无机生物材料第三章课件.ppt

第3章 材料的力学性能;定义;*;上图中d0为试样的直径，L0为标距长度。按国家标准，拉伸试样 有长试样（L0＝10d0）和短试样（L0＝5d0）两种。 ;HT-2402-100KN电脑伺服控制材料实验机 ;*;*;*;*;*;*;*;;（1）弹性变形：;*; （2）塑性变形:;*;（一）弹性与塑性;*;二、通过拉伸试验测得的性能指标;*;*;弹性模量E ：表示引起单位变形时所需要的应力。即材料的E越大，产生的弹性变形越小，刚度越大。 E值主要取决于材料的本性; 提高刚度的方法是增加横截面积或改变截面形状。;a.屈服点、屈服强度：表征金属材料对产生明 显塑性变形的抗力。;1.屈服强度和规定残余伸长强度 当载荷增达到s点时，拉伸曲线出现了平台，即试样所承受的载荷几乎不变，但塑性变形不断增加，这种现象称为屈服。 屈服点是指在外力作用下开始产生明显塑性变形的最小应力。用σs表示。 ;;衡量指标 断后伸长率和断面收缩率;1.伸长率（ δ ）;2.断面收缩率（ Ψ ）;*;*;*;;13;;2.2 弯曲性能;2.2.2 弯曲实验的方法原理;2.2.3 试样 试样为长方体，加工面要求平滑光洁，不能有裂纹、气泡等缺陷.;1.上压头加载速度 仲裁实验 常规实验 2.规定挠度 1.5D 3.跨厚比 16±1 厚加薄减;2.2.4 弯曲实验的装置 ;22;1.2 硬度;1.2.1 布氏硬度;; 布氏硬度的表示方法：符号HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径mm、载荷Kgf（ N ）及载荷保持时间S。 如:120HBW10/1000/30表示直径为10mm的硬质合金球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压 头还硬的材料。 适于测量灰铸铁、非铁合金及较软钢材的硬度。 ; 洛氏硬度是用压痕深度作为洛氏硬度值的计量即，符号用HR表示，其计算公式为： ;测量步骤：洛氏硬度HR是将标准压头用规定压力压入被测材料表面，根据压痕深度h来确定硬度值。值越小，材料越硬。;洛氏硬度计;分类：根据压头的材料及压头所加的负荷不同又可分为HRA、HRB、HRC三种:;洛氏硬度压头类型： 淬火钢球压头多用于测定退火件、??色金属等较软材料的硬度，压入深度较深；金刚石压头多用于测定淬火钢等较硬材料的硬度，压入深度较浅。 试验规范及表示方法: 采用不同的压头与总试验力，组合成几种不同的洛氏硬度标尺。我国常用的是HRA、HRB、HRC三种，其中HRC应用最广。其试验规范见表1.1。洛氏硬度无单位，须标明硬度标尺符号，在符号前面写出硬度值，如58HRC、76HRA。 ;维氏硬度也是以单位压痕面积的力作为硬度值计量。试验力较小，压头是锥面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，见图所示。维氏硬度用符号HV表示。 维氏硬度表示方法： 在符号HV前方标出硬度值，在 HV后面按试验力大小和试验力 保持时间（10～15s不标出） 的顺序用数字表示试验条件。 例如：640HV300。 ;HV=0.1891;HV=0.1891; 维氏硬度试验的优缺点： 优点是可测软、硬金属，特别是极薄零件和渗碳层、渗氮层的硬度，其测得的数值较准确，并且不存在布氏硬度试验那种载荷与压头直径比例关系的约束。此外，维氏硬度也不存在洛氏硬度那样不同标尺的硬度无法统一的问题，而且比洛氏硬度能更好地测定薄件或薄层的硬度。 缺点是硬度值的测定较为麻烦，工作效率不如洛氏硬度，因此不太适合成批生产的常规检验。 ;1.3 冲击韧度;1.3.1 摆锤式一次冲击试验;冲击试验示意;冲击吸收功的大小与试验的温度有关。材料的韧脆转变温度越低，说明低温冲击性能越好。;1.4 疲劳极限;原因：疲劳裂纹产生 扩展 瞬时断裂的。 ;产生疲劳破坏的原因;1.4.2 疲劳极限 ;2 疲劳强度 许多零件如曲轴、齿轮、连杆、弹簧等在交变载荷作用下工作，发生断裂时的应力远低于该材料的屈服强度，这种现象叫疲劳破坏。据统计，80%机件失效是由于疲劳破坏。 疲劳强度——金属材料在无数次交变载荷作用下而不致于引起断裂的最大应力。;材料的疲劳强度通常在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定疲劳曲线,即交变应力与断裂前的循环次数N之间的关系。有色金属N》108，钢材N107 不疲劳破坏