第一章工程材料及力學(xué)性能

1、工程材料與熱加工基礎(chǔ)工程材料與熱加工基礎(chǔ)授課教師：蘇新清授課教師：蘇新清 材材 料料 科科 學(xué)學(xué) 與與 技術(shù)技術(shù) 學(xué)學(xué) 院院二、工程材料的分類(lèi)二、工程材料的分類(lèi)黑色金屬黑色金屬有色金屬有色金屬 輕金屬輕金屬, ,重金屬重金屬, ,貴金屬貴金屬, ,稀有金屬稀有金屬 鐵及鐵合金稱(chēng)為黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界鐵及鐵合金稱(chēng)為黑色金屬，即鋼鐵材料，其世界年產(chǎn)量已達(dá)年產(chǎn)量已達(dá)10億噸，在機(jī)械產(chǎn)品中的用量已占整億噸，在機(jī)械產(chǎn)品中的用量已占整個(gè)用材的個(gè)用材的60%以上。以上。帶材帶材異形材異形材板材板材管材管材陶瓷材料陶瓷材料激光燒結(jié)陶瓷材料激光燒結(jié)陶瓷材料傳統(tǒng)陶瓷又稱(chēng)普通陶瓷，是以天然材料(如黏土、石英

2、、長(zhǎng)石等)為原料的陶瓷，主要用作建筑材料。特種陶瓷又稱(chēng)精細(xì)陶瓷，是以人工合成材料為原料的陶瓷，用作工程上的耐熱、耐蝕、耐磨零件。陶瓷制品陶瓷制品陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)分子鍵分子鍵共價(jià)鍵共價(jià)鍵高分子材料高分子材料在機(jī)械、電氣、紡織、汽車(chē)、飛機(jī)、輪在機(jī)械、電氣、紡織、汽車(chē)、飛機(jī)、輪船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運(yùn)輸、航空航天等工業(yè)船等制造工業(yè)和化學(xué)、交通運(yùn)輸、航空航天等工業(yè)中被廣泛應(yīng)用中被廣泛應(yīng)用。 烯丙酰氯烯丙酰氯- -苯乙烯苯乙烯？圖片攝自：圖片攝自：南京偉東包裝制品有限公司南京偉東包裝制品有限公司l把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以把兩種或兩種以上不同性質(zhì)或不同結(jié)構(gòu)的材料以微觀或宏觀的形式組

3、合在一起而形成的材料。微觀或宏觀的形式組合在一起而形成的材料。玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料玻璃纖維增強(qiáng)高分子復(fù)合材料航空發(fā)動(dòng)機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展三、工程材料的應(yīng)用和發(fā)展隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的要隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的要求越來(lái)越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強(qiáng)、高剛度、高韌性、求越來(lái)越苛刻，結(jié)構(gòu)材料向高比強(qiáng)、高剛度、高韌性、耐高溫、耐腐蝕、抗輻照和多功能的方向發(fā)展。耐高溫、耐腐蝕、抗輻照和多功能的方向發(fā)展。 國(guó)產(chǎn)東風(fēng)國(guó)產(chǎn)東風(fēng)4D-0088內(nèi)燃機(jī)車(chē)內(nèi)燃機(jī)車(chē)美國(guó)美國(guó)F-117隱身飛機(jī)隱身飛機(jī)新材料在不斷地涌現(xiàn)新材料在不斷地涌現(xiàn)。航空航天、機(jī)械工業(yè)是材料應(yīng)

4、用的重要領(lǐng)域。航空航天、機(jī)械工業(yè)是材料應(yīng)用的重要領(lǐng)域。鑄造一級(jí)渦輪盤(pán)鑄造一級(jí)渦輪盤(pán)材材料料毛毛坯坯零零件件鑄造鑄造鍛壓鍛壓焊接焊接粉末冶金粉末冶金切削加切削加工工型材型材熱處理熱處理汽車(chē)一廠車(chē)身車(chē)間汽車(chē)一廠車(chē)身車(chē)間POLO底盤(pán)焊接底盤(pán)焊接工程材料的性工程材料的性能能使用性能使用性能工藝性能工藝性能力學(xué)性能力學(xué)性能物理性能物理性能化學(xué)性能化學(xué)性能靜載荷靜載荷是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)主要有強(qiáng)度、塑性、硬度等。材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)主要有強(qiáng)度、塑性、硬度等。材料力學(xué)性能的定義材料力學(xué)性能的定義1 1、變形、變形材料在外力作用下引起尺寸

5、和形狀的變化。材料在外力作用下引起尺寸和形狀的變化。 分為：分為：彈性變形彈性變形外力去除后，變形物體靠原子之間結(jié)合力又外力去除后，變形物體靠原子之間結(jié)合力又恢復(fù)原狀的變形。恢復(fù)原狀的變形。塑性變形塑性變形外力去除后，物體的一部分恢復(fù)了原狀，還外力去除后，物體的一部分恢復(fù)了原狀，還保留一部分變形，這種殘留的永久變形叫塑性變形。保留一部分變形，這種殘留的永久變形叫塑性變形。2 2、應(yīng)變、應(yīng)變變形量與原尺寸之比。變形量與原尺寸之比。 = L/L = V/V3 3、應(yīng)力、應(yīng)力單位面積上所受的力。單位面積上所受的力。 =P/F=P/F4 4、屈服、屈服材料受力到一定值后，載荷不再增加而塑性變形繼續(xù)發(fā)材

6、料受力到一定值后，載荷不再增加而塑性變形繼續(xù)發(fā)生的現(xiàn)象。生的現(xiàn)象。 2-1 拉伸試驗(yàn)拉伸試驗(yàn) 一、拉伸試驗(yàn)曲線(xiàn) 是應(yīng)用最廣的力學(xué)性能試驗(yàn)方法之一。 測(cè)定材料在拉測(cè)定材料在拉伸載荷作用下伸載荷作用下的一系列特性的一系列特性的試驗(yàn)，又稱(chēng)的試驗(yàn)，又稱(chēng)抗拉試驗(yàn)。它抗拉試驗(yàn)。它是材料機(jī)械性是材料機(jī)械性能試驗(yàn)的基本能試驗(yàn)的基本方法之一，主方法之一，主要用于檢驗(yàn)材要用于檢驗(yàn)材料是否符合規(guī)料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和研定的標(biāo)準(zhǔn)和研究材料的性能。究材料的性能。低碳鋼拉伸曲線(xiàn)低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)機(jī)以規(guī)定的速率均勻地拉伸試樣，試驗(yàn)機(jī)可自動(dòng)繪制出拉伸曲線(xiàn)圖。驗(yàn)機(jī)可自動(dòng)繪

7、制出拉伸曲線(xiàn)圖。拉伸曲線(xiàn)圖實(shí)際上是載荷伸長(zhǎng)變形量的曲線(xiàn)，如拉伸曲線(xiàn)圖實(shí)際上是載荷伸長(zhǎng)變形量的曲線(xiàn)，如將載荷坐標(biāo)值和伸長(zhǎng)坐標(biāo)值分別除以試樣原截面積將載荷坐標(biāo)值和伸長(zhǎng)坐標(biāo)值分別除以試樣原截面積和試樣標(biāo)距，就可得到應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)圖和試樣標(biāo)距，就可得到應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)圖1.彈性變形階段2.屈服階段3.變形強(qiáng)化階段4.形成縮頸，局部變形階段低碳鋼拉伸曲線(xiàn)低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)1.彈性變形階段彈性變形階段曲線(xiàn)中曲線(xiàn)中OA段是一條直線(xiàn)，應(yīng)段是一條直線(xiàn)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比。如卸去外力與應(yīng)變成正比。如卸去外力，試件能恢復(fù)原來(lái)的形狀，力，試件能恢復(fù)原來(lái)的形狀，這種性質(zhì)即為彈性，此階段這種性質(zhì)即為彈性，此階段的變形為彈性變形。

8、與的變形為彈性變形。與A點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為彈性極限，以應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為彈性極限，以p表示。應(yīng)力與應(yīng)變的比值表示。應(yīng)力與應(yīng)變的比值為常數(shù)，即彈性模量為常數(shù)，即彈性模量E,E=/。彈性模量反映鋼材抵抗彈性彈性模量反映鋼材抵抗彈性變形的能力變形的能力 2.屈服階段屈服階段應(yīng)力超過(guò)應(yīng)力超過(guò)A點(diǎn)后，應(yīng)力、應(yīng)變不再點(diǎn)后，應(yīng)力、應(yīng)變不再成正比關(guān)系，開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形。成正比關(guān)系，開(kāi)始出現(xiàn)塑性變形。應(yīng)力的增長(zhǎng)滯后于應(yīng)變的增長(zhǎng)，變應(yīng)力的增長(zhǎng)滯后于應(yīng)變的增長(zhǎng)，變形迅速增加，而此時(shí)外力則大致在形迅速增加，而此時(shí)外力則大致在恒定的位置上波動(dòng)，直到恒定的位置上波動(dòng)，直到B點(diǎn)，這點(diǎn)，這就是所謂的就是所謂的“屈服現(xiàn)象屈服現(xiàn)象”

9、，似乎鋼，似乎鋼材不能承受外力而屈服，所以材不能承受外力而屈服，所以AB段稱(chēng)為屈服階段。與段稱(chēng)為屈服階段。與B點(diǎn)（此點(diǎn)較點(diǎn)（此點(diǎn)較穩(wěn)定、易測(cè)定）對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈穩(wěn)定、易測(cè)定）對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度），用服點(diǎn)（屈服強(qiáng)度），用s表示表示 鋼材受力大于屈服點(diǎn)后，會(huì)出現(xiàn)較大的塑性變形，已不能滿(mǎn)鋼材受力大于屈服點(diǎn)后，會(huì)出現(xiàn)較大的塑性變形，已不能滿(mǎn)足使用要求，因此屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)上強(qiáng)度取值的依據(jù)，是工足使用要求，因此屈服強(qiáng)度是設(shè)計(jì)上強(qiáng)度取值的依據(jù)，是工程結(jié)構(gòu)計(jì)算中非常重要的一個(gè)參數(shù)。程結(jié)構(gòu)計(jì)算中非常重要的一個(gè)參數(shù)。3.變形強(qiáng)化階段變形強(qiáng)化階段當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度后，由于鋼當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度后，由于鋼材

10、內(nèi)部組織中的晶格發(fā)生了畸變，材內(nèi)部組織中的晶格發(fā)生了畸變，阻止了晶格進(jìn)一步滑移，鋼材得阻止了晶格進(jìn)一步滑移，鋼材得到強(qiáng)化，所以鋼材抵抗塑性變形到強(qiáng)化，所以鋼材抵抗塑性變形的能力又重新提高，的能力又重新提高，C-D呈上升呈上升曲線(xiàn)，稱(chēng)為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最曲線(xiàn)，稱(chēng)為強(qiáng)化階段。對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)高點(diǎn)D的應(yīng)力值（的應(yīng)力值（b）稱(chēng)為極限）稱(chēng)為極限抗拉強(qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)抗拉強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度，簡(jiǎn)稱(chēng)抗拉強(qiáng)度。屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之比（即屈強(qiáng)比屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度之比（即屈強(qiáng)比sb）能反映材料）能反映材料的利用率和結(jié)構(gòu)安全可靠程度。屈強(qiáng)比越小，其結(jié)構(gòu)的安全的利用率和結(jié)構(gòu)安全可靠程度。屈強(qiáng)比越小，其結(jié)構(gòu)的安全可靠程度越高，但屈強(qiáng)比過(guò)

11、小，又說(shuō)明材料強(qiáng)度的利用率偏可靠程度越高，但屈強(qiáng)比過(guò)小，又說(shuō)明材料強(qiáng)度的利用率偏低，造成鋼材浪費(fèi)。低，造成鋼材浪費(fèi)。 4.形成縮頸，局部變形階段形成縮頸，局部變形階段試件受力達(dá)到最高點(diǎn)試件受力達(dá)到最高點(diǎn)C點(diǎn)后，點(diǎn)后，其抵抗變形的能力明顯降低，其抵抗變形的能力明顯降低，變形迅速發(fā)展，應(yīng)力逐漸下變形迅速發(fā)展，應(yīng)力逐漸下降，試件被拉長(zhǎng)，在有雜質(zhì)降，試件被拉長(zhǎng)，在有雜質(zhì)或缺陷處，斷面急劇縮小，或缺陷處，斷面急劇縮小，直到斷裂。故直到斷裂。故CD段稱(chēng)為頸縮段稱(chēng)為頸縮階段。階段。 注：注：零件的剛度與材料的剛度不是一回事，零件的零件的剛度與材料的剛度不是一回事，零件的剛度除取決于材料的剛度外，還與零件的結(jié)

12、構(gòu)有關(guān)。剛度除取決于材料的剛度外，還與零件的結(jié)構(gòu)有關(guān)。零件拉伸時(shí)的剛度為零件拉伸時(shí)的剛度為A A0 0E E（A A0 0為零件的截面積）。為零件的截面積）。E E的大小取決于材料的本性的大小取決于材料的本性原子結(jié)合鍵能的高低，原子結(jié)合鍵能的高低，鍵能大，鍵能大，E E就大。材料成分與組織的變化對(duì)就大。材料成分與組織的變化對(duì)E E的影響的影響不明顯。不明顯。曲線(xiàn)中的曲線(xiàn)中的OA段為一直線(xiàn)，表明段為一直線(xiàn)，表明在這個(gè)應(yīng)力范圍內(nèi)，應(yīng)變與應(yīng)在這個(gè)應(yīng)力范圍內(nèi)，應(yīng)變與應(yīng)力成正比。對(duì)應(yīng)于力成正比。對(duì)應(yīng)于A點(diǎn)的應(yīng)力是點(diǎn)的應(yīng)力是保持正比關(guān)系的最大應(yīng)力，稱(chēng)保持正比關(guān)系的最大應(yīng)力，稱(chēng)為比例極限。為比例極限。曲線(xiàn)中

13、的曲線(xiàn)中的A A段，應(yīng)變與應(yīng)力不段，應(yīng)變與應(yīng)力不再是正比關(guān)系，但仍是彈性形再是正比關(guān)系，但仍是彈性形變，過(guò)了變，過(guò)了A點(diǎn)以后，雖然撤去外點(diǎn)以后，雖然撤去外力，形變會(huì)有殘留。對(duì)應(yīng)于力，形變會(huì)有殘留。對(duì)應(yīng)于A點(diǎn)點(diǎn)的應(yīng)力叫做彈性極限。的應(yīng)力叫做彈性極限。在工程上，不僅需要材料的屈服強(qiáng)度高，而且還需在工程上，不僅需要材料的屈服強(qiáng)度高，而且還需要考慮屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值（要考慮屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值（屈強(qiáng)比屈強(qiáng)比），），根據(jù)不同的設(shè)備要求，其比值應(yīng)適當(dāng)。根據(jù)不同的設(shè)備要求，其比值應(yīng)適當(dāng)。屈強(qiáng)比較小的材料制造的零件，具有較高的安全可屈強(qiáng)比較小的材料制造的零件，具有較高的安全可靠性，因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)萬(wàn)一超

14、載，也能由于塑性變形靠性，因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)萬(wàn)一超載，也能由于塑性變形使金屬的強(qiáng)度提高而不致立刻斷裂。使金屬的強(qiáng)度提高而不致立刻斷裂。但如果屈強(qiáng)比太低，則材料強(qiáng)度的利用率會(huì)降低。但如果屈強(qiáng)比太低，則材料強(qiáng)度的利用率會(huì)降低。因此，過(guò)大、過(guò)小的屈強(qiáng)比都是不適宜的。因此，過(guò)大、過(guò)小的屈強(qiáng)比都是不適宜的。 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象硬度硬度: :材料抵抗更硬物體壓入其表面的能力。材料抵抗更硬物體壓入其表面的能力。由于硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、方便，不破壞工件，由于硬度試驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、方便，不破壞工件，根根據(jù)硬度值可估計(jì)出材料的強(qiáng)度值，據(jù)硬度值可估計(jì)出材料的強(qiáng)度值，并且硬度與材并且硬度與材料的冷成形性、焊接性

15、、切削加工性都有一定的料的冷成形性、焊接性、切削加工性都有一定的聯(lián)系，所以硬度試驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛。聯(lián)系，所以硬度試驗(yàn)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)條件中，也是一項(xiàng)主要技在產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)條件中，也是一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo)。術(shù)指標(biāo)。硬度硬度試驗(yàn)試驗(yàn)方法方法壓入法壓入法劃痕法劃痕法加載加載速率速率靜載靜載 試驗(yàn)法試驗(yàn)法動(dòng)載動(dòng)載 試驗(yàn)法試驗(yàn)法布氏硬度布氏硬度洛氏硬度洛氏硬度維氏硬度維氏硬度顯微硬度顯微硬度肖氏硬度肖氏硬度錘擊布氏錘擊布氏硬度硬度莫氏硬度莫氏硬度材料抵抗破斷的能力材料抵抗破斷的能力材料變形材料變形功的大小功的大小表明材料局部表明材料局部地區(qū)抵抗變形地區(qū)抵抗變形的能力的

16、能力HB=F/SHB=F/S壓痕深度壓痕深度1.1.布氏硬度布氏硬度HBHB常用的壓入法硬度試驗(yàn)有：常用的壓入法硬度試驗(yàn)有：以直徑為以直徑為DD的淬火鋼球（或硬質(zhì)合金球）為壓頭，的淬火鋼球（或硬質(zhì)合金球）為壓頭，以規(guī)定載荷以規(guī)定載荷P P將壓頭垂直壓入被測(cè)金屬表面，停留將壓頭垂直壓入被測(cè)金屬表面，停留一定時(shí)間卸載，在放大鏡下測(cè)定壓痕直徑一定時(shí)間卸載，在放大鏡下測(cè)定壓痕直徑d d，根據(jù)，根據(jù)d d值查表確定硬度值。用淬火鋼壓頭測(cè)得的硬度用值查表確定硬度值。用淬火鋼壓頭測(cè)得的硬度用HBSHBS表示，淬火鋼壓頭適合測(cè)較軟的材料表示，淬火鋼壓頭適合測(cè)較軟的材料HBS450HBS450。硬質(zhì)合金球壓頭以

17、。硬質(zhì)合金球壓頭以HBWHBW表示，適合表示，適合測(cè)較硬的材料測(cè)較硬的材料HB450650 HB450650 。布氏硬度布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )布氏硬度計(jì)布氏硬度計(jì) 布氏硬度布氏硬度 HB ( Brinell-hardness )適用范圍適用范圍: :v 450HBS450HBSv 650HBW650HBWl符號(hào)符號(hào)HBS或或HBW之前的數(shù)字表示硬度值之前的數(shù)字表示硬度值, 符號(hào)后面符號(hào)后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時(shí)載荷及載荷保持時(shí)間。如間。如 120HBS10/1000/30 表表示直徑為示直徑為10mm的鋼球的

18、鋼球在在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持）載荷作用下保持30s測(cè)得的測(cè)得的布氏硬度值為布氏硬度值為120。 2.2.洛氏硬度洛氏硬度與布氏硬度不同，洛氏硬度是根據(jù)壓痕的深度而不是與布氏硬度不同，洛氏硬度是根據(jù)壓痕的深度而不是壓痕直徑計(jì)算硬度?？梢詮挠捕扔?jì)刻度盤(pán)上直接反映壓痕直徑計(jì)算硬度?？梢詮挠捕扔?jì)刻度盤(pán)上直接反映出數(shù)值，無(wú)需測(cè)量壓痕深度。根據(jù)所加載荷和壓頭材出數(shù)值，無(wú)需測(cè)量壓痕深度。根據(jù)所加載荷和壓頭材料不同，洛氏硬度分為料不同，洛氏硬度分為1515種，但常用的有種，但常用的有3 3種。分別種。分別用用HRAHRA、HRBHRB、HRCHRC表示。表示。使用初始試驗(yàn)力使用初始試

19、驗(yàn)力F F0 0將壓將壓頭垂直壓入試樣表面，然頭垂直壓入試樣表面，然后施加主試驗(yàn)力，使用總后施加主試驗(yàn)力，使用總試驗(yàn)力試驗(yàn)力F F0 0+F+F1 1壓入并保持壓入并保持一段時(shí)間后，撤除主試驗(yàn)一段時(shí)間后，撤除主試驗(yàn)力，保持初始試驗(yàn)力。施力，保持初始試驗(yàn)力。施加主試驗(yàn)力后與施加主試加主試驗(yàn)力后與施加主試驗(yàn)力前壓痕深度的差值與驗(yàn)力前壓痕深度的差值與材料的洛氏硬度值有著線(xiàn)材料的洛氏硬度值有著線(xiàn)性關(guān)系。性關(guān)系。h1-h0洛氏硬度測(cè)試示意圖洛氏硬度測(cè)試示意圖洛氏硬度計(jì)洛氏硬度計(jì)1HRC10HBS鋼球壓頭與金剛石壓鋼球壓頭與金剛石壓頭頭洛氏硬度壓痕洛氏硬度壓痕洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、迅速，壓痕小，可用洛

20、氏硬度的優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、迅速，壓痕小，可用于成品檢驗(yàn)。缺點(diǎn)是測(cè)量精度不高。于成品檢驗(yàn)。缺點(diǎn)是測(cè)量精度不高。注：不同級(jí)別的硬度值間無(wú)可比性。只有查表轉(zhuǎn)換注：不同級(jí)別的硬度值間無(wú)可比性。只有查表轉(zhuǎn)換成同一級(jí)別后才能比較。成同一級(jí)別后才能比較。洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有有9種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的種組合，對(duì)應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺：個(gè)標(biāo)尺：HRA、HRB、HRC、HRD、HRE、HRF、HRG、HRH和和HRK。這。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。屬材料。最常用標(biāo)尺是最常用標(biāo)尺是HRC、HR

21、B和和HRF，其中，其中HRC標(biāo)尺標(biāo)尺用于測(cè)試用于測(cè)試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。HRB標(biāo)尺用于測(cè)試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部標(biāo)尺用于測(cè)試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測(cè)試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。標(biāo)尺用于測(cè)試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際應(yīng)用上一般只限于測(cè)試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。應(yīng)用上一般只限于測(cè)試硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料

22、。用用101055mm帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在擺錘帶缺口的標(biāo)準(zhǔn)試樣，在擺錘的一次沖擊下打斷，測(cè)定試樣斷口處單位面積所的一次沖擊下打斷，測(cè)定試樣斷口處單位面積所消耗的功，即：消耗的功，即：ak=A/F=G（H-h)/F(J/cm2) J=N m試樣沖斷時(shí)所消耗的沖擊功試樣沖斷時(shí)所消耗的沖擊功AkAk為為: : A k = m g H m g h (J)沖擊韌性值沖擊韌性值akak)/(2cmJSAKK沖擊韌性是對(duì)材料的微觀組織的微小變化十分敏沖擊韌性是對(duì)材料的微觀組織的微小變化十分敏感的性能，當(dāng)兩種材料的靜態(tài)拉伸性能基本一樣感的性能，當(dāng)兩種材料的靜態(tài)拉伸性能基本一樣時(shí)，其沖擊值可能差別很大。時(shí)，其沖擊值可能差別很大。另外，另外， akak與溫度有很大關(guān)系，一般低溫時(shí)材料的與溫度有很大關(guān)系，一般低溫時(shí)材料的akak低。低。實(shí)際中，在動(dòng)載荷下工作的零件很少是因一次過(guò)實(shí)際中，在動(dòng)載荷下工作的零件很少是因一次過(guò)載沖擊而破壞，往往是因小能量的多次重復(fù)沖擊載沖擊而破壞，往往是因小能量的多次重復(fù)沖擊而斷裂，這時(shí)用而斷裂，這時(shí)用akak衡量其抗力不合適，而取決于衡量其抗力不合適，而取決于 b b。球墨鑄鐵。球墨鑄鐵 用來(lái)制做曲軸、連桿就是例子。用來(lái)制做曲軸、連桿就是例子。ak影響因素影響因素1. a1. ak k值取決于材料及其狀態(tài)，同時(shí)與材料值取決于材料及其狀態(tài)，同時(shí)與材料的形