1、Confidential-Conn.R&D11/308 Page:1/130連接器常用連接器常用金屬材料介紹金屬材料介紹Charles Cheng 2019.11.32019.11.3Confidential-Conn.R&D11/308 Page:2/130連接器常用金屬材料連接器常用金屬材料金屬材料的力學性能金屬材料的力學性能金屬及合金的結構金屬及合金的結構金屬的塑性變形及冷加工金屬的塑性變形及冷加工常用金屬材料性能常用金屬材料性能金屬材料的選用原則金屬材料的選用原則Content Confidential-Conn.R&D11/308 Page:3/130一連接器常用金屬材料一連接器常用
2、金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系v 銅及銅合金系銅及銅合金系v 鋁及鋁合金系鋁及鋁合金系v 鋅及鋅合金系鋅及鋅合金系v 錫及錫合金系錫及錫合金系v 鎳及鎳合金系鎳及鎳合金系v 貴金屬貴金屬Confidential-Conn.R&D11/308 Page:4/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系 分類分類 按化學成份分按化學成份分 碳鋼碳鋼低碳鋼低碳鋼(C0.25%)(C0.25%)中碳鋼中碳鋼(C0.250.60%(C0.250.60%）高碳鋼高碳鋼(C0.60%)(C0.60%)合金鋼合金鋼低合金鋼低合金鋼(合金元素總含量合金元素總含量5%)
3、5%)高合金鋼高合金鋼(合金元素總含量合金元素總含量5%)5%)按用途分按用途分 結構鋼結構鋼碳素結構鋼優質碳素結構鋼低合金結構碳素結構鋼優質碳素結構鋼低合金結構鋼合金結構鋼易切削結構鋼彈簧鋼滾動軸承鋼鋼合金結構鋼易切削結構鋼彈簧鋼滾動軸承鋼鑄鋼保証淬透性鋼和低淬透性鋼鑄鋼保証淬透性鋼和低淬透性鋼 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:5/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系 工具鋼工具鋼碳素工具鋼合金工具鋼高速工具鋼碳素工具鋼合金工具鋼高速工具鋼 硬硬質合金鋼質合金鋼 特殊性能鋼特殊性能鋼不鏽鋼耐磨鋼耐熱鋼不鏽鋼耐磨鋼耐熱
4、鋼 按冶金質量分按冶金質量分 普通鋼普通鋼含含S S量量0.050%0.050%含含P P量量0.045%0.045%優質鋼優質鋼含含S S P P量均量均0.035%0.035%高級優質鋼高級優質鋼含含S S P P量均量均0.025%0.025%特級優質鋼特級優質鋼含含S S量量0.015%0.015%含含P P量量0.025%0.025%按脫氧方法分按脫氧方法分 沸騰鋼半鎮靜鋼鎮靜鋼特殊鎮靜鋼沸騰鋼半鎮靜鋼鎮靜鋼特殊鎮靜鋼Confidential-Conn.R&D11/308 Page:6/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系 鋼的編碼原則鋼的編
5、碼原則 鋼的編號原則在國際上沒有統一的規定我國是按照鋼的編號原則在國際上沒有統一的規定我國是按照GB221-79GB221-79采用漢語拼音字母國際化學元素符號和阿拉伯數采用漢語拼音字母國際化學元素符號和阿拉伯數字相結合的方法且采用漢字和漢語拼音字母并用的原則字相結合的方法且采用漢字和漢語拼音字母并用的原則 鋼的類別用途標在鋼號首部鋼的類別用途標在鋼號首部 Y Y（易）（易）易切削鋼易切削鋼T T（碳）（碳）碳素工具鋼碳素工具鋼,G,G（滾（滾)滾動軸承鋼滾動軸承鋼 鋼的質量級別鋼的質量級別一般優質碳素結構鋼一般優質碳素結構鋼(優質優質)合金結合金結構鋼構鋼(優質優質)碳素工具鋼等不標注其高級
6、優質鋼特級優碳素工具鋼等不標注其高級優質鋼特級優質鋼分別用質鋼分別用A A（高（高)E(E(特特)來表示來表示并標在鋼號的尾部并標在鋼號的尾部如如T10AT10A。碳素結構鋼的質量級別符號另有規定。碳素結構鋼的質量級別符號另有規定。Confidential-Conn.R&D11/308 Page:7/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系 鋼的編碼原則鋼的編碼原則 鋼的脫氧方法標在鋼號尾部鋼的脫氧方法標在鋼號尾部 F(F(沸沸)沸騰鋼沸騰鋼,b(,b(半半)半鎮靜鋼半鎮靜鋼,Z,Z（鎮（鎮)鎮靜鋼鎮靜鋼TZ(TZ(特鎮特鎮)特殊鎮靜鋼特殊鎮靜鋼,一般情況
7、下一般情況下Z ZTZTZ符號予以省略符號予以省略,如如08F08F08b08b0808 碳素結構鋼之牌號碳素結構鋼之牌號按按GB700-88GB700-88碳素結構鋼牌號應依碳素結構鋼牌號應依次標出屈服點的字母次標出屈服點的字母Q(Q(屈屈)屈服點的數值質量等級屈服點的數值質量等級符號符號(A(AB BC CD,DD,D級最佳屬于優質鋼其他屬于普通級最佳屬于優質鋼其他屬于普通鋼鋼)脫氧方法脫氧方法(F(Fb)b)。如。如Q235-A.FQ235-A.F碳素結構鋼的屈碳素結構鋼的屈服點為服點為235N/mm235N/mm2 2質量為質量為A A級沸騰鋼。級沸騰鋼。Confidential-Co
8、nn.R&D11/308 Page:8/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鐵及鐵碳合金系鐵及鐵碳合金系 鋼的編碼原則鋼的編碼原則 硬質合金硬質合金 YGYG鎢鈷類硬質合金鎢鈷類硬質合金,YTYT鎢鈷鈦類硬質合金鎢鈷鈦類硬質合金 鑄鐵鑄鐵HTHT（灰鐵）（灰鐵）灰鑄鐵灰鑄鐵QT(QT(球鐵球鐵)球墨鑄鐵球墨鑄鐵 用途模具用途模具shellshellhookhooknutnut螺絲彈簧等螺絲彈簧等Confidential-Conn.R&D11/308 Page:9/130牌號牌號國產牌號國產牌號硬 度硬 度加工性加工性熱處熱處理性理性韌韌性性性价比性价比適用場合適用場合SKD11S
9、KD11 Cr12MoVCr12MoVHRC58-60HRC58-60佳佳佳佳中中中中各種場合各種場合ASP23ASP23/HRC65-67HRC65-67中中佳佳佳佳偏貴偏貴 細小衝子細小衝子SK3SK3T10AT10AHRC53-55HRC53-55中中中中中中低低輔助零件輔助零件V3V3YG8YG8HRA-89-91HRA-89-91差差/差差貴貴高硬度高壽命高硬度高壽命S45CS45C4545HB220-240HB220-240佳佳/佳佳低低模座模座A7075A7075LC9LC9HB150-170HB150-170佳佳/佳佳貴貴大模座大模座一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料Co
10、nfidential-Conn.R&D11/308 Page:10/130常用材料常用材料用 途用 途SKD11SKD11模板下料成形零件模板下料成形零件ASP23ASP23細小衝子,不鏽鋼下料衝子模仁細小衝子,不鏽鋼下料衝子模仁V3(CD650)V3(CD650)抽引衝子模仁抽引衝子模仁,下料成形衝子模仁下料成形衝子模仁SK3SK3模具輔助零件模具輔助零件SUJ2SUJ2導柱,導套導柱,導套S45CS45C上下模座上下模座A7075A7075上模座上模座 常用模治具材料常用模治具材料:一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:1
11、1/130牌號牌號用途用途SPCC一般用一般用SPCD深沖用深沖用SPCE深度深沖用深度深沖用一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:12/130牌號牌號類別類別牌號牌號類別類別牌號牌號類別類別SUS201SUS201SUS316J1SUS316J1SUS430LXSUS430LXSUS202SUS202SUS316J1LSUS316J1LSUS430J1LSUS430J1LSUS301SUS301SUS317SUS317SUS434SUS434SUS301LSUS301LSUS317LSUS317LSUS436LSUS436L
12、SUS301J1SUS301J1SUS317LNSUS317LNSUS436J1LSUS436J1LSUS302SUS302SUS317J1SUS317J1SUS444SUS444SUS302BSUS302BSUS317J2SUS317J2SUS447J1SUS447J1SUS304SUS304SUS317J3LSUS317J3LSUSXM27SUSXM27SUS304LSUS304LSUS317J4LSUS317J4LSUS403SUS403SUS304N1SUS304N1SUS317J5LSUS317J5LSUS410SUS410SUS304N2SUS304N2SUS321SUS321SU
13、S410SSUS410SSUS304LNSUS304LNSUS347SUS347SUS420J1SUS420J1SUS304J1SUS304J1SUSXM15J1SUSXM15J1SUS420J2SUS420J2SUS304J2SUS304J2SUS429J1SUS429J1SUS305SUS305SUS440ASUS440ASUS309SSUS309SSUS310SSUS310SSUS316SUS316SUS329J4LSUS329J4LSUS316LSUS316LSUS405SUS405SUS316NSUS316NSUS410LSUS410LSUS316LNSUS316LNSUS429SU
14、S429SUS316TiSUS316TiSUS430SUS430鐵素鐵素體鋼體鋼SUS631SUS631奧氏奧氏體鋼體鋼奧氏奧氏體鋼體鋼鐵素鐵素體鋼體鋼馬氏馬氏體鋼體鋼SUS329J1SUS329J1奧氏奧氏體-體-鐵素鐵素體鋼體鋼SUS329J3LSUS329J3LSUS630SUS630沉澱沉澱硬化硬化鋼鋼一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:13/130CNS日本日本JIS美國美國AISI德國德國DIN英國英國BS法國法國NF日本大同日本大同中國大陸中國大陸SKD11SKD11D2X165CrMoV12BD2Z160CD
15、V12DC11Cr12Mo1V1SLD8SLD8-DC53(mod)-SKD61SKD61H13X40CrMnV51(12363)BH13Z40CDV5DHA14Cr5MoWSiV-SKS312510-GOACrWMn-PDS5P202311-PX4.PX53Cr2Mo-NAK80-NAK801CrNi3-SUP7SAE:920665Si7-60Si2MnS45CS45C1045CK45060A45XC45,C45-45SKH51SKH51M2S-6-5-2BM2Z85WDCV(06-05-04-02)NH51W6Mo5Cr4V2-PD555420.ESR2316-4Cr13-420.ESR2
16、083-4Cr13SK4SK4W1-955NiCrMoV6BW1AY190-5CrNiMoSK5SK5W1-8C80W1BW1AY180-5CrNiMoSK6SK6W1-7C80W1-Y170-T7S10CS10C1010CK10CC10040A10XC10,C10-10S20CS20C1020CK22,C22070M20C20-20S55S55C1055CK55070M55XC55H1,XC55-55-SCr22512020Cr4EN20718C3-20Cr-SCr4H514041Cr4530H4038Cr4-40Cr-SNC22HE331014NiCr14665A1214NC12-12Cr
17、2Ni4A-SNC22331214NiCr186659A1512NC15-12Cr2Ni4A-SNC21H3125-10NC11-12CrNi3-SCM44140-708A4242CD4-40CrMo-SNCM8434016511816M40-40CrNi2MoSKDSKD1D3X210Cr12BD3Z200C12-Cr12SKD5SKD5H21X30WCrV53BH21Z30WCV9-3Cr2W8VSKD6SKD6H11X38CrMoM51BH11Z38CDV5-4CrMoSiVSKD12SKD12A2X100CrMoV51BA2Z100CDV5-Cr6WVSKS31SKS31O1105-W
18、Cr6B01105WC13-CrWMn一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:14/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 銅及銅合金系銅及銅合金系 分類分類 純銅純銅(T)(T)(紫銅電解銅紫銅電解銅)白銅白銅(B)(B)銅鎳合金銅鎳合金 黃銅黃銅(H)(H)以鋅為主加元素的銅合金。普通黃銅（銅鋅二以鋅為主加元素的銅合金。普通黃銅（銅鋅二元合金元合金)錫黃銅鉛黃銅鋁黃銅硅黃銅等。錫黃銅鉛黃銅鋁黃銅硅黃銅等。青銅青銅(Q)(Q)普通青銅普通青銅(錫青銅錫青銅)特殊青銅特殊青銅(無錫青銅鋁無錫青銅鋁青銅鈹青銅鎳青銅鉛青銅
19、硅青銅鈦銅青銅鈹青銅鎳青銅鉛青銅硅青銅鈦銅)。用途常用作端子材料等用途常用作端子材料等Confidential-Conn.R&D11/308 Page:15/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 銅及銅合金系銅及銅合金系磷青銅磷青銅904-0000-044904-0000-044C5191R-HC5191R-H904-0000-080904-0000-080C5210R-SHC5210R-SH904-0000-085904-0000-085C5191R-1/2HC5191R-1/2H904-0000-087904-0000-087C5191R-HC5191R-H904-0000-1
20、01904-0000-101C5102R-EHC5102R-EH904-0000-104904-0000-104C5210R-SHC5210R-SH904-0000-106904-0000-106C5210R-SHC5210R-SH904-0000-109904-0000-109C5210R-HC5210R-H904-0000-111904-0000-111C5210R-EHC5210R-EH904-0000-116904-0000-116C5191R-HC5191R-H904-0000-118904-0000-118C5191R-EH(H3110)C5191R-EH(H3110)904-00
21、00-122904-0000-122C5210R-HC5210R-H904-0000-137904-0000-137C5102 W BD50 WIREC5102 W BD50 WIRE904-0000-709904-0000-709C5191R-HC5191R-H用途用途端子端子HOOKShell等等厰内厰内料號料號合金牌號合金牌號Confidential-Conn.R&D11/308 Page:16/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 銅及銅合金系銅及銅合金系黃銅黃銅904-0000-081904-0000-081C2680R-HC2680R-H904-0000-103904-
22、0000-103CDA 260 EHCDA 260 EH904-0000-107904-0000-107CDA 260 HCDA 260 H904-0000-108904-0000-108C2680R-EHC2680R-EH904-0000-115904-0000-115C2680R-H(H3100)C2680R-H(H3100)904-0000-121904-0000-121CDA 260 4/3HCDA 260 4/3H904-0000-131904-0000-131C2600-OC2600-O904-0000-178C2680R-SH904-0000-721904-0000-721C36
23、04BD-F(H3250)C3604BD-F(H3250)904-0000-722904-0000-722C3602BD-F(H3250)C3602BD-F(H3250)904-0000-736904-0000-736C3602BD-F(H3250)C3602BD-F(H3250)用途用途端子端子shellhooknut等等厰内厰内料號料號合金牌號合金牌號Confidential-Conn.R&D11/308 Page:17/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 銅及銅合金系銅及銅合金系904-0000-123904-0000-123SMW STOL 92-R650SMW STOL
24、 92-R650904-0000-125904-0000-125SMW STOL 92SMW STOL 92904-0000-743904-0000-743C7521R-1/2HC7521R-1/2H904-0000-744904-0000-744C7521 R-OC7521 R-O用途用途端子端子厰内厰内料號料號合金牌號合金牌號鎳銅鎳銅904-0000-093C17410-1/2HT904-0000-117C17410-HT904-0000-120904-0000-120C17200 190 1/2HMC17200 190 1/2HM904-0000-129904-0000-129C1720
25、0 TM08C17200 TM08904-0000-130904-0000-130ASTM B768-94ASTM B768-94904-0000-132904-0000-132C17200-HMC17200-HM904-0000-134904-0000-134C17200-XHMC17200-XHM904-0000-136904-0000-136M702C-HM702C-H用途用途端子端子厰内厰内料號料號合金牌號合金牌號鈹銅鈹銅Confidential-Conn.R&D11/308 Page:18/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鋁及鋁合金系鋁及鋁合金系 分類分類 純鋁純鋁
26、(LGLG高純鋁高純鋁L L純鋁純鋁)防鏽鋁防鏽鋁(LF)(LF)錳鎂為主要合金元素錳鎂為主要合金元素 硬鋁硬鋁(LY)(LY)銅鎂為主要合金元素銅鎂為主要合金元素 超硬鋁超硬鋁(LC)(LC)銅鎂鋅為主要合金元素銅鎂鋅為主要合金元素 鍛鋁鍛鋁(LD)(LD)含的合金元素種類多但含量少含的合金元素種類多但含量少 鑄造鋁合金鑄造鋁合金(ZL)(ZL)ZLZL后面的第一個數字表示合金系列后面的第一個數字表示合金系列1 1鋁硅系鋁硅系2 2鋁銅系鋁銅系3 3鋁鎂系鋁鎂系4 4鋁鋅系。后兩鋁鋅系。后兩位表示順序號。位表示順序號。常見種類常見種類:H4000A 1050 H18:H4000A 1050
27、H18A3003-OA3003-OA3005-OA3005-OA1100P-H16 A1100P-H16 用途常用作用途常用作shellshell等零件材料等零件材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:19/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 鋅及鋅合金系鋅及鋅合金系 常見種類常見種類:鑄造鋅合金鑄造鋅合金(ZDC2)用途常用作用途常用作NUTNUTBracketBracket等零件材料及鍍層材料等零件材料及鍍層材料(鍍鍍彩鋅彩鋅)英國英國BS:1004-1972 ALLOY A美國美國ASTM:B240-74 ALLOY AG40A;SAE:903
28、日本日本JIS:H2201 NO.2(ZDC2)德國德國DIN 1743:1978 GB ZN A14澳洲澳洲AS 1881-1977 ZN A14中國中國CNS:ZAC1Confidential-Conn.R&D11/308 Page:20/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 錫及錫合金系錫及錫合金系 常見種類常見種類:Sn:Sn及及Sn/PbSn/Pb合金合金 用途常用作用途常用作shellshellhookhook及端子及端子tailtail的鍍層材料的鍍層材料v 鎳及鎳合金系鎳及鎳合金系 常見種類常見種類:Ni:Ni及及Au-NiAu-NiCu-NiCu-Ni合金合金 用
29、途常用作用途常用作shellshellhookhook及端子及端子tailtail的鍍層材料的鍍層材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:21/130一連接器常用金屬材料一連接器常用金屬材料v 貴金屬及其合金貴金屬及其合金 常見種類釕常見種類釕(Ru)(Ru)、銠、銠(Rh)(Rh)、鈀、鈀(Pb)(Pb)和和銀銀(Ag);(Ag);鋨鋨(Os)(Os)、銥、銥(Ir)(Ir)、鉑、鉑(Pt)(Pt)和金和金(Au)(Au)。用途常用作用途常用作電觸點和電接觸用材料電觸點和電接觸用材料Confidential-Conn.R&D11/308 Page:22/130使
30、用性能使用性能:保証工件正常工作材料應具備的性能保証工件正常工作材料應具備的性能-力力學性能物理和化學性能等。學性能物理和化學性能等。工藝性能工藝性能:材料在加工過程中所表現出來的性能材料在加工過程中所表現出來的性能-鑄鑄造性能鍛壓性能沖壓性能焊接性能切造性能鍛壓性能沖壓性能焊接性能切削性能等。削性能等。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 v 金屬材料性能金屬材料性能Confidential-Conn.R&D11/308 Page:23/130材料在外力作用下所表現出來的性能材料在外力作用下所表現出來的性能-鋼度強度鋼度強度塑性和韌性等塑性和韌性等。這些性能指標是通過試驗測定的。在。這些
31、性能指標是通過試驗測定的。在機械零件機械零件設計計算材料選用材質檢驗設計計算材料選用材質檢驗以及工藝以及工藝評定中通常是以材料的評定中通常是以材料的力學性能指標力學性能指標作為主要依據。作為主要依據。力學性能測試方法力學性能測試方法 GB228-87 金屬金屬拉伸試驗拉伸試驗方法方法,將材料制成標准將材料制成標准試樣（見圖試樣（見圖1）然后將試樣裝在拉力試驗機上施加靜）然后將試樣裝在拉力試驗機上施加靜力隨著拉力的增加試樣逐漸產生變形直到拉斷為力隨著拉力的增加試樣逐漸產生變形直到拉斷為止。將力及力所對應的伸長量繪制成坐標圖即拉伸止。將力及力所對應的伸長量繪制成坐標圖即拉伸曲線（圖曲線（圖2）。）
32、。v 力學性能力學性能:二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:24/130v 拉伸試驗方法與拉伸曲線拉伸試驗方法與拉伸曲線:圖圖1.拉伸試樣拉伸試樣拉伸后拉伸后拉伸前拉伸前L0L1FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:25/130v拉伸曲線拉伸曲線:彈性變形段彈性變形段 圖中圖中OE段試樣伸長量隨段試樣伸長量隨拉力成正比例增加若去除拉力拉力成正比例增加若去除拉力后試樣回復原
33、狀。后試樣回復原狀。彈彈-塑性變形段塑性變形段 圖中超過圖中超過E點后若去除拉點后若去除拉力試樣不能回復原狀尚有一部力試樣不能回復原狀尚有一部分伸長量保留下來這部分遺留分伸長量保留下來這部分遺留下來的變形即為塑性變形。下來的變形即為塑性變形。FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:26/130v拉伸曲線拉伸曲線:屈服段屈服段 當拉力增加到當拉力增加到Fs時拉伸時拉伸曲線在曲線在S點呈現水平台階即表點呈現水平台階即表示外力不在增加試樣繼續變形示外
34、力不在增加試樣繼續變形這種現象稱為屈服。該水平台階這種現象稱為屈服。該水平台階即稱為屈服台階。即稱為屈服台階。彈彈-塑性變形及斷裂段塑性變形及斷裂段 屈服后試樣又隨拉力增屈服后試樣又隨拉力增加而逐漸均勻伸長達到加而逐漸均勻伸長達到B點后點后試樣的某一局部開始變細出試樣的某一局部開始變細出現緊縮現象由于在緊縮部分試現緊縮現象由于在緊縮部分試樣截面積迅速減小因此試樣繼樣截面積迅速減小因此試樣繼續伸長的拉力也就相應減小當續伸長的拉力也就相應減小當達到達到K點時試樣斷裂。點時試樣斷裂。FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力
35、學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:27/130v拉伸曲線拉伸曲線:F-LF-L曲線與試樣尺寸有關。為曲線與試樣尺寸有關。為消除試樣尺寸的影響把拉力消除試樣尺寸的影響把拉力F F除以試樣原始截面積除以試樣原始截面積S S0 0。得出試。得出試樣截面積上的應力樣截面積上的應力=F/S=F/S0 0同時把伸長量同時把伸長量LL除以試樣原始除以試樣原始標距標距L L0 0得到試樣的應變得到試樣的應變 =L/LL/L0 0。-曲線與曲線與F-LF-L曲曲線形狀一樣只是坐標不同。線形狀一樣只是坐標不同。FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳
36、鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:28/130剛度剛度 剛度是表征金屬材料抵抗彈性變形的能力剛度是表征金屬材料抵抗彈性變形的能力。在。在彈性變形階段即拉伸曲線上的彈性變形階段即拉伸曲線上的OEOE階段階段 與與的的關系為直線關系為直線OEOE這表示這表示應力應力與應變與應變成正比可成正比可寫成寫成=E=E式中的式中的E E為與材料有關的常數稱為彈為與材料有關的常數稱為彈性模量單位為性模量單位為GN/mGN/m2 2(10(109 9N/mN/m2 2)。彈性模量。彈性模量E E表示引表示引起單位變形時
37、所需的應力。工程上常用起單位變形時所需的應力。工程上常用E E作為衡量材作為衡量材料剛度的指標。料剛度的指標。E E值越大在一定應力作用下產生的值越大在一定應力作用下產生的彈性變形愈小則剛度越大。彈性變形愈小則剛度越大。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:29/130剛度剛度 彈性模量主要取決于金屬材料的種類彈性模量主要取決于金屬材料的種類即即金屬的本性金屬的本性（晶格類型晶格常數等晶格類型晶格常數等）。通常強化金屬的一些方法）。通常強化金屬的一些方法如淬火冷作硬化等對如淬火冷作硬化等對E E值影響很小。常用材料的值影響很
38、小。常用材料的E E值值碳鋼為碳鋼為196216GN/m196216GN/m2 2(2000022041Kg/mm(2000022041Kg/mm2 2)灰鑄鐵為灰鑄鐵為78 78 157GN/m157GN/m2 2(795916020Kg/mm(795916020Kg/mm2 2),),銅合金為銅合金為72128GN/m72128GN/m2 2(7347(7347 13061Kg/mm13061Kg/mm2 2)鋁合金為鋁合金為70GN/m70GN/m2 2(7143Kg/mm(7143Kg/mm2 2)。一般機械零件大都在彈性狀態下工作對剛度有一定一般機械零件大都在彈性狀態下工作對剛度有一
39、定要求如機床主軸起重機臂架等在使用時不允許產生要求如機床主軸起重機臂架等在使用時不允許產生過量的彈性變形。過量的彈性變形。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:30/130強度強度 強度是金屬材料在外力作用下抵抗塑性強度是金屬材料在外力作用下抵抗塑性變形和破壞的能力。常用用的強度指標有變形和破壞的能力。常用用的強度指標有屈服點屈服強度和抗拉強度。屈服點屈服強度和抗拉強度。屈服點屈服強度屈服點屈服強度 屈服點屈服強度表征金屬材料對產屈服點屈服強度表征金屬材料對產生明顯塑性變形的抗力。生明顯塑性變形的抗力。具有明顯屈服現象的材料
40、如低碳鋼具有明顯屈服現象的材料如低碳鋼用屈服點來表征材料對產生明顯塑性變形用屈服點來表征材料對產生明顯塑性變形的抗力。所謂的抗力。所謂屈服點是指材料產生屈服時屈服點是指材料產生屈服時的應力的應力即屈服力即屈服力F Fs s(N)(N)除以試樣原始截面除以試樣原始截面積積S S0 0（mmmm2 2)所得的商所得的商用用s s表示表示單位為單位為N/mmN/mm2 2,即即 s s=F=Fs s/S/S0 0(N/mm(N/mm2 2)。1N/m1N/m2 2=1.020408x10=1.020408x10-7-7Kg/mmKg/mm2 2FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線
41、典型低碳鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:31/130屈服點屈服強度屈服點屈服強度 無明顯屈服現象的材料如無明顯屈服現象的材料如高碳鋼銅合金鋁合金等用高碳鋼銅合金鋁合金等用屈服強度來表征材料對產生明顯屈服強度來表征材料對產生明顯塑性變形的抗力。國家標准規定塑性變形的抗力。國家標准規定以對應于規定殘余伸長為以對應于規定殘余伸長為0.2%0.2%的應力（的應力（r0.2r0.2),),或者以對應于或者以對應于規定非比例伸長為規定非比例伸長為0.2%0.2%的應力的應力（p0.2p0.2)作為作為屈服強度屈
42、服強度。1N/m1N/m2 2=1.020408x10=1.020408x10-7-7Kg/mmKg/mm2 2FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:32/130FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O抗拉強度抗拉強度 試樣拉伸過程中的最大力所對應的試樣拉伸過程中的最大力所對應的應力即最大力應力即最大力F Fb b（N)N)除以試樣的原始除以試樣的原始截面積截面積S S0 0（mmmm2 2)所得的
43、商稱為抗拉強所得的商稱為抗拉強度用度用b b表示單位為表示單位為N/mmN/mm2 2,即即b b=F=Fb b/S/S0 0 (N/mm (N/mm2 2)塑性材料（如低碳鋼）由圖可知塑性材料（如低碳鋼）由圖可知當拉力達到當拉力達到F Fb b時試樣出現頸縮。因此時試樣出現頸縮。因此抗拉強度是表征材料對產生局部伸長抗拉強度是表征材料對產生局部伸長（頸縮）的抗力。對于脆性材料（如（頸縮）的抗力。對于脆性材料（如灰鑄鐵）拉伸過程不出現頸縮現象灰鑄鐵）拉伸過程不出現頸縮現象F Fb b 就是斷裂負荷。因此抗拉強度是就是斷裂負荷。因此抗拉強度是表征材料對斷裂的抗力。表征材料對斷裂的抗力。1N/m1N
44、/m2 2=1.020408x10=1.020408x10-7-7Kg/mmKg/mm2 2二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:33/130FFeEFsFkFbS B 圖圖2.典型低碳鋼的拉伸曲線典型低碳鋼的拉伸曲線LK O抗拉強度抗拉強度 若零件在使用時不允許產生若零件在使用時不允許產生過量的塑性變形應以材料的過量的塑性變形應以材料的s s或或p0.2 p0.2（r0.2r0.2)進行設計進行設計計算。若零件在使用時只要求計算。若零件在使用時只要求不發生破壞則以材料的不發生破壞則以材料的b b來來設計計算。因此設計計算。
45、因此 s s p0.2 p0.2（r0.2r0.2)和和b b是機械零件設計是機械零件設計計算的主要依據。計算的主要依據。1N/m1N/m2 2=1.020408x10=1.020408x10-7-7Kg/mmKg/mm2 2二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:34/130塑性塑性 在外力作用下金屬材料在斷裂前產生塑性變形的能力在外力作用下金屬材料在斷裂前產生塑性變形的能力稱為塑性稱為塑性。塑性通常用拉伸試驗測定的斷后伸長率（又稱。塑性通常用拉伸試驗測定的斷后伸長率（又稱延伸率）和斷面收縮率來衡量。延伸率）和斷面收縮率來衡
46、量。斷后伸長率斷后伸長率 斷后伸長率是指試樣拉斷后標距的伸長量與原始的標斷后伸長率是指試樣拉斷后標距的伸長量與原始的標距的百分比用距的百分比用表示即表示即 =(L=(L1 1-L-L0 0)/L)/L0 0 x100%x100%式中的式中的L L0 0為試樣原始標距為試樣原始標距(mm);L(mm);L1 1為試樣拉斷后的標距為試樣拉斷后的標距(mm)(mm)。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:35/130斷面收縮率斷面收縮率 斷面收縮率是指試樣拉斷后頸縮處橫截面積的最大縮斷面收縮率是指試樣拉斷后頸縮處橫截面積的最大縮減
47、量與原始橫截面積的百分比用減量與原始橫截面積的百分比用表示即表示即 =(S=(S0 0-S S1 1)/S)/S0 0 x100%x100%式中的式中的S S0 0為試樣的原始橫截面積為試樣的原始橫截面積(mm(mm2 2);S);S1 1為為拉斷后試樣頸縮處的最小橫截面積拉斷后試樣頸縮處的最小橫截面積(mm(mm2 2)。斷后伸長率斷后伸長率與試樣原始標距與試樣原始標距L L0 0有關。這是由于試樣有關。這是由于試樣拉斷后的伸長量由試樣的均勻伸長和頸縮處的局部伸長兩拉斷后的伸長量由試樣的均勻伸長和頸縮處的局部伸長兩部分組成的因此部分組成的因此L L0 0愈長則愈長則愈小。常用圓形截面試樣的愈
48、小。常用圓形截面試樣的原始標距原始標距L L0 0為直徑為直徑d d0 0的的1010倍倍(長試樣）和長試樣）和5 5倍（短試樣）二倍（短試樣）二種其斷后伸長率分別用種其斷后伸長率分別用1010（或（或）和）和5 5表示。而斷面表示。而斷面收縮率與試樣的尺寸無關故能更可靠地反映材料塑性。收縮率與試樣的尺寸無關故能更可靠地反映材料塑性。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:36/130斷面收縮率斷面收縮率 和和是用來判斷材料在斷裂前所能產生的最大塑性是用來判斷材料在斷裂前所能產生的最大塑性變形量大小。變形量大小。一般認為一般認
49、為25%25%的材料為塑性材料如低的材料為塑性材料如低碳鋼碳鋼 2%2%的為脆性材料如灰鑄鐵。的為脆性材料如灰鑄鐵。塑性還是金屬材塑性還是金屬材料進行壓力加工的必要條件。此外零件也要求具有一定料進行壓力加工的必要條件。此外零件也要求具有一定的塑性。因為零件在工作時萬一超載也會由于塑性變形的塑性。因為零件在工作時萬一超載也會由于塑性變形使材料強化而避免突然斷裂。但是必須指出使材料強化而避免突然斷裂。但是必須指出和和值的值的大小與負荷大小是無關的。大小與負荷大小是無關的。二金屬材料的力學性能二金屬材料的力學性能 Confidential-Conn.R&D11/308 Page:37/130沖擊韌性
50、沖擊韌性 前面討論的剛度強度和塑性是在靜拉力作用下的力前面討論的剛度強度和塑性是在靜拉力作用下的力學性能。但是許多機器零件如鍛錘杆在工作過程中學性能。但是許多機器零件如鍛錘杆在工作過程中往往受沖擊力作用。這種急速施加的沖擊力將促使金屬材往往受沖擊力作用。這種急速施加的沖擊力將促使金屬材料產生突然脆斷具有很大的危險性。因此為確保零件料產生突然脆斷具有很大的危險性。因此為確保零件安全工作還必須了解金屬材料在沖擊力作用下所表現的安全工作還必須了解金屬材料在沖擊力作用下所表現的性能。性能。金屬材料在沖擊力作用下抵抗斷裂的能力稱為沖擊金屬材料在沖擊力作用下抵抗斷裂的能力稱為沖擊韌性（簡稱韌性韌性（簡稱韌
