材料性能的认识课件.pptxVIP

*材料性能的認識

*1.使用性能：在使用條件下所表現的性能力學性能(強度、硬度、塑性、韌性等)；物理性能（光、電、磁等）；化學性能(抗氧化性、抗腐蝕性等)；其他性能(耐磨性、熱硬性、消振性等)；2、工藝性能：材料製備、加工過程中所表現的性能鑄造性能（流動性、收縮、偏析等)；壓力加工性能、冷加工性能、鍛造性能等；切削加工性；焊接性；熱處理性能；等等材料性能包含使用性能與工藝性能兩方面：

*一、強度與塑性1.強度—材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力，材料的強度用拉伸試驗測定。§1.1材料的力學性能圖1-2低碳鋼的應力應變曲線

*強度指標：金屬材料的強度是用應力來表示的，單位面積上的內力稱為應力，用σ表示。常用的強度指標有：彈性極限σe：是指材料產生完全彈性變形時所能承受的最大應力。單位為MPa(N/mm2)。屈服強度σs：材料在產生屈服現象的最小應力。對於拉伸曲線上沒有屈服平臺的材料(脆性材料—鑄鐵)，此時將屈服強度定義為產生0.2%殘餘伸長時的應力(即變形量為試樣長度的0.2%，如圖1-3所示)，記s0.2。抗拉強度σb：材料在斷裂前所承受的最大工程應力。圖1-3鑄鐵應力應變曲線

*2.塑性—指金屬材料在靜載荷作用下斷裂前發生不可逆永久變形的能力。評定材料塑性的指標通常是伸長率和斷面收縮率。伸長率δ：試樣拉斷後標距的增長量與原始標距長度之比;

δ=(L1-L0)/L0×100%断面收缩率ψ：試樣拉斷處橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比。

ψ=(A0-A1)/A0×100%金屬材料的塑性好壞，對零件的加工和使用有十分重要的意義。例如，低碳鋼的塑性較好，故可以進行壓力加工，普通鑄鐵的塑性差，因而不能進行壓力加工，只能進行鑄造。同時由於材料具有一定的塑性，故能夠保證材料不致因稍有超載就突然破斷，這就增加了材料使用的安全可靠性。

*二、硬度材料抵抗另一硬物壓入其內的能力，即金屬表面上局部體積內抵抗彈性變形、塑性變形或抵抗破壞的能力。是衡量材料軟硬程度的指標。1.布氏硬度(HB)—較軟材料：有色金屬、灰口鑄鐵等。測定原理：一定直徑的淬火鋼球或硬質合金球在一定的載荷作用下壓入試樣表面，保持一定時間後卸除載荷，測量其壓痕直徑，計算硬度值。用球面壓痕單位表面積上所承受的平均壓力來表示。用HBS(淬火鋼球)或HBW(硬質合金鋼球)表示。圖1-4布氏硬度試驗原理示意圖

*布氏硬度試驗的優缺點：優點：試驗時使用的壓頭直徑較大，在試樣表面上留下壓痕也較大，測得的硬度值也較準確。缺點：對金屬表面的損傷較大，不易測試太薄工件的硬度，也不適於測定成品件的硬度。在進行布氏硬度試驗時，鋼球直徑D、施加的試驗力F和試驗力保持時間應根據被測試金屬的種類和試樣厚度，按布氏硬度試驗規範正確選擇(見教材表1-1)。在試驗條件允許時，應儘量選用直徑為10mm的球體作壓頭。選用的F/D2比值不同時布氏硬度值不能直接比較。

*2.洛氏硬度(HR)—硬度中等：鋼鐵材料測定原理：以頂角為120°的金剛石圓錐體或直徑為φ1.588mm的淬火鋼球作壓頭，在先施加初始試驗力F1(98N),再加上主試驗力F2的作用下壓入金屬表面。卸去F2後，仍保留初試驗力F1，測量其殘餘壓入深度h3，用h3和h1只差h來計算洛氏硬度值。適合測量的材料：HRA：硬質合金；HRC:淬火鋼(應用最多)HRB:低碳鋼、銅合金、鐵素體可鍛鑄鐵圖1-5洛氏硬度實驗原理示意圖

*洛氏硬度試驗的優缺點：優點：操作簡單迅速，效率高，直接從指示器上可讀出硬度值；壓痕小，故可直接測量成品或較薄工件的硬度；可測量高硬度薄層和深層材料。缺點：由於壓痕小，測得的數值不夠準確，通常要在試樣不同部位測定四次以上，取其平均值為該材料的硬度值。

*3.維氏硬度(HV)——較硬材測定原理：與布氏硬度相同，不同點是壓頭為金剛石正棱角錐。所測定的硬度值比布氏、洛氏精確，壓入深度淺，適於測定經表面處理零件的表面層的硬度。F↓維氏硬度試驗的優缺點：優點：與布氏、洛氏試驗比較，維氏硬度試驗不存在試驗力於壓頭直徑有一定比例關係的約束；不存在壓頭變形問題；測量數據精確可靠，誤差較小。缺點：其硬度值需要先測量對角線長度，然後經計算或查表確定，故效率不如洛氏硬度試驗高。圖1-6維氏硬度實驗原理圖

*三、衝擊韌性1.衝擊吸收功當加載速度極快時，不能用靜載荷下的σs、σb作失效判據。必須考慮所用材料的衝擊韌性。衝擊韌性：指材料在衝擊載荷作用