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文檔簡介
工程材料第一章第1頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
一.定義:力學(xué)性能(機(jī)械性能)-----是指材料在力的作用下抵抗變形和開裂的性能.(材料抵抗外力的能力)二.指標(biāo):彈性、塑性、強(qiáng)度、韌性、硬度和疲勞強(qiáng)度等-----。第2頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一第一章
拉伸機(jī)上,低碳鋼緩慢加載單向靜拉伸曲線
拉伸試驗(yàn)機(jī)三.拉伸試驗(yàn)第3頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象第4頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
低C鋼、正、退、調(diào)質(zhì)(中C,低、中C合金鋼),某些Al合金及某些高分子材料具有上述曲線的全部(紅線);鑄鐵、陶瓷:只有彈性變形階段(蘭線);中、高碳鋼:沒有屈服變形階段(綠線)。第5頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
按外力作用方式種類:抗拉、抗壓、抗彎、抗扭等。
(1)屈服強(qiáng)度:σs屈服點(diǎn)S材料在外力作用下開始塑性變形的最低應(yīng)力。是設(shè)計(jì)和選材的主要依據(jù)之一
Ps
σs=MpaS0強(qiáng)度(strength):材料抵抗變形和斷裂的能力.MPa屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度抗拉第6頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
(2)條件屈服強(qiáng)度(塑性變形量為0.2%)規(guī)定試樣產(chǎn)生0.2%殘余變形時的應(yīng)力值.(3)抗拉強(qiáng)度:σb
P0.2σ0.2=(Mpa)
S0
Pbσb=(Mpa)S0⑸屈強(qiáng)比σs/σb:屈強(qiáng)比越小,工程構(gòu)件的可靠性越高⑷.彈性極限σe
:不產(chǎn)生永久變形的最大應(yīng)力.Pe
σe=(Mpa)S0第7頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
塑性(plasticity):是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。(1)斷面收縮率(percentagereductioninarea):ψ
S0–Sk
ψ=×100%S0(2)伸長率(延伸率)specificelongation:δ
Lk–L0
δ=×100%L0
δ<2~5%屬脆性材科δ≈5~10%屬韌性材料δ>10%屬塑性材料第8頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
硬度(hardness):
是指材料抵抗其他硬物體壓入其表面的能力。
布氏硬度HB洛氏硬度HR
維氏硬度HV顯微硬度常用測量硬度的方法第9頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
布氏硬度
HB
特點(diǎn):
平均、重復(fù)性好;壓痕面積大,
適用于:未成品件;軟質(zhì)件。
HBS
–淬火鋼球壓頭(≤450);
HBW--硬質(zhì)合金球壓頭(≤650)布氏硬度計(jì)
使用范圍:第10頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
洛氏硬度
(Rockwllhardness)
操作簡便、可直讀;壓痕?。挥糜冢?/p>
HRA(120℃金剛石圓錐壓頭)—
硬而薄件。
HRB(φ1.588鋼球壓頭)——
軟質(zhì)件。
HRC(120℃金剛石圓錐壓頭)—硬件:淬硬鋼、工具鋼…使用范圍:
HRC20~67維氏硬度(HV)
金剛石正四棱錐壓頭,精確,但操作復(fù)雜,用于科學(xué)試驗(yàn)。
適于各種硬度值的測量;壓痕小。顯微硬度(HM):可測各組成相的硬度,用于組織研究。第11頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
§1-2動載時材料的機(jī)械性能
1、沖擊韌性:材料抵抗沖擊載荷的能力.
第12頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
第13頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
沖擊功Ak:Ak=mgH–mgh(J)沖擊韌性值ak:試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊功。
Ak
ak=(J/cm2)(akv、aku)S0影響因素:材料、T、試樣大小、缺口形狀等。
應(yīng)用
——
汽車緊急制動;蒸汽錘;沖床等動載荷。
第14頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
2、疲勞強(qiáng)度:σ-1
疲勞:材料在交變應(yīng)力作用下,在遠(yuǎn)小于強(qiáng)度極限,甚至小于屈服極限的應(yīng)力下發(fā)生斷裂。
疲勞占失效零件的70%以上,80%的斷裂由疲勞造成。
疲勞極限:材料能承受的無數(shù)次(107~8)循環(huán)而不斷裂的最大應(yīng)力值。
疲勞曲線疲勞原因——劃痕、內(nèi)應(yīng)力集中引起微裂紋擴(kuò)展
影響因素:循環(huán)應(yīng)力特征、溫度、材料成分和組織、夾雜物、表面狀態(tài)、殘余應(yīng)力等。
第15頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
本章重點(diǎn)
各種機(jī)械性能指標(biāo)的物理意義、單位、應(yīng)用:強(qiáng)度(σe、σb、σs);塑性(ψδ);硬度(HRB、HRC,HBS、HBW)沖擊韌性ak;疲勞強(qiáng)度σ-1
。
第16頁,共20頁,2023年,2月20日,星期一金屬材料的機(jī)械(力學(xué))性能
h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計(jì)
洛氏硬度計(jì)第17頁,共20頁,20
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