材料性能测试简介课件.ppt

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1、1.材料性能分类第二章力学性能及测试方法一、力学性能的含义：材料在一定温度条件和外力作用下，抵抗变形和断裂的能力称为材料的力学性能。主要包括：强度、塑性、硬度等。（1）强度：材料在外力作用下对变形或断裂的抗力。常用的强度指标有屈服强度σS或σ0.2和抗拉强度σb（2）塑性：材料在断裂前发生塑性变形的能力。塑性指标包括：伸长率δ，即试样拉断后的相对伸长量；断面收缩率，即试样拉断后，拉断处横截面积的相对缩小量第一节力学性能简介（3）硬度：衡量材料软硬程度的一个性能指标。硬度试验的方法较多，原理也不相同，测得的硬度值和含义也不完全一样。最常用的是静负荷压入法硬度试验，即布氏硬度（HB）、洛

2、氏硬度（HRA、HRB、HRC）、维氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。二、力学性能的常规测试手段（1）单向静拉伸实验（3）扭转实验（2）压缩实验（4）弯曲实验（5）冲击韧性实验（6）断裂韧性实验（7）疲劳性实验（8）磨损性实验第二节常温单向拉伸性能及测试方法一、力–伸长曲线图2.1低碳钢的力—伸长曲线F为拉力,L为绝对伸长P点以下为直线A点以下为弹性变形AC为屈服阶段CB为均匀塑性变形Bk为非均匀塑性变形工程应变工程应力(Mpa)b图2.1低碳钢的应力应变曲线acdek真应

3、变真应力二、应力—应变曲线四个阶段1）弹性变形阶段：ob段，比例极限、弹性极限4）局部塑性变形阶段，ef段2）屈服阶段：cd段，屈服强度3）均匀塑性变形阶段：de段，抗拉强度七种类型1)弹性模量(Gpa)三、重要拉伸性能指标弹性模量是表征材料对弹性变形的抗力指标，其数值等于应力-应变曲线上直线段的斜率。弹性模量越大，在相同应力下产生的弹性形变越小。弹性模量表征材料内部原子间结合力的大小，即键的强弱。在多晶体中，它取决于组成材料的原子结构，晶格类型和点阵参数。影响因素：1、键合方式及原子结构共价、离子及金属键弹性模量较大2、晶体结构非晶态材料的弹性模量呈各向同性多晶态材料为各向同性单晶材

4、料为各项异性3、化学成分2）屈服强度屈服是材料产生塑性变形，即应力不增加或在某一应力水平波动，试样继续产生应变的现象。应力下降的最低值称为下屈服强度（sl），应力首次下降前的最大值称为上屈服强度（su）。对于没有明显屈服现象的材料，通常用规定非比例伸长应力，即产生0.2%非比例伸长率的应力（0.2）来表达。3)抗拉强度抗拉强度是试样拉断之前承受的最大拉伸应力，由最大载荷Fb除以初始横截面积S0得到。4）真实断裂强度真实断裂强度等于试样拉断时的载荷Fk处以缩颈处的横截面积Sk5)断后伸长率试样断裂后其标距长度的相对伸长量称为断后伸长率断后伸长率除取决于材料本身的特性，还受试样形状的

5、影响。为能比较不同材料的断后伸长率，必须使S01/2与L0保持恒定比值。通常的标准规定L0=11.3S01/2或L0=5.65S01/26)断面收缩率试样断裂后其横截面积的相对缩减值称为断面收缩率c)数据处理屈服强度0.2弹性模量屈服强度su、sl断面收缩率一、压缩试验的应力-应变曲线及特点图2.4铸铁压缩应力-应变曲线图2.5低碳钢压缩应力-应变曲线第三节常温压缩性能及测试方法压缩屈服强度压缩弹性模量相对压缩率相对断面扩展率抗压强度二、压缩性能参量第六节硬度性能及测试方法一、硬度性能基本概念硬度反映材料抵抗局部变形特别是塑性变形和破裂的能力硬度并非材料独立的力学性能，而是人为规

6、定的在某一特定试验条件下的一个综合性能指标。二、布氏硬度(HB)1)试验原理将代入得将代入HB的计算式可得根据大量试验结果有三、洛氏硬度(HR)试验原理金刚石压头淬火钢球压头四、维氏硬度(HV)试验原理将代入得优点：不存在F与D之间的约束、压痕测量精确、不存在标尺不统一的问题缺点：测定较为麻烦，效率低二、磁性材料的分类1)永磁材料（硬磁）：经磁化后能长期保留其磁性的材料。特征：a)具有高的最大磁能积(BHm)：永磁材料单位体积存储和可利用的最大磁能量密度的量度；b)具有高的剩余磁化强度(Mr)和高的矫顽力(Hc)；c)具有较高的稳定性。主要有：a)稀土永磁材料（钕铁硼）：当前磁能积最高

7、的一类永磁材料，为铁族元素和稀土元素的金属互化物；b)金属永磁材料：分铝镍钴(AlNiCo)系和铁铬钴(FeCrCo)系两大类，AlNiCo系成本中等，FeCrCo系合金可以制成管状、片状或线状永磁材料而供多种特殊应用；c)铁氧体永磁材料：(BaO•6Fe2O3和SrO•6Fe2O3)等；d)其他：微粉永磁材料、纳米永磁材料、胶塑永磁材料等。2)软磁材料：既容易磁化又容易退磁的磁性材料。特征：a)高的磁导率。磁导率(符号为μ)是对磁场灵敏度的量