材料力学性能试验.ppt

三、实验原理及方法利用二次电子信号观察断口形貌。扫描电子显微镜是利用细聚焦高能电子束在样品上逐点扫描而激发出各种物理信息，通过对这些信息的接收、放大和显示成像，以便对试样微区进行分析。扫描电镜观察样品特点景深大、分辨本领比较高，是进行样品表面分析研究的有效工具，尤其适合比较粗造试样表面，如金属断口和显微组织三维的形貌观察。扫描电子显微镜结构第31页,共58页，星期六，2024年，5月四、实验内容及步骤1.沿晶断裂与穿晶断裂断口沿晶断裂是裂纹沿晶界扩展；穿晶断裂的特点是裂纹穿过晶粒内。沿晶断口一般是脆性断口，宏观上看样品表面一般平而光亮，如图所示，冰糖沿晶断口。第32页,共58页，星期六，2024年，5月四、实验内容及步骤2.解理断口这是一种在正应力作用下所产生的穿晶断裂。通常断裂面是严格沿一定的晶面如图所示（即解理面）而分离，其表面为解理平台、河流花样。体心立方金属、密排六方金属与合金，在低温冲击载荷作用下能促进解理断裂发生。通常解理断裂总是脆性断裂。第33页,共58页，星期六，2024年，5月四、实验内容及步骤3.准解理断口在某些脆性断口上可以看到解理断裂的特征形貌，同时又伴有一定塑性变形痕迹，称为准解理断口。其特征是解理平面上有许多撕裂棱，它是有许多单独形成的裂纹相互连接由于撕裂而形成的，如图所示。第34页,共58页，星期六，2024年，5月四、实验内容及步骤4.韧窝断口这是一种微孔聚集型断裂。其特征是可见大量微孔坑覆盖断面，这些微坑称为韧窝。如图所示。韧窝有抛物形的剪切韧窝、撕裂韧窝与等轴韧窝之分，都属于韧性断裂的主要微观形貌。第35页,共58页，星期六，2024年，5月四、实验内容及步骤5.疲劳断口金属构件在变动载荷长期作用下，由于累计损伤而引起无征兆的低应力脆断叫疲劳断裂。典型的疲劳断口形貌可分为三区：疲劳源、疲劳区、瞬断区。其断口形貌如图所示。第36页,共58页，星期六，2024年，5月6.疲劳断口分析步骤在试样边缘如缺口、螺纹、刀痕处形成疲劳裂纹源图（1），因为这里存在应力集中会引发疲劳裂纹形成。疲劳裂纹源的光亮度最大，因为形成裂纹源时扩展速度最低，循环次数最多，端面不断摩擦挤压，故显得光亮平滑。疲劳区是疲劳裂纹亚稳扩展区，如图（2）断口比较光滑并分布有贝纹线，有时还有裂纹扩展台阶。每应力循环下，缓慢地扩展，当达到一定尺寸后，裂纹开始快速扩展。瞬断区是裂纹最后失稳扩展所形成的断口区如图（3）。脆性材料为结晶状断口，韧性材料中间平面应变区为放射状或人字纹断口，边缘平面应力区为剪切唇。四、实验内容及步骤第37页,共58页，星期六，2024年，5月五、分析整理实验数据写出实验报告1.画出二种典型断口形貌特征示意图；2.简述、分析以上二种断口的断裂机理。思考题1.疲劳裂纹扩展分几阶段？试述各阶段扩展机制机理。2.高周疲劳与低周疲劳有何异同？第38页,共58页，星期六，2024年，5月实验五示差热分析法测定钢的临界点??第39页,共58页，星期六，2024年，5月一、实验目的1.学习用示差热电偶测量共析钢相变临界温度Ac1和Ar1。2.了解热分析装置的结构和原理。第40页,共58页，星期六，2024年，5月二、实验原理热分析是利用热效应分析金属及合金组织、状态转变的一种方法。金属及合金的转变如：熔化、凝固和固态转变常产生明显的吸热或放热反应，这就是进行热分析的基础。在研究金属及合金的固态相变时，利用此热量的变化，使示差热电偶的热电势发生变化，从而确定金属或合金的相变温度Ac1和Ar1。测定金属及合金的临界温度，常用加热及冷却曲线进行研究分析。所测定的加热温度和加热时间或冷却温度和冷却时间的关系曲线，称为简单热分析曲线。利用在相同条件下加热或冷却时，试样和标准试样的温度差与温度和时间的关系，对组织结构进行分析的一种技术，称为示差热分析法。本实验采用示差热分析法。第41页,共58页，星期六，2024年，5月示差热电偶由两支同型号热电偶反向串联构成，它的热电势应为两个热电偶电势之差，把t1插入标准试样中，t1?插入被测试样中;示差热电偶接入灵敏检流计，则示差热电势测量：?E=E(t1,0)-E(t1?,0)而被测试样温度测量,为方便我们再用一对同型号电偶，接入UJ-37电位差计中，则被测试样温度测量：E(t1?,0)。当匀速升温时，由于标准试样温度（t1）均匀上升，而被测试样温度(t1?)升至时Ac1时，发生P-A转变，有吸热反应，t1?温度停止上升，由于，t1?t1?则?E?0。匀速冷却时，当t1?温度降至