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1 材料在静载荷下的力学性能 1.3.3 维氏硬度 维氏硬度1925年由斯密思(Smith)和桑兰德(Sandland)提出，在维克尔斯(Vickers)厂最早制造而得名。 维氏硬度的测定原理和方法基本上与布氏硬度的相同，也是根据单位压痕表面积上所承受的压力来定义硬度值。但测定维氏硬度所用的压头为金刚石制成的四方角锥体，两相对面间夹角为136°，所加的载荷较小，测定维氏硬度时，也是以一定的压力将压头压入试样表面，保持一定的时间后，卸除压力，于是，在试样表面上，留下压痕 。 USTL 1 材料在静载荷下的力学性能 1.3.3 维氏硬度 载荷为P，测得压痕两对角线长度后，取平均值d，代入式(145)，求得维氏硬度，单位为10Pa，但一般不标注单位。 维氏硬度试验时，所加的载荷为50，100，200，300，500，1000N等6种。当载荷一定时，即可根据d值，算出维氏硬度表。试验时，只要测量压痕两对角线长度的平均值，即可查表求得维氏硬度。维氏硬度的表示方法与布氏硬度的相同。 维氏硬度特别适用于表面硬化层和薄片材料的硬度测定。选择载荷时，应使硬化层或试件的厚度大于1.5d。若不知待测试件的硬化层厚度，则可在不同的载荷下，按照从小到大的顺序进行试验。当待测试层厚度较大时，应尽量选用较大的载荷，以减小对角线测量的相对误差和试件表面层的影响，提高维氏硬度测定的精度。 USTL 1 材料在静载荷下的力学性能 1.3.4 显微硬度 布氏、洛氏和维氏三种硬度试验法测定载荷较大，只能测得材料组织的平均硬度值。如果要测定极小范围内物质的硬度，或者研究扩散层组织、偏析相、硬化层深度以及极薄件等，那么上述方法就不适用了，特别是像陶瓷这样的脆性材料，用上述方法所施加的载荷大，使得陶瓷材料容易破碎，则可 以用显微硬度试验来进行硬度试验。 所谓显微硬度试验，一般是指测试载荷小于200g力的硬度试验。常用的有维氏显微硬度和努氏硬度两种。 显微硬度计 纳米硬度计 USTL 1 材料在静载荷下的力学性能 1.3.4 显微硬度 维氏显微硬度 维氏显微硬度试验实质上就是小载荷的维氏硬度试验，其测试原理和维氏硬度试验相同，并仍用符号HV表示。但由于测试载荷小，载荷与压痕之间 的关系就不一定像维氏硬度试验那样，符合几何相似原理，因此测试结果必须注明载荷大小，以便能进行有效的比较。 努氏硬度 努氏(Knoop)硬度原理与维氏硬度相同，只是压头形状不同。它采用金刚石 四角棱锥压头，两长棱夹角为172.5°，两短棱夹角为130°，压痕形状是菱形，其中长对角线的长度是短对角线的7.11倍。测量时，只测量长对角线的长度，所以测量精度较高，对测量薄层的硬度及检查硬化层的硬度分布很有价值，比维氏硬度好。 USTL 1 材料在静载荷下的力学性能 1.3.5 肖氏硬度 肖氏硬度也称回跳硬度，肖氏硬度试验是一种动载荷试验法。1806年，由肖尔(Shore)提出，故称为肖氏硬度。其基本原理是用一定重量的带有金刚石圆头或钢球的重锤，使之从一定高度落向试件表面，根据钢球回跳的高度来衡量试件硬度值大小，因此也称回跳硬度。肖氏硬度用HS表示。 钢球从一定高度落于试件表面，即钢球以一定的能量冲击试样表面，产生弹性变形和塑性变形。钢球的冲击能量一部分转变成塑性变形功被试件所吸收，另一部分转变成弹性变形功而被试件储存起来，当弹性变形恢复时，能量被释放出来，使钢球回跳到一定高度。试件的弹性极限越高，塑性变形越小，储存的能量越多，钢球回跳高度就越高，表明金属试样越硬。肖氏硬度值只能对弹性模量相同的材料进行测定比较。 肖氏硬度试验的优点是：它是一种轻便的手提式硬度计，使用方便，可以在现场测量大型试件的硬度。 其缺点是：试样结果的准确性受人为因素影响较大，所以在科学研究中，较少使用。 USTL 0、绪论 1、材料在静载荷下的力学性能 2、材料的变形 3、材料的强化和韧化 4、材料的断裂 5、材料的断裂韧性 6、材料的疲劳 7、高温及环境下材料力学性能 8、材料的磨损和接触疲劳 材料力学性能 什么是材料的力学性能？ 材料力学性能课程的研究内容有哪些？ 课程安排？ 0 绪论 什么是材料的力学性能？ 金属材料 —— 使用性能良好 —— 用途广泛 使用性能 物理性能（导电、导热、电磁等） 力学性能（强度、硬度、塑性等） 工艺性能（焊接、冷成形等） 化学性能（耐腐蚀、抗氧化等） USTL 0 绪论 金属材料的力学性能是指金属在外加载荷（外力或能量）作用下，或载荷与环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下所表现出的力学行为。这种行为又称为力学行为，通常表现为金属的变形和断裂。—— 金属抵抗外加载荷引起的变形和断裂的能力。