钢材知识专业培训课件

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1、钢材基础知识培训张立祥2008-03-17第一章力学性能力学性能：材料在外力作用时表现出来的性能。包括强度、塑性、刚度、硬度、韧性、及疲劳性能和耐磨性等。强度：材料抵抗塑性变形或断裂的能力。塑性：断裂前材料产生永久变形的能力。刚度：材料对弹性变形的抵抗能力。硬度：材料抵抗局部变形、压痕、划痕的能力。韧性：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量的能力。第一章力学性能第一节强度和塑性拉伸试样依照GB/T228-2002制作。标距：测量伸长用的圆柱或棱柱部分的长度。L0=kS01/2：其中L0表示原始标距，最小为

2、15mm；S0原始横截面积；k是比例系数，通常k=5.65，若采用5.65不能满足L0＞15mm，则采用k=11.3或非比例试样（L0与S0无比例关系）。A=（Lu-L0）/L0：A断后伸长率，A11.3（k=11.3），A80mm（非比例试样L0=80mm）；Lu断后标距；L0原始标距。第一节强度和塑性屈服点（σs）：在外力作用下，材料产生屈服现象时的应力值。屈服强度（σ0.2）：若材料无明显屈服现象，国家标准则规定以残余应变量达到0.2%时的应力值来表征材料的微量塑性变形的抗力，称为屈服强度。抗拉强

3、度（σb）：材料在断裂前所能承受的最大应力。断后伸长率（A）：试样断裂后，标距的伸长与原始标距的百分比。刚度刚度：在应力-应变曲线上的弹性阶段，应力和应变的比值即为材料刚度（弹性模量）。实际工件的刚度与材料的刚度和工件的尺寸和形状有关，工件刚度代表工件产生单位弹性变形时所需载荷的大小。工件刚度代表工件产生单位弹性变形所需的载荷大小。单位（N/mm）第二节硬度-布氏硬度1.布氏硬度原理：用一定直径的球体，以相应的试验力压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试力，用测量表面压痕来计算硬度。当试验压头为淬硬钢球时

4、，其硬度符号为HBS；硬质合金球时，符号为HBW。2.布氏硬度表示方法：符号HBS或HBW之前的数字为硬度值，符号后面的数字表示试验条件（球体直径/试验力/试验力保持时间【10-15s不标注】），例170HBS10/1000/30。第二节硬度-布氏硬度3.试验条件的选择：布氏硬度试验时，压头直径D，试验力F，及试验保持时间t，应根据被测材料的种类、硬度值范围及材料的厚度进行试验。常用压头球体直径D有1，2，2.5，5和10mm五种；试验力从1-3000kgf范围内；试验力保持时间黑色金属10-15s，有色金

5、属30s，布氏硬度值小于35时为60s，用钢球压头时，硬度值必须小于450HBS，硬质合金压头时，硬度值必须小于650HBW。钢及铸铁布氏硬度大于140时，=10；布氏硬度小于或等于140时，=30。第二节硬度-洛氏硬度1.洛氏硬度原理：在初始试验力F0及纵试验力F0+F1先后作用下，将压头压入试样表面，经规定保持时间后卸除主试验力F1，用保持初始试验力的条件下测量的残余压痕深度增量来计算硬度。2.洛氏硬度值HR=k-e：k为常数，用金刚石圆锥体压头时k=100，用钢球压头时k=130；e为残余压痕深度增量

6、，单位为0.002mm。第二节硬度-洛氏硬度3.洛氏硬度标尺：为了用一台硬度计测定从软到硬不同材料的硬度，可以采用不同的压头和总试验力，组成15种洛氏硬度标尺，最长用的有三种-HRA、HRB、HRC。第二节硬度-洛氏硬度硬度标尺硬度值有效范围适用举例HRC20-67HRC调质钢、淬火钢件HRB25-100HRB软钢、退火钢、铜合金HRA60-85HRA硬质合金、表面淬火钢布氏硬度优点：测量精度高，能反映材料的平均性能；缺点：操作复杂，耗时长不能准确测量高硬度材料。洛氏硬度优点：操作简单、迅速，压痕小，测试硬

7、度值范围大缺点：当材料内部组织不均匀时，硬度数据波动大，须测量数次取平均值。第二节硬度第三节韧性冲击韧度：材料在冲击加载下吸收塑性变形功和断裂功的能力，常用标准试样的冲击吸收功AK或冲击韧度αK表示。αK=AK/断裂面截面面积AK-冲击吸收功应用意义：冲击韧度反映了材料的冶金质量和热加工工艺质量；反映材料抵抗对一次或少数次大能量冲击破坏的能力；可以评定材料的冷脆性。第三节其他7.塑性应变比r值：r值表示钢板拉伸时，宽度方向与厚度方向应变比之比值。r值越大，表示钢板越不易在厚度方向变形（越不容易开裂），深冲性

8、越好。8.应变强化指数n：钢材在拉伸中实际应力－应变曲线的斜率。其物理意义是，n值高，表示材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形区，而使应变分布较为均匀，减少局部变形集中现象，因此n值对拉延胀形非常重要。第二章铁碳合金第一节：铁碳合金分类铁碳合金（iron-carbon）：主要是由铁和碳两种元素组成的合金是现代工业中应用最广泛的金属材料。铁碳合金的分类：（1）工业纯铁，C≤0.0218%；（2）钢，0.0218