课题二金属的力学性能.ppt

《工程材料与热加工基础》——程晓宇 h1-h0 洛氏硬度测试示意图 洛氏硬度计 10HRC≈HBS 适用范围: 测量薄板类 ; HV≈HBS ; 一组硬度差为5HRC的锉刀。 例如: 10HRC、15HRC、20HRC等。 材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力。 冲击试验机 冲击试样和冲击试验示意图 试样冲断时所消耗的冲击功A k为: A k = m g H – m g h (J) 冲击韧性值a k 就是试样缺口处单位 截面积上所消耗的冲击功。 AK a k = (J/cm2) S0 钢材的循环次数一般取 N = 107 有色金属的循环次数一般取 N = 108 钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系: σ-1 = (0.45～0.55)σ b 名称 密度 (g / cm3) 强度 ( Mpa ) 比强度 纯铝 2.7 80～100 30～37 纯铁 7.87 180～280 23～36 纯钛 4.5 405～500 90～111 １．熟悉拉伸曲线 ２．掌握强度及塑性指标，了解这些指标在工程上的应用． ３．课后习题P21－１、４ §1-2 金属的力学性能 定义 : 金属材料的力学性能是指金属材料在力（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）作用下所表现出的力学特征。 指标 : 强度、塑性 、 硬度、冲击韧性 、疲劳强度 物理性能： 密度、熔点、导热性、导电性、热膨胀性、磁性等； 化学性能： 耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等； 工艺性能： 铸造性能、锻造性能、焊接性能、切削加工性等。 一、拉伸实验与拉伸曲线 拉伸试样 1.拉伸试样 长试样：L0=10d0 短试样：L0=5d0 2.拉伸过程 拉伸试样的颈缩现象 拉伸试验机 op段：比例弹性变形阶段； pe段：非比例弹性变形阶段； 平台或锯齿（s段）：屈服阶段； sb段：强化阶段。 b点：形成了“缩颈”。 bk段：缩颈阶段 承载下降，到k点断裂 k o Δl F Fb b Fs s e Fe p Fp 3.拉伸曲线 应力σ ：单位面积上试样承受的载荷。 这里用试样承受的载荷除以试样的原始横截面积S 0表示: F 载荷( N ) σ= —— ( M pa ) S 0 原始横截面积( mm2) 退火低碳钢 低、中回火钢 淬火钢及铸铁 中碳调质钢 5.不同材料的拉伸曲线 1.弹性 弹性变形: 随载荷撤除而消失的变形。 塑性变形: 不能随载荷撤除而消失的变形。 2.弹性极限: Fe 弹性极限载荷( N ) σe = ( M pa ) S0 试样原始横截面积( mm2) σe e 4.强度: 材料在载荷作用下抵抗永久变形和破坏的能力。 (1) 屈服点 : 产生明显塑性变形的最低应力值. Fs σs = ( M Pa ) S0 试样屈服时的载荷( N ) 试样原始横截面积( mm2) σs F b 试样断裂前的最大载荷(N) σb = ( M Pa ) S 0 试样原始横截面积( mm2) σb σs σe 三、塑性: 是指材料在载荷作用下产生塑性变形而不被破坏的能力。 (1)断面收缩率: 是指试样拉断处横截面积的收缩量Δ S与原始横截面积S0之比。 (2)伸长率:是指试样拉断后的标距伸长量Δ L 与原始标距L 0之比。 S0 - S 1 ψ = ——-—×