8金属材料的硬度、韧性及疲劳强度.ppt

金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?布氏硬度原理 ?布氏硬度试验法的测试原理：在一定的载荷F作用下，将一定直径D的淬火钢球或硬质合金球压入到被测材料的表面，保持一定的时间t后将载荷卸掉，测量被测材料表面留下压痕的直径d，根据d计算出压痕球缺的面积S，最后求出压痕单位面积上承受的平均压力，以此作为被测金属材料的布氏硬度值。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 图1-4布氏硬度试验原理示意图 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 布氏硬度表示方法及特点 ?布氏硬度的表示方法如下： 硬度值＋硬度符号＋试验条件。 　　例如：210HBS10/1000/30表示用10mm直径的淬火钢球作为压头，在1000 kgf作用下，保持时间为30秒，测得的布氏硬度值为210；500HBW5/750表示用5mm直径的硬质合金球压头，在750 kgf作用下，保持10~15秒（持续时间10~15秒时，可以不标注），测得的布氏硬度值为500。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?布氏硬度试验时，当用淬火钢球作为压头时，用HBS表示，适用于布氏硬度低于450的材料；当用硬质合金球作为压头时，用HBW表示，适用于硬度值在450~650的材料。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ? ??布氏硬度的优点： 压痕面积较大，能较好反映材料的平均硬度；数据较稳定，重复性好。缺点是：测试麻烦，压痕较大，不适合测量成品及薄件材料。目前，布氏硬度主要用于铸铁、非铁金属（如滑动轴承合金等）及经过退火、正火和调质处理的钢材。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?洛氏硬度 原理 洛氏硬度试验法是目前应用最广泛的硬度测试方法，它是直接用压痕深度来确定硬度值的。 试验时，用顶角为120°金刚石圆锥体或者用直径为1.588mm的淬火钢球作为压头，先加初载荷为98.07N(10kgf)，再加规定的主载荷，将压头压入金属材料的表面，卸去主载荷后，根据压头压入的深度最终确定其硬度值。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?硬度是衡量金属材料软硬的指标，是力学性能中最常用的性能之一。 ?硬度的测定方法有一般分为压入法、刻划法、回跳法三类。压入法包括布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度等；刻划法包括莫氏硬度等；回跳法包括肖氏硬度等。 ?生产中常用的是压入法，生产中应用广泛的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。 ?硬度是一个由材料的弹性、强度、塑性、韧性等一系列不同力学性能组成的综合性能指标。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?试验原理如图1-5所示 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?洛氏硬度的表示方法 　　?洛氏硬度没有单位，是一个无量纲的力学性能指标。最常用的是A、B、C三种标尺，分别记作HRA、HRB、HRC。表1-3给出了三种标尺的实验规范及应用范围． 　　?洛氏硬度的表示方法为：硬度值+硬度符号。例如，60HRC表示用C标尺测得的洛氏硬度值为60。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?洛氏硬度的特点及应用 　　　洛氏硬度试验的优点：测量迅速简便，压痕较小，可用于测量成品零件；缺点是：压痕较小，测得的硬度值不够准确，并且各硬度标尺之间没有联系，不同标尺硬度值之间不能直接比较大小。洛氏硬度C标尺应用最广泛。 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?维氏硬度 　　维氏硬度试验法原理与布氏硬度基本相同． 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?维氏硬度的表示与应用 　　?测出维氏硬度的表式方法为 硬度值＋硬度符号＋测试条件。 例如:620HV30/20表示在30kgf (249.3N)载荷作用下，保持20秒测得的维氏硬度值为620，如果保荷时间10~15秒可以不标注，如620HV30。 　　?维氏硬度适合测定零件表面淬硬层及化学热处理的表面层等；可以测量极软到极硬的材料，由于维氏硬度只用一种标尺，材料的硬度可以直接通过维氏硬度值比较大小；由于测量载荷可任意选择，所以既可测尺寸厚大的材料，又能测很薄的材料． 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?金属材料在断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，称为金属材料的韧性。 　 由于断裂前金属材料所受力的类型、大小不同，材料的韧性也表现为不同的形式，这里介绍冲击韧性和断裂韧性。 　　　?冲击韧性 　　　?断裂韧性 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?摆锤式一次冲击弯曲试验 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?韧脆转变温度范围 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 图1-8 冲击吸收功-温度曲线 金属材料的硬度、韧性及疲劳强度 ?冲击韧性的用途 　　　AK是一个