《金屬力學(xué)性能測試》課件-金屬扭轉(zhuǎn)試驗的特點及測定

金屬扭轉(zhuǎn)試驗的特點及測定《金屬力學(xué)性能測試》金屬扭轉(zhuǎn)試驗螺絲刀刀頭一般采用CrV鋼制造。經(jīng)過熱處理后硬度高、韌性好。螺絲刀最為重要的參數(shù)是最大扭矩，扭矩越大，螺絲刀可擰動的螺釘也越大，上緊力越大，其本身抗扭斷能力越高。直徑為6.35mm的手動螺絲刀的最大扭矩大約為5N·m。金屬扭轉(zhuǎn)試驗特點扭轉(zhuǎn)試驗主要用于評價材料的塑性，尤其是在拉伸試驗時呈脆性的材料，扭轉(zhuǎn)試驗是評價其塑性的最佳方法。金屬扭轉(zhuǎn)試驗具有如下特點：扭轉(zhuǎn)試驗是金屬力學(xué)性能試驗中的一種重要試驗方法01對于那些塑性好的材料用扭轉(zhuǎn)試驗方法可以精確地測定其應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系；02高溫扭轉(zhuǎn)試驗（熱扭轉(zhuǎn)試驗）可以用來研究金屬在熱加工條件下的流變性能與斷裂性能、評定材料的熱壓力加工性，并為確定生產(chǎn)條件下的熱壓力加工工藝（如軋制、鍛造、擠壓）參數(shù)提供依據(jù)。金屬扭轉(zhuǎn)試驗特點受切應(yīng)力或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的零件：傳動主軸、彈簧、鉆桿金屬扭轉(zhuǎn)試驗特點03能較敏感地反映出金屬表面缺陷及表面硬化層的性能。04扭轉(zhuǎn)時試樣中的最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等，而生產(chǎn)上所使用的大部分金屬材料的抗拉強(qiáng)度大于抗扭強(qiáng)度。所以，扭轉(zhuǎn)試驗是測定這些材料抗扭強(qiáng)度最可靠的方法。按GB/T10128—2007《金屬材料室溫扭轉(zhuǎn)試驗方法》進(jìn)行金屬扭轉(zhuǎn)試驗特點金屬扭轉(zhuǎn)試驗是指對圓形試樣施加扭矩T，測量扭矩及其相應(yīng)的扭角，一般扭至斷裂，便可測出金屬材料的各項扭轉(zhuǎn)性能指標(biāo)，如金屬的剪切模量G、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度、規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度及最大非比例切應(yīng)變等。試樣的表面粗糙度Ra值為0.4μm試樣夾持部分的形狀和尺寸應(yīng)按試驗機(jī)夾頭的要求進(jìn)行設(shè)計。金屬扭轉(zhuǎn)試驗-試樣按GB/T10128—2007《金屬材料室溫扭轉(zhuǎn)試驗方法》進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗主要采用直徑d=10mm，標(biāo)距長度L0分別為50mm或100mm，平行長度分別為70mm和120mm的圓柱形試樣。扭轉(zhuǎn)試驗原理金屬扭轉(zhuǎn)試驗一般在扭轉(zhuǎn)試驗機(jī)上進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗設(shè)備與力-伸長曲線相似，一般塑性材料的扭矩-扭角曲線分為彈性、屈服和強(qiáng)化三個階段扭轉(zhuǎn)試驗原理試樣在彈性范圍內(nèi)表面的切應(yīng)力和切應(yīng)變公式金屬扭轉(zhuǎn)試驗步驟01用游標(biāo)卡尺測量試樣直徑，對于圓形試樣，應(yīng)在標(biāo)距兩端及中間處兩個相互垂直的方向上各測量一次直徑，取用三處測得的直徑的算術(shù)平均值的最小值計算試樣的抗扭截面系數(shù)W。金屬扭轉(zhuǎn)試驗步驟02扭轉(zhuǎn)試驗一般在室溫10~35℃范圍內(nèi)進(jìn)行，對溫度要求嚴(yán)格的試驗，試驗溫度為23℃+5℃。將試樣裝入試驗機(jī)，用粉筆沿試樣軸線畫一條直線，以便觀察試樣受扭時的變形。金屬扭轉(zhuǎn)試驗步驟03起動試驗機(jī)上的電動機(jī)，對試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)試驗，在試驗中，應(yīng)注意選擇扭轉(zhuǎn)速度。低碳鋼試樣在屈服前，扭轉(zhuǎn)速度為(6~30°)/min，屈服后的扭轉(zhuǎn)速度不大于360°/min，且速度的改變應(yīng)無沖擊產(chǎn)生。金屬扭轉(zhuǎn)試驗步驟04試樣扭斷后，立即關(guān)機(jī)，取下試樣,試驗結(jié)束。05記錄試驗中試樣屈服時的扭矩TeH或TeL和破壞時的最大扭矩Tm寫出試驗報告。鑄鐵等脆性材料的斷裂面與試樣軸線呈45°角，呈螺旋狀，如b圖所示，這是在正應(yīng)力作用下產(chǎn)生的正斷；試樣保溫時間可以根據(jù)斷口宏觀特征來判斷承受扭矩而斷裂的工件的性能。低碳鋼等塑性材料的斷裂面與試樣軸線垂直，斷口平整，有回旋狀塑性變形痕跡，這是由切應(yīng)力造成的切斷；金屬材料圓柱形試樣在扭轉(zhuǎn)時除了上述兩種破斷形式外，也可能得到圖d所示的第三種破斷形式。試樣保溫時間可以根據(jù)斷口宏觀特征來判斷承受扭矩而斷裂的工件的性能。圖c所示為木紋狀斷口，斷裂面順著試樣軸線形成縱向剝層或裂紋，這是因為金屬中存在較多