金属工艺学 第二章 金属力学性能.ppt

《金属工艺学 第二章 金属力学性能.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章金属的力学性能第一节强度与塑性要点：拉伸试验第二节硬度要点：三种硬度试验第三节韧性与疲劳强度要点：冲击试验金属材料的性能使用性能：金属材料在使用过程中所表现的性能。力学性能物理性能化学性能工艺性能：金属材料在各种加工过程中所表现的性能。主要有铸造、锻压、热处理和切削加工等性能。金属的力学性能力学性能：金属材料在外力作用下表现出来的特性。常用指标：强度、塑性、硬度、韧度和疲劳强度金属力学性能指标的高低表示了金属抵抗各种损伤能力的大小，也是设计金属制件时选材和进行强度计算的主要依据。第一节强度与塑性一、强度强度定义：金属材料抵抗塑性变形和断

2、裂的能力。测试方法：拉伸试验几个概念1、变形材料在外力作用下引起尺寸和形状的变化。分为：弹性变形—外力去除后恢复原状的变形。塑性变形—外力去除后，物体的一部分恢复了原状，还保留一部分变形，这种残留的永久变形叫塑性变形。2、应力——单位面积上所受的力。材料内部产生抵抗外力的力3、屈服——材料受力到一定值后，载荷不在增加而塑性变形继续发生的现象。拉伸试验退火低碳钢的力—伸长量曲线ESBK伸长量△l/mmO拉伸力F/NFeFsFb弹性变形屈服塑性变形缩颈断裂1.弹性变形阶段2.屈服阶段3.变形强化阶段4.形成缩颈，局部变形阶段3.常用的强度指标：弹

3、性极限：材料产生完全弹性变形时所能承受的最大应力，用符号e表示，单位MPa。Fe—完全弹性变形时的最大拉伸力，N；S0—试样原始横截面积，mm。屈服点：在拉伸过程中，力不增加材料仍能继续伸长时的应力，用符号s表示，单位MPa。表示抵抗微量塑性变形的能力。零件工作时一般不允许产生塑性变形。s是设计和选材的主要参数没有明显屈服现象的材料，用r0.2表示条件屈服点。3.常用的强度指标：抗拉强度：材料拉断前所能承受的最大拉应力，用符号b表示，单位MPa。表示材料对最大均匀塑性变形的抗力。b是设计和选材的主要参数。Fb—试样被拉断前的最大拉

4、伸力，N。s与b的比值称为屈强比，屈强比越小，零件工作时的可靠性越高，因为若超载也不会立即断裂。但太小则有效利用率降低。二、塑性定义：金属材料在断裂前产生塑性变形的能力。常用指标：断后伸长率断面收缩率断后伸长率：试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比，长试样用符号δ10或δ表示。短试样用δ5。k断面收缩率：试样拉断处横截面积的减小量与原始横截面积的百分比，用符号Ψ表示。第二节硬度硬度定义：金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。它是衡量金属软硬程度的指标。常用的硬度试验：布氏硬度洛氏硬度维氏硬度布氏硬度用直径为D钢球在力

5、P的作用下压在试样上一定时间,通过压痕直径d来计算硬度的一种压痕硬度试验法。硬度定义：材料抵抗局部塑性变形的能力，或者是抵抗更硬物体压入的能力。（1）布氏硬度HB：淬火钢球或硬质合金球压头，测压痕平均直径d，查表。优点：测量误差小；缺点：压痕大，不用于薄件和成品件。布氏硬度的表述压头为钢球——HBS压头为硬质合金球——HBW符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。例子：240HBW5/800/30表示直径为5mm的硬质合金球在800kgf试验力下，保持30s所测得的布氏硬度值为240。

6、优点：压痕面积大，能反映出较大范围内材料的平均硬度，测得的结果较准确、稳定。因为布氏硬度与b之间存在一定的经验关系，如低碳钢b≈3.53HBS，因此应用广泛。缺点：操作不够简便，压痕大，故不宜测试薄件或成品件。适用于硬度值小于650HBW的退火钢等材料。布氏硬度的应用洛氏硬度用120度圆锥金刚石压头压入材料，以压入材料表面的深度来计算材料硬度的一种压痕硬度试验法。符号HR。K为常数，每0.002mm的压痕深度为一个硬度单位。HR=K-h/0.002(2)洛氏硬度HR（A,B,C）金刚石圆锥体或淬火钢球压头，初载荷＋主载荷，测深度h0、h

7、1分别为加初载荷和卸除主载荷的深度，然后换算HR=(K-h)/0.002，现在的设备直接度数。优点：操作简便，压痕小，适用范围广；缺点：测量数据离散。h1-h0洛氏硬度测试示意图计477070应用举例硬质合金，表面淬火、渗碳钢等有色金属，退火钢等淬火钢、调质钢等洛氏硬度的应用优点：操作简便、迅速，测量硬度范围大，压痕小，无损于试件表面，可直接测量成品或较薄工件。缺点：因为压痕小对内部组织和硬度不均匀的材料，结果不够准确，因此需要在不同部位测定三点取平均值。洛氏硬度无单位。常用洛氏硬度试验规范ＨＲＡ　２０-８８　金刚石圆锥体ＨＲＢ　２０-１００

8、　金刚石圆锥体ＨＲＣ　２０-７０　钢球有个老外走在中国街上，没注意脚下，结果掉入一个没有井盖的下水道。爬出来后此君怒斥：“你们中国太差了，在我们美国，任何可能有危险