt = L0[1+C(20.83t – 0.01177t2 - 0.0001446t3)  x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.29t + 0.01009t2 )  x 10-6]

Lt = L0[1+C(22.16t + 0.01219t2 )  x 10-6]

 

表1—3 铝合金常数

版号

C

版号

C

版号

C

1080

1060

1100

1200

2011

2A14,2014

2A11,2017

2A12,2024

1.000

1.000

1.000

1.000

0.980

0.955

0.970

0.970

2025

2117

2218

3A21,3003

3004

4A11,4032

5005

5A02,5052

0.965

0.990

0.950

0.985

0.985

0.825

1.005

1.010

5083

5A03,5154

6061

6063

7A09,7073

7178

1.010

1.015

0.990

0.995

0.990

0.995