材料的力學(xué)性能 (2)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 （ b） 均勻屈服型應(yīng)力－應(yīng)變曲線(xiàn)，試樣受力產(chǎn)生彈性變形后，出現(xiàn)了明顯上、下屈服點(diǎn)。 （多是由于孿生或者溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的交互作用） RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 切應(yīng)力和正應(yīng)力對(duì)材料的變形和斷裂起著不同的作用： 切應(yīng)力是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力，只有切應(yīng)力，才能引起塑性變形，而正應(yīng)力主要決定斷裂的發(fā)展過(guò)程，因?yàn)橹挥欣瓚?yīng)力，才能促使裂紋的擴(kuò)展。 弗里德曼統(tǒng)一考慮了不同應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度極限與失效形式，用圖解的方法把它們的關(guān)系作了概括－－力學(xué)狀態(tài)圖 。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) M ??pp WM? ? WM? ?曲線(xiàn) 扭轉(zhuǎn)圖 bb WM? ?扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度 扭轉(zhuǎn)條件強(qiáng)度極限 扭轉(zhuǎn)比例極限 －扭矩； －扭轉(zhuǎn)角 (標(biāo)距 l0上兩個(gè)截面間的相對(duì)扭轉(zhuǎn)角 ) M ?W － 樣截面系數(shù) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 扭轉(zhuǎn) 切斷 （塑性材料） 正斷 （脆性材料） 組合切斷 （在鍛造或軋制過(guò)程中使夾雜或偏析物沿軸向分布，降低了軸向切斷抗力 τ K，形成縱向和橫向的組合切斷斷口。 ④ 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，試樣橫截面上沿直徑方向切應(yīng)力和切應(yīng)變的分布是不均勻的，表面的應(yīng)力和應(yīng)變最大。對(duì)顯示材料體積性缺陷，特別是靠近心部的材質(zhì)缺陷不敏感。所以，這種試驗(yàn)很適于評(píng)定脆性和低塑性材料的性能； ? 彎曲試驗(yàn)不能使塑性很好的材料斷裂破壞，不能測(cè)定其彎曲斷裂強(qiáng)度，但是，可以比較一定彎曲條件下不同材料的塑性； ? 彎曲試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)截面上的應(yīng)力分布是不均勻的，表面應(yīng)力最大，可以較靈敏地反映材料的表面缺陷情況。例如灰鑄鐵在拉伸試驗(yàn)時(shí)，表現(xiàn)為垂直于載荷軸線(xiàn)的正斷，塑性變形幾乎為零；而在壓縮試驗(yàn)時(shí)，則能產(chǎn)生一定的塑性變形，并能沿與軸線(xiàn)成 45176。 ③對(duì)于塑性材料，只能壓扁，不能壓破，試驗(yàn)只是測(cè)得彈性模量、比例極限和彈性極限等指標(biāo)，而不能測(cè)得壓縮強(qiáng)度極限。 在壓入法中，根據(jù)加載速度不同，又分為靜載壓入法和動(dòng)載壓入法 (彈性回跳法 )。 因此，硬度值實(shí)際上不是一個(gè)單純的物理量，它是表征材料的彈性、塑性、形變強(qiáng)化、強(qiáng)度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標(biāo)。 222()PHBDD dD???? RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 壓痕相似原理 對(duì)同一種材料，采用不同的 P和 D進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，能否得到統(tǒng)一的布氏硬度值，關(guān)鍵在于壓痕的幾何形狀是否相似。 布氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)： 1）是其壓頭為淬火鋼球，由于鋼球本身的變形問(wèn)題，不能用來(lái)測(cè)量過(guò)硬材料的硬度，一般在 HB450以上就不能使用了； 2）由于壓痕較大，不利于對(duì)表面有質(zhì)量要求的成品進(jìn)行硬度檢驗(yàn)。 的金剛石圓錐體制成，適于測(cè)定淬火鋼材等較硬的金屬材料；軟質(zhì)的為直徑(1/16英寸 )的鋼球。 壓頭類(lèi)型 120o金剛石圓錐體 標(biāo)度符號(hào) HR15N HR30N HR45N HR15T HR30T HR45T 總載荷 10N 15 30 45 15 30 45 測(cè)量范圍 68－ 92 39－ 83 17－ 72 70－ 92 35－ 82 7－ 72 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 洛氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)： ① 簡(jiǎn)便迅速，效率高。 洛氏硬度試驗(yàn)的缺點(diǎn)： ① 洛氏硬度是人為定義的，使得不同標(biāo)尺的洛氏硬度值無(wú)法相互比較； ② 由于壓痕小，所以洛氏硬度對(duì)材料組織不均勻性很敏感，測(cè)試結(jié)果比較分散，重復(fù)性差，因而不適用于具有粗大、不均勻組織材料的硬度測(cè)定。 ，所加的載荷較小，測(cè)定維氏硬度時(shí)，也是以一定的壓力將壓頭壓入試樣表面，保持一定的時(shí)間后，卸除壓力，于是，在試樣表面上，留下壓痕 。 ?維氏硬度的表示方法與布氏硬度的相同。 維氏硬度試驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)： ① 由于維氏硬度測(cè)試采用四方角錐體壓頭，在各種載荷作用下，所得的壓痕幾何相似。 ③ 當(dāng)材料的硬度小于 450HV時(shí)，維氏硬度值與布氏硬度值大致相同。測(cè)定極小范圍內(nèi)物質(zhì)的硬度，或者研究擴(kuò)散層組織、偏析相、硬化層深度以及極薄件等，上述方法就不適用了；此外，像陶瓷這樣的脆性材料，用上述方法所施加的載荷大，則會(huì)容易使陶瓷材料破碎。 顯微硬度計(jì) 納米硬度計(jì) RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 維氏顯微硬度 維氏顯微硬度試驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是小載荷的維氏硬度試驗(yàn)，其測(cè)試原理和維氏硬度試驗(yàn)相同，并仍用符號(hào) HV表示。 ，兩短棱夾角為 130176。 1806年，由肖爾 (Shore)提出，故稱(chēng)為肖氏硬度。鋼球的沖擊能量一部分轉(zhuǎn)變成塑性變形功被試件所吸收，另一部分轉(zhuǎn)變成彈性變形功而被試件儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)彈性變形恢復(fù)時(shí)，能量被釋放出來(lái)，使鋼球回跳到一定高度。 其缺點(diǎn)是： 試樣結(jié)果的準(zhǔn)確性受人為因素影響較大，所以在科學(xué)研究中，較少使用。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學(xué)性能 里氏硬度 里氏硬度儀的主要特點(diǎn)如下： 肖氏及里氏硬度均屬動(dòng)載測(cè)試法，但肖氏考察的是沖擊體反彈的垂直高度，因此肖氏硬度儀要垂直向下使用，這勢(shì)必在實(shí)際使用中造成很大的局限性；而里氏硬度計(jì)考察的是沖擊體反彈與沖擊的速度，通過(guò)速度修正，可在任意方向上使用，極大地方便了使用者。
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