大學(xué)課件金屬的性能

1、第一節(jié) 金屬的力學(xué)性能,第一章 金屬的性能,第二節(jié) 金屬的工藝性能,回主頁,第一節(jié) 金屬的力學(xué)性能,一、 強 度,四、 沖擊韌性,三、 硬 度,二、 塑 性,上一頁,下一頁,回主頁,（一）強度的概念,（二）強度的測定拉伸實驗,（三）強度指標,一、 強 度,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,指金屬在靜載荷作用下，抵抗塑性變形或斷裂 的能力。,1. 定義,2. 應(yīng)用,強度是機械零件（或工程構(gòu)件）在設(shè)計、加工、使用過程中的主要性能指標，特別是選材和設(shè)計的主要依據(jù)。,（一）強度的概念,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（二）強度的測定拉伸實驗,1. 拉伸試樣（GB6397-86）,2. 力伸長曲線（以低碳

2、鋼試樣為例）,3. 脆性材料的拉伸曲線,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,1. 拉伸試樣（GB6397-86）,長試樣：L0=10d0,短試樣：L0=5d0,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,2. 力伸長曲線,彈性變形階段,屈服階段,頸縮現(xiàn)象,拉伸試驗中得出的拉伸力與伸長量的關(guān)系曲線。,強化階段,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,3. 脆性材料的拉伸曲線（與低碳鋼試樣相對比）,脆性材料在斷裂前沒有明顯的屈服現(xiàn)象。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（三）強度指標,1.屈服點,2.抗拉強度,在拉伸試驗過程中，載荷不增加，試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力，用符號s表示。,材料在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力，用符號b表

3、示。,脆性材料的屈服點：,試樣卸除載荷后，其標距部分的殘余伸長率達到試樣標距長度的0.2%時的應(yīng)力，用符號0.2表示。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,1.屈服點,應(yīng)用：s和0.2常作為零件選材和設(shè)計的依據(jù)。,脆性材料的屈服點,L,F,0,F0.2,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,計算公式,2.抗拉強度,應(yīng)用：脆性材料制作機械零件和工程構(gòu)件時的選材和設(shè)計的依據(jù)。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,計算公式,（二）衡量指標,二、 塑 性,金屬材料斷裂前發(fā)生永久變形的能力。,斷面收縮率：,伸長率：,試樣拉斷后，標距的伸長與原始標距的百分比。,試樣拉斷后，頸縮處的橫截面積的縮減量與原始橫截面積的百分比

4、。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（一） 定義,伸長率（ ）,l1試樣拉斷后的標距,mm;,l0試樣的原始標距,mm。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,斷面收縮率（ ）,S0試樣原始橫截面積,mm2；,S1頸縮處的橫截面積,mm2 。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（一）布氏硬度,（二）洛氏硬度,三、 硬 度,1. 原理,2. 應(yīng)用,3. 優(yōu)缺點,1. 原理,2. 應(yīng)用,3. 優(yōu)缺點,4. 實驗（錄像）,4. 實驗（錄像）,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（一）布氏硬度,布氏硬度試驗是指用一定直徑的 球體（鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗力壓入式樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時間后卸除試驗力，用測量的表

5、面壓痕直徑計算硬度的一種壓痕硬度試驗。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,布氏硬度試驗原理圖,1. 原理,（一）布氏硬度,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（一）布氏硬度,使用剛球壓頭時布氏硬度值用符號HBS表示；使用硬度合金壓頭時用符號HBW表示。 在實際測試時，不必用公式計算，一般用讀數(shù)顯微鏡測出壓痕直 徑d，然后根據(jù) d大小查表，即可求出所測的硬度值。 舉例:,測量比較軟的材料。測量范圍 HBS450、HBW650的金屬材料。,3. 優(yōu)缺點,2. 應(yīng)用,壓痕大，測量準確，但不能測量成品件。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,4. 實驗（錄像）,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,1. 原理,（二）

6、洛氏硬度,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,（二）洛氏硬度,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,2. 應(yīng)用范圍,2067,1500N,120金剛石圓錐體,HRC,25100,1000N,1.588mm鋼球,HRB,7085,600N,120金剛石圓錐體,HRA,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,常用洛氏硬度標度的試驗范圍,優(yōu)點：操作簡便、迅速，效率 高，可直接測量成品件 及高硬度 的材料。,3. 優(yōu)缺點,缺點：壓痕小，測量不準確， 需多次測量。,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,4. 實驗（錄像）,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,四、沖擊韌性,金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。,（三）沖擊試驗原 理及方法,（一）定義,（二）沖擊試樣,返 回,上一頁,下一頁,回主頁,計算公式 Ak=GH1 - GH2 =G（H1 - H2）,試驗原理：試樣被沖斷過程中吸收的能量即沖擊吸收功（Ak ）等于擺錘沖擊試樣前后的勢能差。,返 回,上一頁,下一頁,