材料的力學性能 (2)-預覽頁
【正文】 （ b） 均勻屈服型應力－應變曲線，試樣受力產(chǎn)生彈性變形后，出現(xiàn)了明顯上、下屈服點。 （多是由于孿生或者溶質原子與位錯的交互作用） RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 切應力和正應力對材料的變形和斷裂起著不同的作用： 切應力是位錯運動的推動力，只有切應力，才能引起塑性變形，而正應力主要決定斷裂的發(fā)展過程，因為只有拉應力，才能促使裂紋的擴展。 弗里德曼統(tǒng)一考慮了不同應力狀態(tài)下的強度極限與失效形式，用圖解的方法把它們的關系作了概括－－力學狀態(tài)圖 。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 扭轉 M ??pp WM? ? WM? ?曲線 扭轉圖 bb WM? ?扭轉屈服強度 扭轉條件強度極限 扭轉比例極限 －扭矩； －扭轉角 (標距 l0上兩個截面間的相對扭轉角 ) M ?W － 樣截面系數(shù) RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 扭轉 切斷 （塑性材料） 正斷 （脆性材料） 組合切斷 （在鍛造或軋制過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 扭轉試驗時，試樣橫截面上沿直徑方向切應力和切應變的分布是不均勻的，表面的應力和應變最大。對顯示材料體積性缺陷，特別是靠近心部的材質缺陷不敏感。所以，這種試驗很適于評定脆性和低塑性材料的性能； ? 彎曲試驗不能使塑性很好的材料斷裂破壞，不能測定其彎曲斷裂強度，但是，可以比較一定彎曲條件下不同材料的塑性； ? 彎曲試驗時，試驗截面上的應力分布是不均勻的，表面應力最大，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時，表現(xiàn)為垂直于載荷軸線的正斷，塑性變形幾乎為零；而在壓縮試驗時，則能產(chǎn)生一定的塑性變形，并能沿與軸線成 45176。 ③對于塑性材料，只能壓扁，不能壓破，試驗只是測得彈性模量、比例極限和彈性極限等指標，而不能測得壓縮強度極限。 在壓入法中，根據(jù)加載速度不同，又分為靜載壓入法和動載壓入法 (彈性回跳法 )。 因此，硬度值實際上不是一個單純的物理量，它是表征材料的彈性、塑性、形變強化、強度和韌性等一系列不同物理量組合的一種綜合性能指標。 222()PHBDD dD???? RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 壓痕相似原理 對同一種材料，采用不同的 P和 D進行試驗時，能否得到統(tǒng)一的布氏硬度值，關鍵在于壓痕的幾何形狀是否相似。 布氏硬度試驗的缺點： 1）是其壓頭為淬火鋼球，由于鋼球本身的變形問題，不能用來測量過硬材料的硬度，一般在 HB450以上就不能使用了； 2）由于壓痕較大，不利于對表面有質量要求的成品進行硬度檢驗。 的金剛石圓錐體制成，適于測定淬火鋼材等較硬的金屬材料；軟質的為直徑(1/16英寸 )的鋼球。 壓頭類型 120o金剛石圓錐體 標度符號 HR15N HR30N HR45N HR15T HR30T HR45T 總載荷 10N 15 30 45 15 30 45 測量范圍 68－ 92 39－ 83 17－ 72 70－ 92 35－ 82 7－ 72 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 洛氏硬度試驗的優(yōu)點： ① 簡便迅速，效率高。 洛氏硬度試驗的缺點： ① 洛氏硬度是人為定義的，使得不同標尺的洛氏硬度值無法相互比較； ② 由于壓痕小，所以洛氏硬度對材料組織不均勻性很敏感，測試結果比較分散，重復性差，因而不適用于具有粗大、不均勻組織材料的硬度測定。 ，所加的載荷較小，測定維氏硬度時，也是以一定的壓力將壓頭壓入試樣表面，保持一定的時間后，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。 維氏硬度試驗的優(yōu)點： ① 由于維氏硬度測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 當材料的硬度小于 450HV時，維氏硬度值與布氏硬度值大致相同。測定極小范圍內(nèi)物質的硬度，或者研究擴散層組織、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，則會容易使陶瓷材料破碎。 顯微硬度計 納米硬度計 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 維氏顯微硬度 維氏顯微硬度試驗實質上就是小載荷的維氏硬度試驗，其測試原理和維氏硬度試驗相同，并仍用符號 HV表示。 ，兩短棱夾角為 130176。 1806年，由肖爾 (Shore)提出，故稱為肖氏硬度。鋼球的沖擊能量一部分轉變成塑性變形功被試件所吸收，另一部分轉變成彈性變形功而被試件儲存起來，當彈性變形恢復時，能量被釋放出來，使鋼球回跳到一定高度。 其缺點是： 試樣結果的準確性受人為因素影響較大，所以在科學研究中，較少使用。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 里氏硬度 里氏硬度儀的主要特點如下： 肖氏及里氏硬度均屬動載測試法，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，這勢必在實際使用中造成很大的局限性；而里氏硬度計考察的是沖擊體反彈與沖擊的速度，通過速度修正，可在任意方向上使用，極大地方便了使用者。
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