《金属力学性能》PPT课件

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1、金相、力学取证培训讲义宋士伟目录1.金属材料的力学性能2.力学性能指标3.与力学性能有关的金属监督概念4.与力学有关的失效实例一、金属材料的力学性能强度：Rm、Rel塑性：A、Z韧性：KU2、KV2、K1c、δc、FATT硬度：HB、HRA、HRB、HRC、HV、HL疲劳：б-1高温性能：蠕变极限、持久强度二、力学性能指标1.强度金属在外力（静载荷）作用下，抵抗永久变形或破坏的能力。现行有效标准：GB/T228.1-2010主要强度指标：抗拉强度Rm屈服强度Rel旧标准中Rm用бb表示，Rel用бs表示非标试样－矩形试样屈服强度：金属材料在拉伸试验时产生的屈服现象是开始产生宏观塑性变形的一种

2、标志。由于部件在实际使用过程中大都处于弹性变形状态，不容许产生微量塑性变形，因此出现屈服现象就标志着产生了过量塑性变形失效。强度计算公式：拉伸试样原始截面积：拉伸试样断后截面积：屈服强度：单位：MPa抗拉强度：单位：MPa合金钢的屈服点：条件屈服强度：规定的塑性变形量一般为0.2％，即规定的引伸计标距0.2％时相对应的应力，相应的屈服强度为Rr0.2－－产生0.2％残余伸长时的载荷。2.塑性金属在外力作用下，抵抗永久变形而不会被破坏的能力。现行有效标准：GB/T228.1-2010主要指标有：延伸率（断后伸长率）：A断面收缩率：Z旧标准中：A用δ表示，Z用ψ表示。2.1延伸率2.2断面收缩率

3、当断裂处不在标距中心时：断裂位置对延伸率的大小是有影响的；断在标距正中的试样所得的延伸率最大；断在标距中间1/3段试样可直接测量L1；断在标距两端1/3段时，要求用位移法换算成相当于断在正中时的延伸率。3.硬度金属抵抗比他更硬的物体压入的能力。布氏硬度：HB洛氏硬度：HRA、HRB、HRC维氏硬度：HV里氏硬度：HL布氏硬度HBGB/T231.1-2009新规定：取消了用钢球压头进行试验的规定，仅使用硬质合金球压头，试验范围上限为650HBW布氏硬度HBGB/T231.1-2002新规定：1.取消了用钢球压头进行试验的规定，仅使用硬质合金球压头，试验范围上限为650HBW。2.对试样最小厚度

4、规定作了调整，将试样厚度至少应为压痕深度的10倍改为8倍。3.对压痕间距的规定作了调整，将两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍改为3倍。布氏硬度值标记布氏硬度值与试验条件有关，硬度值标记由4种符号组成：1.球体材料：硬质合金球2.球体直径：10mm（标准压头）、5mm、2.5mm、1mm3.试验力：其大小与压头直径有关。一般F/D2=30倍、15倍、10倍、5倍、2.5倍、1倍。4.试验力的保持时间：黑色金属为10s、有色金属为30s、对HBS<35的材料为60s、10~15s时不标注例：120HBS10/1000/30例：500HBW5/750应特别注意的是：对于不同的试验材料，当

5、使用不同的试验力时，标准规定压痕直径d应当在0.25～0.60D范围内，所测硬度才有效。因此在试验中，对于给定试验材料，当确定了使用哪种直径的球后，还要考虑F/D2值，以便使压痕直径在0.25D至0.6D之间。GB/T1172-1999《黑色金属硬度及强度换算值》布什氏度与强度бb之间有一定的近似关系：不淬火钢材：低碳钢бb≈3.6HB中碳钢бb≈3.5HB高碳钢бb≈3.4HB不锈钢：бb≈4.0～5.0HB根据布氏硬度值可近似确定金属的抗拉强度。如果考虑到旋转弯曲的疲劳极限б-1大致是бb的一半，则布氏硬度值可以进一步与б-1联系起来。优点：精确度高，对试样制备要求不高，一般用在仲裁试验

6、。缺点：不适合测定HB>650的材料，因为材料的硬度太高容易引起钢球变形，使测定结果不准确。测量方法繁琐，效率低。洛氏硬度HR原理：测量压痕深度。条件：尽可能保证试验面是平面。执行标准：GB/T230.1-2009《洛氏硬度试验方法》试样厚度：用金刚石圆锥压头试验时，试样厚度应不小于压痕深度的10倍。用钢球压头试验时，试样厚度应不小于压痕深度的15倍。两相邻压痕中心间距至少应为压痕直径的4倍，但不得小于2mm。不同标尺的测量范围：GB230.1-2009HRA：20～88圆锥形金刚石压头，60kg负荷HRC：20～70圆锥形金刚石压头，150kg负荷HRB：20～100淬硬钢球压头，100k

7、g负荷各标尺均有一定的测量范围，应根据标准规定正确使用。如：硬度高于HRB100，应采用C标尺的试验条件进行试验。同样，硬度低于HRC20，应换用B标尺试验。硬度高于HRC70，应换用A标尺试验。HRA：用来测定HB>700的高硬材料。HRB：用来测定HB=60~230之间比较软的金属及低碳钢。HRC：用来测定HB=230~700的调质钢及淬火钢。洛氏硬度优点：1.可测高硬度材料2.压痕小，可测成品和薄板，对