力学性能实验.doc

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1、材料力学性能实验1.了解布氏，洛氏和维氏硬度计的构造原理；2.掌握布氏，洛氏和维氏硬度的实验原理；测定方法及应用范围；3.熟悉显微硬度的测定方法。布氏硬度试验时注意事项试验时应根据材料的预期硬度值，并考虑试样的厚度，国家标准GB231-63中的试验规范来选择钢球直径D，载荷P和加载时t，测得压痕直径d后按上式计算或查表。压痕直径d必须0.25D~0.6D范围内，否则试验无效，应另选规范再行试验。试验时为防止压痕周围因塑性变形硬化而影响实验结果，一般规定压痕中心距试样边缘距离应不小于压痕直径的2.5倍，相邻两

2、压痕中心的距离应不小于压痕直径的4倍。对硬度低的材料此距离还应增大。为使压痕清晰以保证测量精确，试样表面应尽可能光洁。试样表面的压痕直径用读数显微镜测量，应从相互垂直的方向各测一次，取其算数平均值。气测量精确度：当用直径为10毫米或5毫米的钢球试验时为0.02毫米，当用直径为2.5毫米钢球时应达到0.01毫米。洛氏硬度试样时注意事项为保证试样精确，试样的试验面和支承面必须平衡，洁净，没有油脂，氧化皮，纹，凹坑，明显的加工痕迹及其它污物。试样表面加工时应避免受热软化或变形硬化。试样应能稳定的放在工作台上，在试

3、验中不应有滑动和变形，并保证所有的载荷试验面垂直。压痕中心距试样边缘的距离及相邻压痕中心距离不应小于3毫米。测定每一试样的硬度一般不小于三点，取其平均值。在圆柱形或球形表面进行洛氏硬度试验时硬度值偏低，须按有关曲线校正。维氏硬度试验时注意事项测定维氏硬度的试样其表面应精心制备，光洁度不低于▽9.在制备过程中应防止因过热或加工硬化而改变金属的硬度值。试验时，压痕中心与试样边缘的距离或压痕中心的距离，对黑色金属应不小于压痕平均对角线的2.5倍，对有色金属不小于5倍。试验时每个试样至少测定三点硬度取其算术平均值。

4、压痕的对角线长度以两对角线长度的平均值计算。其测量精度为：当压痕对角线长≤0.2毫米时，允许测量误差为±0.001毫米，当压痕对角线长＞0.2毫米时，允许测量误差为±0.5%。如果压痕形状不规则，必须重作试验。测出压痕平均对角线长度后，将其代入公式或查表求出HV值。压痕的对角线长度以两对角线长度的平均值计算。其测量精度为：当压痕对角线长≤0.2毫米时，允许测量误差为±0.001毫米，的那个压痕对角线长＞0.2毫米时，允许测量误差为±0.5%。如果压痕形状不规则，必须重作试验。测出压痕平均对角线长度后，将其代

5、入公式或查表求出HV值。HV值应附以相应的下标，注明试验载荷值。显微硬度试验显微硬度试验原理与维氏硬度完全相同，不过所加载荷更低一些，一般小于200克力。所得压痕对角线长度也只有几微米至几十微米。显微硬度试验可用于：（1）测定表面光洁度▽9以上的细小或片状零件的硬度，零件表面薄层硬度及脆性材料硬度；（2）测定金相组织中某个相或组织硬度。冲击试验是一种动态力学试验，它是将一定形状及尺寸的试样放置在冲击试验机的固定支座上，然后将具有一定位能的摆锤释放，使试样在冲击弯曲负荷作用下断裂。用梅氏试样试验时，吧冲断试样

6、所消耗的功Ak，除以试样缺口处的横截面积Fn所得的商称为冲击韧性（或冲击值），以ak表示。金属在常温下的冲击试验较为简便易行，其冲击韧性对材料的冶金质量、宏观缺陷、显微组织等十分敏感。因此，生产上广泛采用这种实验方法来检验材料的质量，如晶粒粗细、回火脆性、过热、过烧、内部缺陷、白点、夹杂、纤维组织的各异性等，并常用这种方法确定低碳钢材的应变时效敏感性。第一节金属学与热处理基础知识一、金属与合金的警惕2结构与结晶固体物质，根原子在内部的排列特征可分为晶体和非晶体两大类。原来按一定的几何形式周期性重复排列而成的

7、固态物质称为之晶体，原子在无规则地堆积在一起的固态物质称为非晶体。晶体的原子（基本质点）在空间排列是有一定规律的。固体金属均是晶体，有规则的外形，固定的熔点，有各向异性。“力学性能试验”——金属材料——晶体晶格的概念晶体内部原子是按一定的几何规律排列的。为了便于理解把原子看成是一个小球，则金属晶体就是由这些小球有回来堆积而成的物体。为了形象地表示晶体中原子排列的规律，可以将原子简化成一个点，用假想的线将这些链接起来，构成有明显规律性的空间格架。这种表示原子在晶体中排列规律的看格架叫做晶格。晶体中原子排列具有

8、周期性变化的特点，通常从晶格中选取一个能够完整反映晶格特征的最小几何单元称为晶胞（最小的周期相变化单元），它有很高的对称性。金属中三种典型的晶格：——体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。小结晶体按一定的几何形式周期重复排列而成的固态物质称之为晶体，原子无规则地堆积在一起的固态物质称为非晶体。金属晶体是依靠各正离子与公有自由电子间的引力，即金属键而结合起来。常见金属的晶体结构有体心立方晶格、面心立方晶格、密排