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金屬材料特質(zhì)

2.1疲勞

許多機(jī)械零件和工程構(gòu)件，是承受交變載荷工作的。在交變載荷的作用下，雖然應(yīng)力水平低于材料的屈服極限，但經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)力反復(fù)循環(huán)作用以后，也會(huì)發(fā)生突然脆性斷裂，這種現(xiàn)象叫做金屬材料的疲勞。金屬材料疲勞斷裂的特點(diǎn)是：（1）載荷應(yīng)力是交變的；（2）載荷的作用時(shí)間較長；（3）斷裂是瞬時(shí)發(fā)生的；（4）無論是塑性材料還是脆性材料，在疲勞斷裂區(qū)都是脆性的。所以，疲勞斷裂是工程上常見、危險(xiǎn)的斷裂形式。

金屬材料的疲勞現(xiàn)象，按條件不同可分為下列幾種：

（1）高周疲勞：指在低應(yīng)力（工作應(yīng)力低于材料的屈服極限，甚至低于彈性極限）條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在100000以上的疲勞。它是常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡(jiǎn)稱為疲勞。

（2）低周疲勞：指在高應(yīng)力（工作應(yīng)力接近材料的屈服極限）或高應(yīng)變條件下，應(yīng)力循環(huán)周數(shù)在10000~100000以下的疲勞。由于交變的塑性應(yīng)變?cè)谶@種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為塑性疲勞或應(yīng)變疲勞。

（3）熱疲勞：指由于溫度變化所產(chǎn)生的熱應(yīng)力的反復(fù)作用，所造成的疲勞破壞。

（4）腐蝕疲勞：指機(jī)器部件在交變載荷和腐蝕介質(zhì)（如酸、堿、海水、活性氣體等）的共同作用下，所產(chǎn)生的疲勞破壞。

（5）接觸疲勞：這是指機(jī)器零件的接觸表面，在接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，出現(xiàn)麻點(diǎn)剝落或表面壓碎剝落，從而造成機(jī)件失效破壞。

2.2塑性

塑性是指金屬材料在載荷外力的作用下，產(chǎn)生 變形（塑性變形）而不被破壞的能力。金屬材料在受到拉伸時(shí)，長度和橫截面積都要發(fā)生變化，因此，金屬的塑性可以用長度的伸長（延伸率）和斷面的收縮（斷面收縮率）兩個(gè)指標(biāo)來衡量。

金屬材料的延伸率和斷面收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好，即材料能承受較大的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大于百分之五的金屬材料稱為塑性材料（如低碳鋼等），而把延伸率小于百分之五的金屬材料稱為脆性材料（如灰口鑄鐵等）。塑性好的材料，它能在較大的宏觀范圍內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，并在塑性變形的同時(shí)使金屬材料因塑性變形而強(qiáng)化，從而提高材料的強(qiáng)度，保證了零件的使用。此外，塑性好的材料可以順利地進(jìn)行某些成型工藝加工，如沖壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作機(jī)械零件時(shí)，必須滿足一定的塑性指標(biāo)。

在 產(chǎn)業(yè)政策的指引下，鍍鋅鋼管被逐出給水管道市場(chǎng)，各種形式的新型管材得到了蓬勃發(fā)展，特別是塑料管材（包括鋁塑復(fù)合管、鋼塑復(fù)合管、PPR管等）以其價(jià)格低、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)得到較為廣泛的應(yīng)用。但是塑料管材在耐溫性、衛(wèi)生環(huán)保及使用壽命上，存在著自身不可克服的缺陷。塑料管的各種改性劑，助劑、添加劑等，這些統(tǒng)稱為引起人體致變的環(huán)境因子，對(duì)人體臟器等引起影響因素正有待于人類深入研究探討。在這種情況下，銅水管、不銹鋼水管等金屬管材開始進(jìn)入人們的視野。其中，薄壁不銹鋼管以優(yōu)越的可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用等特點(diǎn)，逐漸成為給水管材的新選擇。不銹鋼材料是一種公認(rèn)的可以植入人體的材料，以不銹鋼為材料制造水管在發(fā)達(dá) 已經(jīng)有許多年成功的應(yīng)用記錄，并已成為目前世界潮流和發(fā)展方向。不銹鋼水管被稱為“21世紀(jì)真正的綠色管材”。

一、

不銹鋼材料是可以植入人體的材料，所以對(duì)供水管來說，選用不銹鋼管道是有利的。浸泡水試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均符合 有關(guān)飲用水標(biāo)準(zhǔn)要求。不銹鋼管道內(nèi)壁光滑，長期使用不會(huì)積垢，不易被細(xì)菌粘污，無須擔(dān)心水質(zhì)受影響，更能杜絕水的二次污染。

二、免維護(hù)，使用年限可達(dá)100年

不銹鋼表面薄而致密的富鉻氧化膜，使得不銹鋼水管在包括軟水在內(nèi)的所有水質(zhì)中都具有良好的耐腐蝕性，即使埋地使用也有優(yōu)良的耐蝕性；實(shí)地腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，不銹鋼水管的使用壽命可達(dá)100年，壽命周期內(nèi)幾乎不需要維護(hù)，避免了管道更換的費(fèi)用和麻煩。

三、拒絕漏水，爆裂

不銹鋼可以在-270℃—400℃的溫度下長期工作，無論是高溫還是低溫，都不會(huì)析出有害物質(zhì)，材料性能相當(dāng)穩(wěn)定；不銹鋼水管抗拉強(qiáng)度大于530N/mm,而且具有良好的延展性和韌性。不銹鋼水管的高強(qiáng)度，極大地降低了受外力影響漏水的可能性，顯著降低了水的滲漏率，使水資源得到有效的保護(hù)和利用。

四、節(jié)能環(huán)保

不銹鋼管道內(nèi)壁光滑，水阻非常小，減少了壓力損失，降低了輸送成本。由于不銹鋼的熱膨脹系數(shù)低，在熱水管道中有效的降低了熱能損耗。不銹鋼材料是可以再生的材料，不會(huì)給環(huán)境造成公害。

五、經(jīng)濟(jì)實(shí)用

自人類在20世紀(jì)發(fā)明不銹鋼以來，不銹鋼目前已是普遍材料了。目前在各種材料水管的性能價(jià)格比重中， 是不銹鋼水管。這與不銹鋼材料耐腐蝕、高強(qiáng)度，抗沖力強(qiáng)等的優(yōu)越性能有關(guān)。其使用壽命可以說與建筑物同壽命。一次投入，終生受益，可謂是“一勞永逸”。