金屬材料的性能

金屬材料的性能決定著材料的適用范圍及應(yīng)用的合理性。金屬材料的性能主要分為四個方面，即：機械性能、化學(xué)性能、物理性能、工藝性能。

3.1機械性能

（一）應(yīng)力的概念,物體內(nèi)部單位截面積上承受的力稱為應(yīng)力。由外力作用引起的應(yīng)力稱為工作應(yīng)力，在無外力作用條件下平衡于物體內(nèi)部的應(yīng)力稱為內(nèi)應(yīng)力（例如組織應(yīng)力、熱應(yīng)力、加工過程結(jié)束后留存下來的殘余應(yīng)力…等等）。

（二）機械性能,金屬在一定溫度條件下承受外力（載荷）作用時，抵抗變形和斷裂的能力稱為金屬材料的機械性能（也稱為力學(xué)性能）。金屬材料承受的載荷有多種形式，它可以是靜態(tài)載荷，也可以是動態(tài)載荷，包括單獨或同時承受的拉伸應(yīng)力、壓應(yīng)力、彎曲應(yīng)力、剪切應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，以及摩擦、振動、沖擊等等，因此衡量金屬材料機械性能的指標(biāo)主要有以下幾項：

3.1.1.強度

這是表征材料在外力作用下抵抗變形和破壞的 能力，可分為抗拉強度極限（σb）、抗彎強度極限（σbb）、抗壓強度極限（σbc）等。由于金屬材料在外力作用下從變形到破壞有一定的規(guī)律可循，因而通常采用拉伸試驗進(jìn)行測定，即把金屬材料制成一定規(guī)格的試樣，在拉伸試驗機上進(jìn)行拉伸，直至試樣斷裂，測定的強度指標(biāo)主要有：

（1）強度極限：材料在外力作用下能抵抗斷裂的 應(yīng)力，一般指拉力作用下的抗拉強度極限，以σb表示，如拉伸試驗曲線圖中 點b對應(yīng)的強度極限，常用單位為兆帕（MPa），換算關(guān)系有：1MPa=1N/m2=(9.8)-1Kgf/mm2或1Kgf/mm2=9.8MPa。

（2）屈服強度極限：金屬材料試樣承受的外力超過材料的彈性極限時，雖然應(yīng)力不再增加，但是試樣仍發(fā)生明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服，即材料承受外力到一定程度時，其變形不再與外力成正比而產(chǎn)生明顯的塑性變形。產(chǎn)生屈服時的應(yīng)力稱為屈服強度極限，用σs表示，相應(yīng)于拉伸試驗曲線圖中的S點稱為屈服點。對于塑性高的材料，在拉伸曲線上會出現(xiàn)明顯的屈服點，而對于低塑性材料則沒有明顯的屈服點，從而難以根據(jù)屈服點的外力求出屈服極限。因此，在拉伸試驗方法中，通常規(guī)定試樣上的標(biāo)距長度產(chǎn)生0.2%塑性變形時的應(yīng)力作為條件屈服極限，用σ0.2表示。屈服極限指標(biāo)可用于要求零件在工作中不產(chǎn)生明顯塑性變形的設(shè)計依據(jù)。但是對于一些重要零件還考慮要求屈強比（即σs/σb）要小，以提高其可靠性，不過此時材料的利用率也較低了。

（3）彈性極限：材料在外力作用下將產(chǎn)生變形，但是去除外力后仍能恢復(fù)原狀的能力稱為彈性。金屬材料能保持彈性變形的 應(yīng)力即為彈性極限，相應(yīng)于拉伸試驗曲線圖中的e點，以σe表示，單位為兆帕（MPa）：σe=Pe/Fo式中Pe為保持彈性時的 外力（或者說材料 彈性變形時的載荷）。

（4）彈性模數(shù)：這是材料在彈性極限范圍內(nèi)的應(yīng)力σ與應(yīng)變δ（與應(yīng)力相對應(yīng)的單位變形量）之比，用E表示，單位兆帕（MPa）：E=σ/δ=tgα式中α為拉伸試驗曲線上o-e線與水平軸o-x的夾角。彈性模數(shù)是反映金屬材料剛性的指標(biāo)（金屬材料受力時抵抗彈性變形的能力稱為剛性）。

3.1.2.塑性,

金屬材料在外力作用下產(chǎn)生 變形而不破壞的 能力稱為塑性，通常以拉伸試驗時的試樣標(biāo)距長度延伸率δ（%）和試樣斷面收縮率ψ（%）延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x，這是拉伸試驗時試樣拉斷后將試樣斷口對合起來后的標(biāo)距長度L1與試樣原始標(biāo)距長度L0之差（增長量）與L0之比。在實際試驗時，同一材料但是不同規(guī)格（直徑、截面形狀-例如方形、圓形、矩形以及標(biāo)距長度）的拉伸試樣測得的延伸率會有不同，因此一般需要特別加注，例如常用的圓截面試樣，其初始標(biāo)距長度為試樣直徑5倍時測得的延伸率表示為δ5，而初始標(biāo)距長度為試樣直徑10倍時測得的延伸率則表示為δ10。斷面收縮率ψ=[(F0-F1)/F0]x，這是拉伸試驗時試樣拉斷后原橫截面積F0與斷口細(xì)頸處小截面積F1之差（斷面縮減量）與F0之比。實用中對于常用的圓截面試樣通?？赏ㄟ^直徑測量進(jìn)行計算：ψ=[1-(D1/D0)2]x，式中：D0-試樣原直徑；D1-試樣拉斷后斷口細(xì)頸處小直徑。δ與ψ值越大，表明材料的塑性越好。

在建筑給水管系中，由于鍍鋅鋼管已經(jīng)結(jié)束了百年輝煌的歷史，各種新型塑料管及復(fù)合管得到迅速發(fā)展，但各種管材還不同程度地存在著一些不足，遠(yuǎn)不能完全適應(yīng)供水管系的需要和 對飲用水及有關(guān)水品質(zhì)的要求。因此，有關(guān)專家預(yù)言：建筑給水管材終將恢復(fù)到金屬管的時代。根據(jù)國外的應(yīng)用經(jīng)驗，在金屬管中認(rèn)定薄壁不銹鋼管為綜合性能 的管材之一。

       不銹鋼管可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用，管道的薄壁化以及新型可靠、簡單方便的連接方法的開發(fā)成功，使其具有更多其他管材不可替代的優(yōu)點，工程中的應(yīng)用會越來越多，使用會越來越普及，前景看好。

       薄壁不銹鋼管材，是指壁厚與外徑之比不大于6%的不銹鋼管道。

       薄壁不銹鋼水管在零下30°和高溫200°都可以正常工作，強度高不會爆管，和現(xiàn)在常用的PPR水管相比，不銹鋼水管在加熱時不會產(chǎn)生塑化劑，其有效使用壽命可達(dá)100年。在歐美 已是主要用管。

       薄壁不銹鋼管的優(yōu)點

       1、 滿足要求薄壁不銹鋼管不會對水質(zhì)造成二次污染，達(dá)到 直接飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的需要。

       2、可以回收利用

       薄壁不銹鋼管是一種可以完全回收利用的水管；不會給子孫后代留下不可以處理的垃圾

       3、節(jié)約水資源

       薄壁不銹鋼管材料的強度高過了所有的水管材料，極大地降低了水管受外力影響漏水的可能性，大量地節(jié)約了水資源。

       4、降低輸送成本

       薄壁不銹鋼管材地耐腐蝕性能優(yōu)越，在長期地使用過程中不會結(jié)垢，內(nèi)壁光潔如故，輸送能耗低，節(jié)約成本，是輸送成本 的水管材料。

       5、減少熱能損失

      薄壁不銹鋼管材料的保溫性能是銅材料水管的24倍，大量地節(jié)約了熱水輸送中地?zé)崮軗p耗。

      6、避免潔具污染

      不會污染衛(wèi)生潔具，避免了潔具上產(chǎn)生不可擦洗地“紅印”和“藍(lán)印”。

接方式主要有擠壓式連接方式、螺紋式連接方式、法蘭式連接方式、氬弧焊式連接方式、滾壓式連接方式和溝槽式連接方式。