【正文】 ?（ 2） 硬度 值不是試驗力除以壓痕表面積，而是除以壓痕投影面積 。 ?維氏硬度試驗之所以采用正四 棱錐體壓頭 ，是為了當改變 試驗力 時 ，壓痕的幾何 形狀總保持 相似，而不致影響硬度 值。 ?（ b）施加主作用力 F1，壓頭壓入深度為 h1，表逆時針轉(zhuǎn)到相應(yīng)刻度位置，h1包括彈性變形與塑性變形。 硬度試驗 58 ?布氏硬度試驗時一般采用直徑較大的壓頭，因而所得壓痕面積較大。 ?硬度是表征金屬材料軟硬程度的一種性能。 ?高強度材料的 NSR一般也小于 1；塑性材料 — 般 NSR大于 1。 ?脆性 材料或低塑性材料進行缺口試樣拉伸時，很難通過缺口根部極為有限的塑性變形使應(yīng)力重新分布，往往直接由彈性變形過渡到斷裂，所以缺口試樣的抗拉強度必然比光滑試樣的低。 ?此外，根據(jù)扭轉(zhuǎn)試樣的宏觀斷口特征，還可明確區(qū)分金屬材料最終斷裂方式是正斷還是切斷。 彎曲試驗方法常用于測定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼及硬質(zhì)合金等脆性與低塑性材料的強度和顯示塑性的差別。因此，對于承受彎曲載荷的機件如軸、板狀彈簧等，常用彎曲試驗測定其力學性能，以作為設(shè)計或選材的依據(jù)。為排除這種影響，使試驗結(jié)果可以相互比較，必須采用相同的 h0/d0試樣。以方便選擇檢測方法。對于金屬材料， ν取 ，則 α值 為 第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) 7 第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) 8 ? 物理意義： ? α 值越大的試驗方法，試樣中最大切應(yīng)力分量越大，表示應(yīng)力狀態(tài)越“軟”，金屬越易于產(chǎn)生塑性變形和韌性斷裂。因此，拉伸試驗時所定義的各個力學性能指標和相應(yīng)的計算公式，在壓縮試驗中基本上都能應(yīng)用。 （ 2）三點彎曲加載： 試件在最大彎矩附近處斷裂，方法簡單，故常用。 第四節(jié) 扭轉(zhuǎn) 29 ?扭轉(zhuǎn)圖 :根據(jù)每一時刻加于試樣上的扭矩 T和扭轉(zhuǎn)角 ψ (在試樣標距 L0上的兩個截面間的相對扭轉(zhuǎn)角 )繪制成 T－ ψ曲線，稱為扭轉(zhuǎn)圖 。因此，可以根據(jù)斷口宏觀特征來判斷承受扭矩而斷裂的機件的性能。 缺口效應(yīng) 43 ?雖然缺口提高了塑性材料 的 “強度”，但是 由于缺口的約束塑性變形，所以 使塑性降低，增加了材料的變脆傾向 。 的 V型缺口試樣。在這樣的應(yīng)力狀態(tài)下，幾乎所有的金屬材料都能產(chǎn)生塑性變形。當壓痕直徑較大時，不宜在成品上進行試驗。 硬度試驗 64 ?洛氏硬度的表示方法： ?硬度 值、符號 HR、標尺字母。這就是 顯微維氏硬度 （ 顯微硬度 ）。 ?里氏硬度的符號 為 HL。 ?維氏硬度的缺點： ?需要通過測量壓痕對角線長度后才能進行計算或查表，工作效率比洛氏硬度法低得多。 硬度試驗 66 ?三、維氏硬度試驗 ?維氏硬度試驗的原理與布氏硬度相同，也是根據(jù)壓痕單位面積所承受的試驗力計算硬度值。 ?如， 50HBW5/750表示用直徑為 5 mm的硬質(zhì)合金球，在 750 kgf載荷作用下保持 10~15s測得的布氏硬度值為 50。測量壓痕的平均直徑 d（ mm），求得壓痕球形面積 A（mm2）。 缺口試樣靜彎曲試驗 51 ?斷裂功的大小取決于材料塑性。 ?這種情況下缺口的存在對斷裂 的影響不大。 ?由于 缺口的存在，在靜載荷作用下，缺口截面上的應(yīng)力狀態(tài)將會發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的“ 缺口效應(yīng) ”，從而影響金屬材料的力學性能 。這對指導生產(chǎn)是很有意義的。 23 彎曲試驗方法 24 彎曲試驗方法 25 彎曲試驗方法 26 彎曲試驗方法 ?脆性材料的抗彎強度 σbb σbb=Mb / W ? Mb為試件斷裂時的彎矩 。 壓縮試驗 的特點 18 ?對于接觸面處承受多向壓縮應(yīng)力的機件，如滾動軸承、套圈與滾動體，常采用多向壓縮實驗。 第一節(jié) 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) 11 ? 單向壓縮試驗 ?壓縮試驗： 對試樣施加軸向壓力，在其變形和斷裂過程中測定材料的強度和塑性等力學性能指標的試驗方法。1 主講人 : 張寧 2 ? 研究金屬材料在常溫靜載荷下的力學性能時，除采用單向靜拉伸試驗方法外，有時還選用 壓縮 、彎曲 、 扭轉(zhuǎn) 等試驗方法。 ?（ 4）材料的硬度試驗同于三向不等壓縮應(yīng)力狀態(tài)，應(yīng)力狀態(tài)非常軟，因此硬度試驗可在各種材料上進行。 方向產(chǎn)生斷裂 ， 具有 切斷特征 。對這些材料應(yīng)采用拉伸試驗。由圖可見，控制表面含碳量 w(C)為％ ％，可獲得最大的抗扭強度。這種截面變化的部位可稱為“ 缺口 ”。 44 脆性材料 中等塑性 塑性材料 纖維區(qū) 圓柱缺口試樣斷裂過程 45 ?良好塑性材料（ c） ：材料從缺口面開始向內(nèi)，發(fā)生完全屈服，應(yīng)力最大點位于缺口中心；此時與光滑試樣頸縮后的樣品類似，裂紋起源于樣品中心，然后以微孔生成、聚集的方式向外擴展，最終形成杯錐狀斷口。各區(qū)所占面積分別表示彈性變形功、塑性 變 形勸和斷裂功的大小。 55 ?一、布氏硬度試驗 ?原理： ?用一定直徑 D（ mm）的硬質(zhì)合金球為壓頭，施以一定的試驗力 F（ N），將其壓入試樣表面（右圖 a），經(jīng)過規(guī)定的保持時間 t（ s）后卸除試驗力，試樣表面將殘留壓痕（右圖 b）。當保持時間為 10~15s時可不標注。 ?洛氏硬度的缺點： ?1. 壓痕較小，代表性差； ?2. 若材料中存在偏析及組織不均勻等缺陷，則所測硬度值重復性差，分散度大； ?3. 用不同標尺