材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料在其他靜載荷下的力學(xué)性能(存儲(chǔ)版)
【正文】 陷。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn) 33 ?圖 29為 20CrMnTi鋼滲碳層表面含碳量對(duì)抗扭強(qiáng)度的影響。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn)的特點(diǎn) 36 ?切斷斷口 ：塑性材料的斷裂面與試樣軸線垂直，斷口平整，有回旋狀塑性變形痕跡，這是由切應(yīng)力作用的結(jié)果； ?正斷斷口 ：脆性材料的斷裂面與試樣軸線成 45 176。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn)的特點(diǎn) 39 ? 缺口效應(yīng) ?前面介紹的拉伸、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)等靜載荷試驗(yàn)方法，都是采用橫截面均勻的光滑試樣，實(shí)際生產(chǎn)的機(jī)件，截面上往往存在截面的急劇變化，如鍵槽、油孔、螺紋及焊縫等。 缺口效應(yīng) 42 ?二、 缺口試樣在塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布 ?對(duì)于塑性較好的金屬材料，若缺口根部產(chǎn)生塑性變形，應(yīng)力將重新分布，并隨著載荷的增大塑性區(qū)逐漸擴(kuò)大，直至整個(gè)截面上都產(chǎn)生塑性。此 時(shí)缺口強(qiáng)度可能高于光 滑試樣抗拉強(qiáng)度，也可 能低于光滑試樣（取決 于材料的塑性大小）。 缺口試樣靜拉伸試驗(yàn) 47 ?用途： ?缺口靜拉伸試驗(yàn)，廣泛應(yīng)用于高強(qiáng)度鋼（淬火低中溫回火）的力學(xué)性能、鋼和鈦的氫脆，以及研究高溫合金的缺口敏感性等。曲線所包圍的面積分為彈性區(qū) Ⅰ、塑性區(qū) Ⅱ 和斷裂區(qū) Ⅲ 。 ?其 物理意義 隨試驗(yàn)方法不同而不同。 ?應(yīng)用： ?硬度試驗(yàn)由于設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便、迅速，同時(shí)又能敏感地反映出金屬材料的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)的差異，因而被廣泛用于檢查金屬材料的性能、熱加工工藝的質(zhì)量或研究金屬組織結(jié)構(gòu)的變化。壓痕面積大的 優(yōu)點(diǎn)： ?（ 1） 硬度值能反映金屬在較大范圍內(nèi)各組成相的平均性能，而不受個(gè)別組成相及微小不均勻性的影響。 ?例：當(dāng)用 10 mm淬火鋼球，在 3000 kgf載荷作用下保持 30 s時(shí)測(cè)得的硬度值為 280，則記為280HBS/3000/30。 ?（ c） F1卸除后，總變形中的彈性變形恢復(fù)，壓頭回升一段距離（ h2h1），此時(shí)塑性變形深度即為壓痕深度 h，最終表盤指針?biāo)讣礊槁迨嫌捕戎怠? 硬度試驗(yàn) 65 ?洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn) ： ?1. 操作簡(jiǎn)便、迅速、硬度值可直接讀出； ?2. 壓 痕較小 ，可在工件上直接實(shí)驗(yàn)； ?3. 采用不同標(biāo)尺可測(cè)定各種軟硬不同的 金屬和厚薄不一的 試樣的硬度 ，可廣泛用于熱處理質(zhì)量檢驗(yàn)。 硬度試驗(yàn) 70 ?維氏硬度試驗(yàn)常用試驗(yàn)力范圍 為 ~。 ?例如 :640HV30/20表示：載荷 30kgf作用下，持續(xù)20s測(cè)得的維氏硬度為 640； ?600HV30表示：用 30kgf試驗(yàn)力保持 10～ 15s測(cè)定的維氏硬度值為 600。 硬度試驗(yàn) 75 ?努氏硬度試驗(yàn)由于壓痕細(xì)長(zhǎng)，只需測(cè)量對(duì)角線的長(zhǎng)度，所以精確度較高，對(duì)于表面淬硬層或滲層、鍍層等薄層區(qū)域的硬度測(cè)定以及滲層截面上硬度分布的測(cè)定較為方便。 硬度試驗(yàn) 。 ，所以試樣上得到的是長(zhǎng)、短對(duì)角線長(zhǎng)度比 （ l/w）為 。 HV前面的數(shù)字表示硬度值， HV后面的數(shù)字表示試驗(yàn)所用載荷和載荷持續(xù)時(shí)間。 硬度試驗(yàn) 69 ?維氏硬度 值（ HV）為試驗(yàn)力 F除 以壓痕 表面積 A所得 的商， 即 ?維氏硬度值也不標(biāo)注單位。 ?如 60HRBW表示用硬質(zhì)合金球壓頭在 B標(biāo)尺上測(cè)得的洛氏硬度值為 60。 硬度試驗(yàn) 62 硬度試驗(yàn) ?（ a）試驗(yàn)時(shí)先加初始試驗(yàn)力 F0，以保證壓頭與試樣表面接觸良好，得到一個(gè)壓痕深度 h0，此時(shí)指針指零。 ?適用于工廠、車間、試驗(yàn)室、大專院校和科研機(jī)構(gòu)。 2s。 金屬硬度的意義及硬度試驗(yàn)的特點(diǎn) 54 金屬硬度的意義及硬度試驗(yàn)的特點(diǎn) ?優(yōu)點(diǎn)： ?硬度試驗(yàn)一般僅在金屬表面局部體積內(nèi)產(chǎn)生很小的壓痕 ，因而很多機(jī)件可在成品上試驗(yàn)，而無需專門加工試樣。 缺口試樣靜彎曲試驗(yàn) 52 ? 金屬 硬度的意義及硬度試驗(yàn)的 特點(diǎn) ?硬度試驗(yàn)方法很多，大體上分為彈性回跳法 (如肖氏硬度 )、壓入法 (如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等 )和劃痕法 (如莫氏硬度 )等三類。 缺口試樣靜彎曲試驗(yàn) 50 ?下圖為某種金屬材料的缺口試樣靜彎曲曲線。 脆性材料如鑄鐵、高碳鋼的 NSR總是小于 1，表明缺口根部尚未發(fā)生明顯塑性變形時(shí)就已經(jīng)斷裂，對(duì)缺口很敏感。 ?不是強(qiáng)化金屬的有效途徑，使材料脆性增加。 ?兩向或三向不等拉伸的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) α，使金屬難以產(chǎn)生塑性變形。因此，扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)在科研和生產(chǎn)檢驗(yàn)中得到較廣泛地應(yīng)用。 ?（ 4） 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)的最大正應(yīng)力與最大切應(yīng)力在數(shù)值上大體相等，而生產(chǎn)上所用大部分金屬材料的正斷抗力大于切斷抗力，所以扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)是測(cè)定這些材料切斷抗力最可靠的方法。 扭轉(zhuǎn) 試驗(yàn) 31 ?（ 2） 扭轉(zhuǎn)屈服點(diǎn) τs ?具有明顯拉伸物理屈服現(xiàn)象的金屬材料，扔轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)也同樣有屈服現(xiàn)象。 27 ?（ 1）彎曲試驗(yàn)的試樣形狀簡(jiǎn)單、操作方便，不存在拉伸試驗(yàn)時(shí)的試樣偏斜對(duì)結(jié)果的影響，可用彎曲的撓度顯示材料的塑性。 ?材料的塑性： 用最大彎曲撓度fmax表示。又如，在拉伸或壓縮載荷下產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的金屬，在彎曲載荷下顯示不出來。 ? 壓縮曲線 上確定最大 壓縮力 Fbc （或 直接從試驗(yàn)機(jī)的測(cè) 力圓盤上讀出）， 然后按下式計(jì)算： 單向壓縮試驗(yàn) 16 ?（ 1） 單向壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)α=2， 比拉伸 、 扭轉(zhuǎn) 、彎曲的應(yīng)力狀態(tài)都軟 ，所以 主要用于拉伸時(shí)呈脆性的金屬材料力學(xué)性
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