材料的力學性能(2)-文庫吧在線文庫
【正文】 性等） 工藝性能 （焊接、成形等） 化學性能 （耐腐蝕、抗氧化等） RAL 0 緒論 材料的力學性能 是指材料在外加載荷（外力或能量）作用下，或載荷與環(huán)境因素（溫度、介質和加載速率）聯(lián)合作用下所表現出的行為。 RAL 材料在靜載荷下的 力學性能 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 材料力學性能指標是結構設計、材料選擇、工藝評價以及材料檢驗的主要依據。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 強度指標及其測定方法 （ 2）彈性極限 ?e? Pe/A0 (MPa) 應力－應變曲線中，應力在 σ e時稱為彈性強度極限，該階段為彈性變形階段。 曲線上的最大應力 σb為抗拉強度極限，它是由試樣拉斷前最大載荷所決定的條件臨界應力，即試樣所能承受的最大載荷除以原始截面積。 在工程上使用的脆性材料并非都屬于完全的脆性，尤其是金屬材料，絕大多數都有些塑性，在拉伸變形后，即便是脆性材料，也或多或少會產生一些塑性變形 .(c) RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 脆性材料的斷裂強度等于甚至低于彈性極限，因此斷裂前不發(fā)生塑性變形，其抗拉強度比較低，但是這種材料的抗壓強度比較高，一般情況下，脆性材料的抗壓強度比抗拉強度大幾倍，理論上可以達到抗拉強度的 8倍。） （ c） 彈性變形之后，有一系列的鋸齒疊加于拋物線型的塑性流變曲線上。 彈性變形區(qū) 彈塑性變形區(qū) 切斷區(qū) 正斷區(qū) 對于不同的材料，其力學性能指標 τs,τK和 σK也各不相同，只有選擇與應力狀態(tài)相適應的試驗方法進行試驗時，才能顯示出不同材料性能上的特點。還可以用扭轉試驗的這種特點對表面淬火、化學熱處理等表面強化工藝進行研究。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 壓縮 ① 對于脆性或低塑性的材料，為了解其塑性指標，可以采用壓縮試驗。一般認為，硬度表示材料表面抵抗局部壓入變形或刻劃破裂的能力。 1900年由瑞典人布利奈爾 (Brinell)提出而得名。 洛氏硬度的壓頭分為硬質和軟質兩種。 ② 對試樣表面造成損傷較小，可用于成品零件的質量檢驗。 221362 s i n1 . 8 5 4 42oP PHVdd???維氏硬度試驗時，所加的載荷為 50， 100， 200， 300， 500， 1000N等 6種； ?當載荷一定時，即可根據 d值，算出維氏硬度值。維氏硬度法測量范圍較寬，軟硬材料都可以測試，而不存在洛氏硬度法那種不同標尺的硬度無法統(tǒng)一的問題，并且比洛氏硬度法能更好地測定薄件或薄層的硬度，因而常用來測定表面硬化層以及儀表零件的硬度。 所謂顯微硬度試驗，一般是指測試載荷小于 200g力的硬度試驗。測量時，只測量長對角線的長度，所以測量精度較高，對測量薄層的硬度及檢查硬化層的硬度分布很有價值，比維氏硬度好。 肖氏硬度值只能對彈性模量相同的材料進行測定比較。由于硬度計工作臺無法容納，所以根本無法檢測。 硬度傳感器的沖擊體在與被測工件沖擊過程中，距工件表面 1mm時的反彈速度與沖擊速度的比值乘以 1000，定義為里氏硬度值，以 HL表示里氏硬度計算公式如下： HL=Vb/Va 1000 式中， Vb：反彈速度， Va：沖擊速度。肖氏硬度用 HS表示。 努氏硬度 努氏 (Knoop)硬度原理與維氏硬度相同，只是壓頭形狀不同。但隨著自動維氏硬度機的發(fā)明，這一缺點將會被克服。若不知待測試件的硬化層厚度，則可在不同的載荷下，按照從小到大的順序進行試驗。 維氏硬度的測定原理和方法基本上與布氏硬度的相同，也是根據單位壓痕表面積上所承受的壓力來定義硬度值。 鋼球壓頭 壓頭類型 初載荷 /kg 總載荷 /kg 表盤刻度顏色 應用范圍 HRA 120o金剛石 10 60 黑色 70－ 85 HRB 10 100 紅色 25－ 100 HRC 120o金剛石圓錐體 10 150 黑色 20－ 67 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 表面洛氏硬度 由于洛氏硬度試驗所用載荷較大，不宜用來測定極薄工件及各種表面處理層 (如表面滲碳、滲氮層等 )的硬度。滿足這種關系時，改變 P和D，也可保證布氏硬度值不變。 試驗方法不同，硬度值的物理意義也不同。 ②拉伸時所定義的各種性能指標和相應的計算公式在壓縮試驗中仍適用。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 彎曲 通過彎曲試驗，可以測量： ① 規(guī)定非比例彎曲應力 ② 抗彎強度 ③ 從彎曲載荷－撓度曲線上還可測出彎曲彈性模量、斷裂撓度及斷裂能力 (曲線下面所包圍的面積 )等性能指標。 ② 用圓柱形試樣進行扭轉試驗時，從試驗開始到試樣破壞為止，試樣沿整個長度上的塑性變形始終是均勻發(fā)生的，不出現靜拉伸時所出現的頸縮現象，因此，對于那些塑性很好的材料，用這種試驗方法可以精確地測定其應力和應變關系。 不同的加載方式決定了不同的應力狀態(tài)，不同的應力狀態(tài)對材料的變形和斷裂性質產生不同的影響。 ③ 頸縮開始后，塑性變形集中在頸縮區(qū)，試樣的橫截面面積急劇減小，雖然工程應力隨應變增加而減少，但真應力仍然增大，真應力－應變曲線顯示出與工程應力－應變曲線不同的變化趨勢。 RAL 1 材料在靜載荷下的力學性能 塑性指標：材料斷裂前發(fā)生永久塑性
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