【正文】 布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等 ）； ?劃痕法（如莫氏硬度） ； ?回跳法（如肖氏硬度） ； ?顯微硬度 ?高溫硬度 等。 20 3. 硬度的其它表示方法 ?（ 1）莫氏硬度（劃痕法） ☆ 19世紀(jì)，德國(guó)礦物學(xué)家 莫斯 ， 礦物學(xué) 或 寶石學(xué) ，也 用于其他固體物料的硬度 ☆ 劃痕法 ：用 棱錐形金剛鉆針 在所測(cè)物體的表面刻劃而發(fā)生劃痕。依據(jù) 劃痕的深度 分 十個(gè)等級(jí) 來(lái)表示物體的硬度 ： ① 滑石 (talc)1（硬度最?。?， ② 石膏 (gypsum)2， ③ 方解石 (calcite)3， ④ 螢石 (fluorite)4， ⑤ 磷灰石 (apatite)5， ⑥ 正長(zhǎng)石 (feldspar。orthoclase。periclase)6， ⑦ 石英 (quartz)7， ⑧ 黃玉 (topaz)8， ⑨ 剛玉 (corundum)9， ⑩ 金剛石 (diamond)10。 ☆ 硬度值并非絕對(duì)硬度值，而是按等級(jí)代碼值表示 硬度的順序 。 21 硬度 3. 硬度的其它表示方法 ?（ 2）肖氏硬度（回跳法） —— 將規(guī)定形狀的金剛石沖頭從固定的高度落在試樣的表面上，沖彈起一定高度，以?xún)筛叨鹊谋戎?，?jīng)計(jì)算得到試樣的肖氏硬度值 。 ?（ 3）顯微硬度 —— 也是硬度表示方法之一，多用于硬質(zhì)合金和硬質(zhì)化合物，顯微硬度 1800kg/mm2相當(dāng)于莫氏硬度10（金剛石）。 ?（ 4）高溫硬度 22 沖擊韌性 鋼材的沖擊韌性： 處在簡(jiǎn)支梁狀態(tài)的試樣在沖擊負(fù)荷作用下折斷時(shí)的沖擊功。 （ 1）沖擊韌性指標(biāo) 由夏比（ V形缺口）沖擊試驗(yàn)確定。 將標(biāo)準(zhǔn)彎曲 試樣置于沖擊機(jī)的支架 上，并使 切槽 位于 受拉 的一側(cè)（上圖）。當(dāng)試驗(yàn)機(jī)的重?cái)[從一定高度自由落下時(shí)，于切槽處將其打斷，試件吸收的能量等于重?cái)[所作的功 W，若試件在缺口處的最小截面面積為 A，則鋼材的沖擊韌性指標(biāo) ak=W/A (單位 J/cm2)。 ak值愈大，沖擊韌性愈好。 23 沖擊韌性 鋼材的沖擊韌性 與鋼材的化學(xué)成分、組織狀態(tài)、以及冶煉、加工都有關(guān)系，內(nèi)在缺陷及 環(huán)境溫度 也會(huì)影響鋼材的沖擊韌性。 ?脆性臨界溫度 數(shù)值愈低，說(shuō)明鋼材的低溫沖擊性能愈好。 （ 2）沖擊韌性隨溫度的降低而下降 ，其規(guī)律是：開(kāi)始下降緩和，當(dāng)達(dá)到一定溫度范圍時(shí)，突然下降很多而呈脆性，這種性質(zhì)稱(chēng)為 鋼材的冷脆性 ，這時(shí)的溫度稱(chēng)為 脆性臨界溫度 。 ?在負(fù)溫下使用的結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)選用 脆性臨界溫度低于 使用溫度的鋼材。 24 耐疲勞性 （ 1）鋼材的疲勞破壞： 承受交變荷載的反復(fù)作用時(shí)，鋼材在應(yīng)力低于其屈服強(qiáng)度的情況下突然發(fā)生脆性斷裂破壞的現(xiàn)象。 （ 2）危害： 疲勞破壞在低應(yīng)力作用下突然發(fā)生， 危害 極大。一般是由拉應(yīng)力引起的： ?局部細(xì)小裂紋（交變荷載作用下） ?裂紋逐漸擴(kuò)大（裂紋尖端應(yīng)力集中） ?直至突然發(fā)生瞬時(shí)疲勞斷裂。 25 （ 4）影響因素： 鋼材的疲勞強(qiáng)度與以下因素有關(guān)： ?組織結(jié)構(gòu) ?表面狀態(tài) ?合金成分 ?夾雜物 ?應(yīng)力集中等 一般地，鋼材的抗拉強(qiáng)度高，其疲勞極限也較高。 （ 3）鋼材的疲勞強(qiáng)度極限： 鋼材在承受無(wú)窮次 （ 2 106）交變荷載作用下而不致引起斷裂的 最大循環(huán)應(yīng)力值 。 耐疲勞性 26 工藝性能 （ 1）冷彎性能 冷彎性能是指鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，以試驗(yàn)時(shí)的彎曲角度 α和彎心直徑 d為指標(biāo)表示。 鋼材的 冷彎試驗(yàn) 是通過(guò)直徑（或厚度）為 a 的試件，采用規(guī)定的彎心直徑 d（ d = na , n為整數(shù)），彎曲到 規(guī)定的角度 時(shí)（ 180176?；? 90176。），檢查彎曲處 有無(wú)裂紋、斷層及起層 等現(xiàn)象。若沒(méi)有，則認(rèn)為冷彎性能合格。 ?伸長(zhǎng)率 ：鋼材在均勻變形下的塑性 ?冷彎性能 ：處于不利變形條件下的塑性，可揭示鋼材內(nèi)部組織是否均勻、是否存在內(nèi)應(yīng)力和夾雜物等缺陷。 27 工藝性能 （ 2）焊接性能 ?指鋼材在一定的焊接工藝條件下，在焊縫及其附近過(guò)熱區(qū)不產(chǎn)生裂紋及硬脆傾向， 焊接后鋼材的力學(xué)性質(zhì)（特別是強(qiáng)度）與母材性質(zhì)的一致程度 。 ?影響鋼材可焊性的主要因素是 化學(xué)成分 —— 隨含 碳 量、 合金元素 及 雜質(zhì)元素 含量的提高，鋼材的可焊性降低： ?如硫易產(chǎn)生熱脆性，使焊縫處產(chǎn)生硬脆及熱裂紋； ?含碳量超過(guò) ％，可焊性顯著下降等。 Back 28 167。 鋼材的組成結(jié)構(gòu)及對(duì)性能的影響 ?鋼材是 鐵碳合金晶體 。晶體結(jié)構(gòu)中各個(gè)原子是以金屬鍵相結(jié)合的，這是鋼材具有較高強(qiáng)度和良好塑性的基礎(chǔ)。 ?原子在晶粒中排列的規(guī)律不同，可以形成不同的晶格，鐵和碳兩種元素以不同的形態(tài)存在，這種形態(tài)稱(chēng)為 晶體組織 。 鋼材的晶體結(jié)構(gòu) 29 鋼材的基本晶體組織 鐵碳合金晶體中， Fe和 C有以下三種結(jié)合形式 ： ?（ 1）固溶體 —— 鐵（ Fe）中固溶著微量的碳 (C)： ?① 鐵素體 ?② 奧氏體 ?（ 2）化合物 —— 鐵和碳結(jié)合成化合物 Fe3Ｃ，含 C量 % ?③ 滲碳體，較高溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫，會(huì)分解而析出石墨 ?（ 3）機(jī)械混合物 —— 固溶體和化合物的混合物。 ?④ 珠光體 ?⑤ 萊氏體 30 鋼材的基本晶體組織 鋼的晶體組織 （ 1）鐵素體 鋼材中“鐵素體”，是指碳溶解在 α－ Fe中的間隙固溶體，其溶碳能力很小，常溫下僅能溶解 ％的碳，在 727℃ 時(shí)最大的溶碳能力為 ％，體心立方晶格。常用符號(hào) F表示。 ?由于鐵素體含碳量很低，其性能與純鐵相似，塑性、韌性很好，伸長(zhǎng)率 δ＝ 45％～ 50％。強(qiáng)度、硬度較低，抗拉強(qiáng)度 σb≈250MPa，而 HBS＝ 80。 ?鐵素體不銹鋼 ：是指在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。其含鉻量 11%~30%，體心立方晶體。 ?鐵素體有磁性 . 31 鋼材的基本晶體組織 （ 2）奧氏體 奧氏體是碳溶解在 γFe中的間隙固溶體，仍保持 γFe的面心立方晶格，常用符號(hào) A表示。其溶碳能力較大，在 727℃ 時(shí)溶碳為 ωc＝ ％ ,1148℃ 時(shí)可溶碳 ％。 ?奧氏體是在大于 727℃ 高溫下才能穩(wěn)定存在的組織。 ?奧氏體塑性好，是絕大多數(shù)鋼種在高溫下進(jìn)行壓力加工時(shí)所要求的組織。 ?奧氏體是