热镀锌第1节基础知识.docx
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热镀锌第1节基础知识
第一节热镀锌基础知识
一、热镀锌带钢的性能
热镀锌带钢是锌与冷轧钢板结合的复合材料，其兼有锌层的防腐性能和冷轧钢板的机械性能，可以大幅度提高冷轧钢板的使用寿命，是节能型经济钢材之一，广泛用于建筑、汽车、电器、容器、交通、能源、农业等行业。
除了防腐性能和机械性能的要求外，由于镀锌带钢一般要加工成制品或零件后再使用，因此对镀锌板还有锌层粘附性、焊接性能、涂漆性能、装饰性能等要求。
表8-1示出了不同行业对镀锌板的性能要求。
表8-1不同行业对镀锌板的性能要求
行业
用途
机械性能
短期防腐性能
长期防腐性能
装饰性能
涂漆性能
建筑
外覆盖板
一般强度
视运输条件
高
高
不要求
建筑
外结构件
高强度
视运输条件
高
高
不要求
建筑
彩涂板
一般强度
视运输条件
较低
不要求
低
建筑
内结构件
高强度
视运输条件
较高
较高
不要求
家电
不涂漆外板
一般强度
视运输条件
较高
较高
不要求
家电
内板、内结构件
一般强度
视运输条件
视使用环境
较低
不要求
家电
涂漆外板
高成形性
视运输条件
低
不要求
低
汽车
内板
高成形性
视运输条件
较高
不要求
不要求
汽车
外板
高成形性
视运输条件
低
不要求
高
1.1锌层粘附性
指锌层与带钢的结合强度，通常以钢板的弯曲半径的倍数来衡量，0a为最好。
镀锌带钢在使用过程中要经过开卷、剪切、折边或冷弯成形或冲压成形等工序，因此要求镀锌带钢要有足够的锌层附着力，保证在加工过程中锌层不脱落。
由于镀锌板的加工变形条件不同，对其锌层附着力也不尽相同，复杂的深冲成形对锌层附着力的要求最高。
1.2镀锌带钢的机械性能
指带钢的强度与韧性，通常以屈服强度、抗拉强度、延伸率、硬度、n值、r值等表示。
根据镀锌板的加工变形条件及最终用途，对其机械性能的要求也不尽相同。
镀锌板的品种按机械性能可分为CQ、DQ、DDQ、SS、FH、DP、TRIP等。
1.3防腐性能（分短期防腐性能和长期防腐性能）
短期防腐性能指在线采用钝化、涂油、钝化+涂油等表面处理方式，保证镀锌带钢在包装后到用户使用前不发生白锈、黑斑的能力。
长期防腐性指镀锌板在使用过程中不发生红锈的时间，也称镀锌板的使用寿命。
1.4涂漆性能
指镀锌板适应不同涂漆工艺保证涂漆质量的能力。
1.5装饰性能
装饰性能主要指锌花的尺寸和形状，从广义上讲也包括无缺陷的表面质量。
1.6焊接性能
指焊接成功率、焊接电流、电极的打点次数等。
二、带钢热镀锌的工艺方法
自从1836年法国把热镀锌应用于工业以来，已开发了惠林法、森吉米尔法、改良森吉米尔法、美钢联法、赛拉斯法、莎伦法。
目前主要以改良森吉米尔法和美钢联法为主。
其工艺流程为：
原板准备→镀前处理→
（清洗）→明火加热→辐射管加热→保护气冷却
（1）
清洗→辐射管加热→保护气冷却
（2）
→热浸镀→镀后处理（含冷却→光整→拉矫→钝化→涂油等）→成品检验
（1）为改良森吉米尔法，
（2）为美钢联法。
改良森吉米尔法是由森吉米尔法发展而来，其主要特点是，把森吉米尔法中各自独立的氧化炉和还原炉，由一个截面积较小的过道连接起来。
与森吉米尔法相比，改良森吉米尔法工艺中，带钢出明火段的氧化膜薄，易还原，锌层粘附性好，还原炉中的氢气含量低，安全性高。
美钢联法是采用全辐射管加热，在炉前有清洗段，优点是表面质量更好，带钢受热更均匀，缺点是炉子热效率低，炉子较长，生产成本与机组投资都较高。
三、镀锌层的防护原理
1、镀锌板的防护原理
镀锌层以覆盖保护和牺牲阳极保护两种方式保护钢基。
覆盖保护指镀锌层覆盖在钢板表面，首先与腐蚀介质接触，在镀锌层被腐蚀掉前，基体钢材不会发生腐蚀失效的保护方式。
牺牲阳极保护是指铁，当锌层钢基同时暴露在腐蚀环境中时，锌与铁可形成原电池，锌由于电极电位（-0.762V）低于铁（-0.439V）而成为原电池中的阳极首先被腐蚀，从而保护了钢基，见图8-1。
图8-1锌对铁的牺牲阳极保护作用
2、镀锌板使用寿命的影响因素
2.1锌层化学成份的影响
在锌中加入铝、镁、镍、锰、铁等可提高镀锌层的耐腐蚀性，如Zn5%Al的耐蚀性是纯锌的2~3倍，Zn55%Al1.6%Si的耐蚀性是纯锌的2~6倍，Zn10%Fe的耐蚀性是纯锌的2~4倍，Zn10%Ni的耐蚀性是纯锌的2倍以上。
而在锌中加入铅、镉等元素，则会在一定程度上降低锌层的耐蚀性，见表8-2。
表8-2不同成份镀锌层的腐蚀损失
镀锌层结构
腐蚀时间，天
130
230
310
380
纯锌层
纯锌+1.78%Fe
纯锌+1.95%Pb
纯锌+0.98%Cd
纯锌+0.88%Sb
6.69
7.20
4.80
5.37
11.70
30.53
32.08
27.43
34.10
36.73
47.58
46.50
40.92
45.88
51.92
49.91
53.63
49.91
55.80
56.73
2.2锌层重量的影响
当腐蚀时间足够长时，锌层的腐蚀速度是恒定的，因此锌层的使用寿命与锌层重量基本呈线性关系。
2.3腐蚀环境的影响
热镀锌板的使用寿命与镀层及其所处的环境有关，通过对热镀锌板进行的大气腐蚀试验，便可证实这一点，见表8-3。
表8-3热镀锌板的大气腐蚀状况
腐蚀环境气氛
腐蚀速度
μm/a
15年的腐蚀损失（双面）
厚50微米（350g/m2）
腐蚀年限
厚度，μm
重量，g/m2
据海岸100米的岛内，盐分浓度大
距海岸17公里的岛内，盐分浓度较小
工业城市，空气污染严重
一般城市，空气较新鲜
农村，空气新鲜
15
6
8
3
1
225
90
120
45
15
3150
1260
1680
630
210
3年4个月
8年4个月
6年3个月
16年8个月
50年
为了对大气腐蚀性进行分类，国际标准化委员会尝试用年平均温度、潮湿时间、二氧化硫浓度、氯离子浓度等来评价大气腐蚀性，相关的大气腐蚀研究机构正在尝试建立根据大气腐蚀性来预测材料使用寿命的方法。
四、锌层粘附性的理论
1、钢基与锌液反应对粘附性的影响
研究锌与带钢之间的反应及其对锌层粘附性的反应，一般采用相图分析法。
图是传统热镀锌工艺常用的铁-锌相图。
图8-2锌-铁相图
通过该相图可以发现，带钢与锌液反应后，可能出现5种成份与性质各不相同的铁-锌相。
然而，铁-锌相的塑性不能满足镀锌板深加工对锌层粘附性的要求，于是，在锌液中加入了少量的铝，并研究了加铝的效果。
图8-3热镀锌锌层形成示意图
A-镀层外表氧化膜；B-纯锌层；C-铁-锌合金层；D-Fe2Al5中间层；E-钢基；F-带钢温度变化曲线；1~6-镀锌层形成的步骤
如图所示，在含铝锌液中，带钢表面发生的反应过程可能由如下过程组成：
（1）带钢表面的氧化铁皮，经还原炉被还原为海绵状纯铁，其表面已处于活化状态。
并且经退火炉的冷却已把带钢冷却到所要求的入锌锅温度，例如480℃。
（2）带钢浸入锌液中，有两个过程同时发生，一是带钢的热量传递给锌液，同时导致自身温度下降，并基本与锌液温度保持平衡，例如460℃；二是Fe2Al5中间层开始形成，并达到一定的厚度。
通过电化学分离法、电子射线显微分析法、扫描电子显微镜法和离子质谱分析法等，证实了合金层的组成为Fe2Al5Znx，也就是说在热镀锌过程中发生了如下的反应。
通过分析合金层中的铝含量，表明该反应是快速反应。
图8-4合金层中铝含量与反应时间的关系（460℃，铝含量0.18%）
（3）带钢离开锌锅，其表面带出的液态锌开始冷却，并一直冷却到锌的凝固点419℃，在锌液凝固前，由于液体锌的活性较大，可能会发生铁-锌反应，然而钢基与锌液间的Fe2Al5对Zn-Fe反应有抑制作用，因此Fe2Al5合金层又称抑制层。
Fe2Al5的抑制作用如图8-6所示。
图8-5铝含量、锌液温度和生成合金抑制时间的关系
因此，在现代热镀锌工艺条件下，图中的铁-锌相是不会出现的。
（4）液态锌的凝固和结晶，并在表面形成一层致密的氧化膜。
（5）固态锌的冷却。
目前，对含铝锌液与带钢间反应的研究基本可以得出较为统一的结论，即控制工艺参数在铁-铝-锌三元相图的l+η区，即可以保证好的锌层粘附性。
图8-6Zn-Al-Fe二维相图富锌角
图8-7Zn-Al-Fe三维相图富锌角
对不同铝含量条件下对生产镀锌板，进行了镀层的微观形貌分析，当铝含量大于0.15%时，合金层薄且致密完整，锌层粘附性达到最佳，如图a所示。
图b示出了鞍钢镀锌板的微观形貌（铝含量控制在0.18%~0.22%），其镀层由极薄且完整的合金层和锌的铸态组织组成，锌层的粘附性达到了最佳。
图8-8a铝含量对合金层微观形貌的影响b鞍钢镀锌板的微观形貌
*通过研究锌-铝相图，可以了解锌Zn5%Al的熔点比纯锌低的原因，可以分析Zn55%Al镀层中的相组成。
图8-9锌-铝相图
2、炉内化学反应对锌层粘附性的影响
炉内化学反应决定了带钢的表面状态，而带钢表面是否有氧化铁直接影响钢基与锌液的反应，因此炉内化学反应对锌层的粘附性影响很大。
在改良森吉米尔法生产线中，有明火段和保护气体段，所涉及的化学反应有：
Fe（s）+CO2（g）====FeO（s）+CO（g）
（1）
Fe（s）+H2O（g）====FeO（s）+H2（g）
（2）
Fe（s）+O2（g）====FeO（s）（3）
在明火加热段，涉及的化学反应是
（1）、
（2）、（3），在保护气体段，涉及的反应是
（2）、（3）。
上述反应的平衡条件可以通过热力学计算来求得，计算所需的各种数据可以在相关的手册中查到。
上述反应在实际生产中都可以看做是快速反应，因此不必考虑工艺速度、浓度等对反应程度的影响。
在明火加热段，在炉气温度为1200℃时，当H2O/H2≤0.79、CO2/CO≤0.32时，带钢处于还原状态，反之，带钢处于氧化状态。
要想使带钢处于还原状态，在使用焦炉煤气做为燃料时，必须保证空气过剩系数小于0.6，但这时燃料的利用率极低，很不经济，因此一般控制空气过剩系数在0.85~1.05，使带钢在明火段快速加热，生成的少量氧化膜在保护气体段进行还原。
在保护气体段，反应
（2）的平衡条件随着温度的降低而变得苛刻，当气体温度为100℃时，只有H2O/H2＜0.014时，才能使带钢处于还原状态，当H2为20%时，H2O必须小于0.28%，也就是露点必须小于-10℃。
在实际生产中，H2除了与H2O建立平衡，保持还原性气氛，还要还原带钢在明火段生成的氧化膜，因此或增加H2含量，或降低露点，如H2O必须小于0.28%，控制露点小于-20℃。
。
当炉气中有微量O2存在时，带钢就会被氧化，因此要尽可能地限制O2含量。
3、钢基中各元素对热镀锌的影响
3.1碳的影响
钢中含碳量对热镀锌有显著的影响。
粗略的讲，含碳量越高，铁-锌反应就越剧烈，铁的重量损失越大，见图，钢基参加反应越剧烈，即铁-锌合金层变得越厚使镀锌层粘附性变坏。
因此，适合热镀锌的原板应是含碳量在0.05~0.15%之间的低碳钢板。
不但含碳量对热镀锌影响很大，而且碳以什么状态存在也很重要。
在钢中通常以铁碳化合物（Fe3C）的状态存在，钢中碳的不同存在状态对铁-锌反应具有不同的影响，见表8-3。
表8-3碳在不同存在状态对热镀的影响
碳的存在状态
热处理方法
布氏硬度kgf/mm2
铁损失量，g/m2·h
180g/lH2SO4，室温
在440℃的熔融锌中
粒状珠光体
层状珠光体
索氏体
屈氏体
马氏体
回火索氏体
730℃球化退火4小时
690℃退火10小时，
加热到780℃，保温15分钟，空冷
加热到760℃，保温15分钟，油冷
加热到740℃，保温15分钟，水冷
加热到740℃，保温15分钟，水冷
到450℃保温30分钟，空冷
52
59
85
118
270
127
87
87
5.8
8.2
49.0
19.2
680
740
130
86
118
110
由表可看出，钢中的碳以颗粒状珠光体和层状珠光体存在时，不管在酸中还是在锌液中铁的溶解速度都最快。
实验证明，当阿姆柯纯铁的铁损失量为70g/m2·h时，含碳量为0.8%的粒状珠光体钢，在同样条件下，铁的损失量可达700g/m2·h，时纯铁的十倍，如相同含量的碳不以粒状珠光体存在，而以扩散得很均匀的索氏体或屈氏体组织存在，则溶解速度的增加就不那样显著。
3.2硅的影响
钢基中硅含量较高会给热镀锌带来困难。
在用纯锌液镀锌时，镀层厚度随着硅含量增高而呈波浪式变化的现象，称为“圣德林效应”，见图8-10。
图8-10硅含量对镀层厚度的影响
a-锌液温度430℃；b-锌液温度460℃；1-浸锌时间3分钟；2-浸锌时间9分钟。
随着镀层厚度的增加，镀锌层中铁-锌合金层ζ相剧烈增厚，形成灰色镀层，而使镀锌层粘度性变坏。
硅除了对合金层有影响外，在改良森吉米尔法生产线中，钢基中的硅会与明火段中的烟气作用，在钢基表面富集并氧化：
Si+O2（或CO2或H2O）=SiO2
Si+2FeO=SiO2+2Fe
钢板表面已生成的二氧化硅难以被辐射管段的氢气还原，使得锌层粘附性变差，甚至镀不上锌。
因此，必须严格限制钢中的硅含量。
1.3铜的影响
一般认为，钢基中含铜虽然可减慢酸洗速度，但是对热镀锌工艺并无坏的影响。
相反，钢中含铜却可以显著提高热镀锌板的耐腐蚀性。
因而，当制造特殊用途的耐腐蚀热镀锌板时，往往选用含铜量为0.2%~0.3%的钢种。
生产实践证明，由于含铜钢在热轧时可形成网裂缺陷，所以会影响钢材的表面质量，特别是生产薄板时，更应重视这一缺陷。
因为铜在奥氏体中溶解镀有限，所以在热轧过程中当带钢温度下降时，铜便析出，积存于奥氏体晶界。
在加热时由于铁易氧化，铜不易氧化，故随着氧化皮的不断剥落，在钢板表面便会形成铜的富集区。
因为铜和钢的延伸率不同，所以在轧制过程中便会在钢板表面出现网状裂纹。
热轧钢板的表面网裂经酸洗之后，会更明显。
采用电子探针对网纹除进行分析证实，裂纹中充满着氧化铁，并且裂纹位置存在着严重的铜富集，一般铜含量可达2.5%.
热轧板的表面网纹经冷轧之后仍然可见，在镀锌之后即在和轧制方向一致的类似原板划伤或条状结疤的条痕。
实验证明，此网纹缺陷在含铜量超过0.3%时最易出现，所以一般规定热镀锌原板的铜含量不高于0.15%。
1.4钛的含量
现已证实，钢基中含有0.2%左右的钛，对热镀锌带钢会产生重要的作用。
目前钛是生产低合金高强度热镀锌板的主要添加元素。
此外，由于钛与碳和氮具有较大的亲和力，它在钢中可以成为TiC和TiN的状态存在。
因为碳和氮是引起钢材时效的主要元素，所以钢中含有钛就固定了氮和碳，对钢材的防老化具有重要的作用。
由于钛是存在于α铁的晶格子中，所以很明显它也会进入铁-锌相中，但是它对于铁-锌反应速度并没有显著影响。
1.5锰、磷、硫的影响
在低碳钢中一般含锰、磷、硫较少，它们对热镀锌具有不同的作用。
实践证明，钢中锰和硫的含量对镀锌层结构的影响很小。
而钢中的磷对热镀锌确有显著的坏影响。
当含磷量在0.15%左右时，因相变薄而相和相的成长很快。
在相变薄甚至完全没有相的地方，镀层便会出现无光泽的斑点，并且使镀层的粘附性变坏。
五、镀锌层表面结构相关理论
1、锌层表面结构的定义
锌花表面结构分为正常锌花、小锌花、无锌花、光整锌花。
正常锌花：
也称大锌花，锌在正常凝固过程中锌晶粒自由长大形成的肉眼可明显辨认的锌花，见图8-11。
图11正常锌花
小锌花：
锌在凝固过程中锌晶粒被限制形成的比正常锌花小的锌花。
无锌花：
也称0锌花，采用无锌花形成元素的锌液，使锌层表面无肉眼可见的锌花及由锌花而形成的表面不均匀。
目前，在镀锌界尚没有对三种表面结构的准确定义，一般认为锌花尺寸大于6mm时为正常锌花，锌花尺寸为3~4mm时为小锌花，锌花尺寸小于1mm时为无锌花。
光整锌花：
对钢板施加微小变形量的冷轧后得到的均匀一致的表面镀层。
2、形成锌花所须的条件
2.1锌液成份
要获得锌花，必须向锌液中加入合金元素。
加入的合金元素分为两大类，一类在熔融锌中有充分可溶性，而在固态锌中几乎没有可溶性，例如：
铅和铋；另一类再液态锌和固态锌中均具有一定的可溶性，例如：
锡、铝、铜、锑等。
实践证明，向锌液中只加上述两类合金元素中的同一类合金元素，不能形成典型的锌花。
只有从两类中各选一个合金元素，组成一对合金元素加入锌液中，才能获得不同外型的经典锌花。
例如，选择铝-锑可获得凤尾状锌花；选择铝-锡则得到羊齿状锌花。
在锌液中加入足够的锌花形成元素时，即可获得理想的锌花尺寸，如在含铝的锌液中加入超过计划0.10%的铅时，可以获得锌花尺寸超过10mm的正常锌花，如图8-12所示。
图8-12锌液中铅含量对锌花尺寸的影响
通过铅锌相图，可以了解锌花的形成过程。
图8-13锌-铅相图
图8-14锌液凝固过程
当锌液温度降低到418℃以下时，以纯锌+η相组成的锌枝晶开始形核，随着温度的降低，锌枝晶逐渐长大，铅在未凝固的锌液中不断富集，当铅在未凝固锌液中的浓度达到饱和时，锌枝晶的的生长停止，当带钢温度继续降低至318℃以下时，剩余的铅饱和的锌液凝固，并以球状组织填充在锌枝晶的晶界处。
铅有可能是通过降低锌液中的结晶中心的数量来加大锌花尺寸，也可能是延长锌液凝固时间，而减少了枝晶生长过程中的阻力，从而加大了锌花尺寸。
但是铅如何决定枝晶的生长方向等深层次的研究还在继续。
2.2锌液凝固过程的冷却速度
当锌液中含有足够的铅时，锌液凝固过程中的冷却速度越快，锌花尺寸越小，冷却速度越慢，锌花尺寸越大，这一点被用来获得小锌花以及控制正常锌花的尺寸。
图8-15a后冷段示意图；b带钢冷却曲线
从图8-15可知，带钢离开锌锅后，带钢表面的锌液的冷却过程并不是恒速冷却的，因此在某些特殊的情况下，可以利用这点来获得小锌花，如通过控制带钢出锌锅温度、气刀压力、工艺速度、后冷风机的输出等使锌液在冷却速度较快的区域凝固。
反之，如果要获得正常锌花，则要避免锌液在冷却速度快的区域凝固。
当后冷段的设计不能满足获得小锌花的要求时，需要在气刀上方增加小锌花装置，向未凝固的锌液上喷水雾、锌粉、水蒸汽等，加速锌液的冷却速度。
如果有专用锌锅，也可能通过控制锌液中的铅含量来获得小锌花。
但是，随着无锌花产品的出现，对小锌花的需要越来越少，小锌花的生产工艺已不被重视。
六、再结晶退火理论
1、再结晶退火理论
现代热镀锌普遍采用冷硬卷做为原料，利用线内退火的方式，可以充分利用能源，这是其生产成本低于线外退火热镀锌工艺和电镀锌工艺的主要原因。
带钢经过冷轧变形后，由于金属内部的组织发生晶粒拉长、晶粒破碎和晶体缺陷大量增加的现象，导致带钢的强度升高，塑性下降，加工性能降低,见图8-16。
图8-16低碳钢（0.3%C）加工硬化曲线
为了赋予带钢的后续加工性能，需要对带钢进行再结晶退火。
在退火过程中，随着加热温度的升高，组织和性能的变化可经过三个阶段，即回复－再结晶－晶粒长大，如下图所示。
图8-17冷变形金属退火时晶粒形状和大小的变化
1.1回复
当加热温度不高时冷变形金属中微观内应力显著降低，强度、硬度变化不大，塑性和韧性稍有上升，显微组织无显著变化，新的晶粒没有出现，冷变形金属在加热时这种变化过程称为回复。
在回复阶段，冷变形金属中的主要变化是空位和位错的移动，位错的重新排列以及由于空位、位错与晶体内界面间的相互作用造成空位和位错数目的减少。
由于位错的运动，使得在晶粒中原来杂乱分散的位错集中起来，相互结合和按照某种规律排列起来，因而在变形晶粒中形成许多小晶粒，这些小晶粒之间的位向差很小，一般不大于1度，彼此间以亚晶界分开，内部结构接近完整状态，称为回复亚晶。
在回复阶段，位错密度及亚结构尺寸无明显改变，因而金属的机械性能变化不大。
1.2再结晶
冷变形金属加热到较高温度时，将形成一些位向与变形晶粒不同的和内部缺陷较少的等轴小晶粒，这些小晶粒不断向周围的变形金属中扩散长大，直到金属的冷变形组织完全消失为止，这一过程称为金属的再结晶。
再结晶后冷变形金属强度和硬度显著下降，塑性和韧性大大提高，内应力完全消除，加工硬化消除，金属又重新复原到冷变形之前的状态。
1.3晶粒长大
再结晶完成后，继续升高温度或延长保温时间，晶粒会继续长大。
晶粒长大也是个自发过程，它使晶界减少，能量降低，组织变得更加稳定。
晶粒长大主要依靠晶界的迁移，较大的晶粒逐渐吞并相邻的小晶粒，晶界本身趋于平直化，三晶界的交角趋于120°。
从以上分析可知，当钢的化学成份、热轧的组织、冷轧压下量确定时，钢板最终的机械性能由退火温度、退火时间决定。
连续热镀锌机组中的退火有快速加热快速冷却的特点，带钢在炉内的停留时间很短，最短为1min，最长为6min，钢在退火过程中晶粒来不及长大就被冷却，晶粒尺寸一般较小，晶粒度可达到12级。
对含碳量为0.06%的低碳钢进行了退火试验，根据以上理论，对其结果（见图）分析后可得出以下结论。
临界退火温度为650℃，这个温度主要由钢的化学成份和冷轧压下率决定。
在退火时间相同时，随着退火温度的提高，钢的屈服强度和抗拉强度降低，但下降幅度不大。
退火后钢板的晶粒度均在12级左右。
图8-18CQ级带钢（0.06%C）性能与退火温度之间的关系
这说明，晶粒的回复和再结晶主要由退火温度决定，而晶粒长大过程主要由退火时间决定。
2、表征机械性能的指标及其物理意义
2.1拉伸曲线：
拉伸曲线是把规定尺寸的钢材试样（见图8-19），放到材料试验机上，对钢材施加拉力，记录拉力与带钢变形量的变化曲线，见图。
图8-19钢材拉伸试样图
图8-20钢的拉伸曲线
由试样的拉伸曲线或R-ε关系曲线，可以得出几个常用的机械性能指标。
2.2刚度和弹性
2.2.1刚度（或称刚性）
材料在受力时抵抗弹性变形的能力称为刚度。
金属材料在弹性范围内，应力与应变的比值（R/ε）称为弹性模数（E），它相当于引起单位变形时所需要的应力，因此弹性模数E在工程技术上是衡量材料刚度的重要指标。
E值越大，刚度越大，表示在一定应力作用下发生的弹性变形越小。
E主要取决于金属材料本身，因此热处理、合金化及冷热加工时对弹性模数E影响甚微。
它是金属材料最稳定的性质之一。
2.2.2弹性
金属材料能够承受最大的弹性变形而尚未发生塑性变形时的应力，称为弹性极限σE或Re，在图2中b点相对应力的应力数值就是弹性极限。
Re=Pe/F0（㎏/mm2）
试中Pe——弹性极限负荷，kg；
F0——试样原始横截面积，mm2；
金属材料应力与应变能保持直线关系时的最大应力值称为比例极限σP。
即图2中a点对应弹性极限的数值非常接近，所以一般弹性极限不测定，而以比例极限代替。
弹性极限和比例极限对成分、组织极敏感的性能，可以通过合金化、热处理及冷热加工等方法在很大范围内变化。
对于在使用中不允许有微量变形的零件，弹性极限是设计选材的重要依据。
2.3强度
强度是指材料在外力作用下，能抵抗外力不受损坏的一种能力。
2.
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