金属在其他静载荷下的力学性能.ppt

第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 §2.1 应力状态软性系数 切应力是位错运动的驱动力，只有切应力才能引起材料的塑形变形，而位错在障碍物面前的塞积可以引起裂纹的萌生和发展，所以切应力对材料的变形和开裂都起作用。 而拉应力（正应力）只促进材料的断裂。 近似地讲，切应力促进塑形变形，使材料倾向于韧性断裂；而拉应力促进断裂，使材料倾向于脆性断裂。 ? §2.2 压缩 压缩试验要求： 1. 试验横截面为圆形或正方形，长度一般为直径的2.5-3.5之间。 2. 可测定材料的抗压强度σbc(试样压至破坏过程中的最大应力） §2.3 弯曲 §2.4 扭转 （4）断口的特征最明显（正断、切断、层状断口等） §2.5 带缺口试样静载荷试验 §2.6 硬度 布氏硬度的表示方法： ① 硬度值 ②符合HBW③球直径④试验力⑤试验力保持时间 （10-15S不标注） 举例：350HBW5/750 直径5mm的硬质合金球在7.355kN试验力下保持10-15s测得的布氏硬度值为350. 1kgf=9.80665N 洛氏硬度表示方法：硬度值，符号HR,标尺字母。 60HRC: 用C标尺测定的洛氏硬度值为60. 注意：B标尺洛氏硬度有两种材料的压头，在硬度符号后面要加以说明：钢球用S表示；硬质合金球用W表示。 60HRBW：表示用硬质合金球在B标尺上测得的洛氏硬度值为60. 表面洛氏 HR15N，HR30N， HR45N，HR15T用 来测定极薄试样及渗氮层的硬度。 表面洛氏硬度的表示方法： 硬度值，符号HR,总试验力，标尺。 70HR30N :表示用总试验力294.2N的30N标尺测得的表面洛氏硬度值为70. ① 87 HR15T ② 100 HR15N ③ 45HR45T 维氏硬度的表示方法： 硬度值，符号HV，试验力，试验力保持时间（10-15s不标注) 640HV30: 在试验力为294.2N下保持10-15s测得的维氏硬度值为640. ①870HV20; ② 350HV0.5 ;③ 450HV0.015 肖氏硬度的符号用HS表示。 HS前方的数字为肖氏硬度值，后面的符号为硬度计类型。 如课本讲到的25HSC;51HSD 里氏硬度： 也是一种动载荷试验法，用规定质量的冲头（碳化钨球）在弹力作用下以一定速度冲击试样表面，用冲头的回弹速度表征金属的硬度值。 里氏硬度的符号为HL 静弯曲曲线 曲线下所包围的面积，表示试样从变形到断裂的总功。 总功由三部分组成：  ?(1)只发生弹性变形的弹性功Ｉ;  ?(2)发生塑性变形的变形功以面积Ⅱ表示； ?(3)在达到最大载荷Pmax时试样即出 现裂纹。如果裂纹到截荷P点时开始迅 速扩展，直至试样完全破断。这一部 分功以面积Ⅲ表示，叫作撕裂功。 可用断裂功，或Fmax/F1来表示材 料的缺口敏感度。F1 —试样发生断裂所对应的作用力。 Fmax/F1 =1时，缺口敏感度最大。 一、硬度及其意义 1、硬度 表征材料软硬程度的一种性能,随试验方法的不同，物理意义不同。 2、硬度的种类 压入法：布氏硬度、洛氏、维氏等。表征材料的塑性变形抗力及应变硬化能力。 应力状态软性系数最大，α2，几乎所有的材料都能产生塑性变形。 刻划法(划痕法）：莫氏硬度。表征材料对切断的抗力。 回跳法：肖氏硬度 表征金属弹性变形功的大小。 二、硬度试验 1、布氏硬度 （1）原理 用一定直径D的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的试验力，将其压入试样表面，经规定保持时间后，卸除试验力。试样表面留下压痕。力除以压痕球形表面积的商就是布氏硬度。  d—压痕直径 通常布氏硬度值不标出单位。 （2）种类 布氏硬度试验用压头 直径D有10，5，2.5，2，1mm五种。 F/D2的比值有六种。  （3）布氏硬度的优缺点 优点：能较大范围的反映材料的平均性能。试验数据稳定，重复性好，应用广泛。 缺点：属有损检测； 为保证数据可靠，需根据材料的种类和试样的厚薄更换压头。d=0.24-0.6D 2、洛氏硬度 （1）原理 以压头留下的压痕深度来表示材料的硬度值。 压痕深度h越大，硬度值越低。规定： 不同的压头，k值不同；金刚石k=0.2；钢球k=0.26 锥头又分成α=120o的圆锥或四面锥。 （2）种类 HRA、HRB、HRC 最常用，改变压力和压头，可适 用于不同的测试范围。 可根据指针的指示值直接读出硬度值。 3、维氏硬度 α=136o的金刚石四棱锥体 取α=136o 与布氏硬度的计算