【正文】 ，而仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)（變形）時(shí)的應(yīng)力。 – 能夠靈敏地顯示材料的宏觀缺陷和組織微小變化，因此在生產(chǎn)中可用來檢驗(yàn)材料的冶金質(zhì)量 ,熱加工質(zhì)量 沖擊韌度對(duì)材料的意義 : 來越低 → 冷脆現(xiàn)象 – 在韌脆轉(zhuǎn)變溫度以下，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)。這里用試樣承受的載荷除以試樣的原始橫截面積 S 0表示 : F ζ= —— ( M pa ) S 0 應(yīng)變 ε： 單位長(zhǎng)度的伸長(zhǎng)量。) Sk 二、沖擊吸收功和沖擊韌度 就是試樣缺口處單位截面積上所消耗的沖擊功。 ? ? ——引起疲勞破壞的外力，指載荷大小、甚至方向均隨時(shí)間變化的載荷，其在單位面積上的平均值即為 變動(dòng)應(yīng)力 。 體心立方金屬具有韌脆轉(zhuǎn)變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬?zèng)]有。 ? 根據(jù)試樣缺口的不同，沖擊吸收功用 AKV和AKU表示，單位為焦耳，數(shù)值可從試驗(yàn)機(jī)的刻度盤上讀出。 三、維氏硬度 測(cè)定原理 用一定的試驗(yàn)力 F，將頂角為1360的金剛石四棱錐壓入金屬表面，保持一定時(shí)間后卸去試驗(yàn)力，然后測(cè)出壓痕對(duì)角線長(zhǎng)度 d d2（ mm），并求出壓痕對(duì)角線的平均值 d。如 : δ10——試樣 L0=10d0 δ5 ——試樣 L0=5d0 10100%oLLL????試樣拉斷后的標(biāo)距（ mm） 1L ?oL ?試樣原始標(biāo)距（ mm） 斷面收縮率 010100%SSL????試樣斷裂后縮頸處的最小橫截面積（ mm2） 1S ?oS ?試樣原始截面積（ mm2） ?δ和 ψ是用來判斷材料在斷裂前所能產(chǎn)生的最大塑性變形量大小。 外力去處后不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。 ★ 現(xiàn)在新材料 納米材料、智能材料 ★ 材料按 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 不同分 ： 金屬材料 、 非金屬材料 （有機(jī)高分子材料和陶瓷料 )、 復(fù)合材料 ★ 材料按 用途 不同分 ： 機(jī)械工程材料 、土木工程材料、電工材料、電子材料 ★ 材料按 功能 不同分 ： 結(jié)構(gòu)材料、功能材料、磁性材料等 材料分類 復(fù)合材料 金屬材料 陶瓷材料 高分子材料 材料發(fā)展概括 ▲ 石器時(shí)代 銅器時(shí)代： 司母戊鼎 （公元前 11—16世紀(jì)） 1130 780 1100 戰(zhàn)國(guó)編鐘 （ 前 475—221年） 65個(gè) 總重 2500Kg 天然石，獸骨，樹枝 泥巴（日曬 → 原始陶器；火燒 → 瓷器用具 ） 鐵器時(shí)代 滄州大獅 （ 公元 953年 ）重 50T ,長(zhǎng) ,寬 3m 人工復(fù)合材 料 塑料、橡膠、陶瓷、鈦合金、碳纖維、納米等 陶器時(shí)代 滄州鐵獅 鑄造于公 元 953年。 沖擊載荷：在短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷。當(dāng)載荷一定時(shí)，選用高強(qiáng)度的材料，可以減小構(gòu)件或零件的尺寸，從而減小其自重。 適用范圍 常用于測(cè)小于 450HBS的原材料或零件毛坯的硬度，不能測(cè)淬火鋼件的硬度。 原理 ? 沖擊韌性可以通過一次擺錘沖擊試驗(yàn)來測(cè)定，試驗(yàn)時(shí)將帶有 U型或 V型缺口的沖擊試樣放在試驗(yàn)機(jī)架的支座上，將擺錘升至高度 H1，使其具有勢(shì)能mgH1；然后使擺錘由此高度自由下落將試樣沖斷，并向另一方向升高至 H2，這時(shí)擺錘的勢(shì)能為mgH2。 低溫脆性 ? 低溫脆性 ——隨溫度降低，材料由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的現(xiàn)象 。一列高速列車脫軌，造成 100多人遇難。 一、擺錘式一次沖擊試驗(yàn) 把試樣放在試驗(yàn)機(jī)的支承面上，試樣的缺口背向擺錘沖擊方向。 ? B點(diǎn) ：形成了“縮頸”。 試樣沖斷時(shí)所消耗的 沖擊功 A k為 : A k = m g H – m g h (J) 沖擊韌度 a k AK a k = (J/cm178。 。 材料在動(dòng)載荷作用下表現(xiàn)的力學(xué)性能是（ ）。 在多次交變應(yīng)力作用，金屬會(huì)在遠(yuǎn)小于抗拉強(qiáng)度 ζb， 甚至小于屈服點(diǎn) ζs。一般機(jī)械零件大都在彈性狀態(tài)下工作，對(duì)剛度有一定要求，如機(jī)床主軸、起重機(jī)臂等，在使用時(shí)不允許產(chǎn)生過量的彈性變形。材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度越低，說明低溫沖擊性能越好 第四節(jié) 疲勞強(qiáng)度 交變應(yīng)力： 是指大小和方向構(gòu)隨時(shí)間周期變化的應(yīng)力 。 ? 盡管疲勞失效的最終結(jié)果是部件的突然斷裂 ,但實(shí)際上它們是一個(gè)逐漸失效的過程，從開始出現(xiàn)裂紋到最后破斷需要經(jīng)過很長(zhǎng)的時(shí)間。 這一溫度稱為 轉(zhuǎn)變溫度 （ Tt ） 。 ? 沖擊吸收能量的大小直接由試驗(yàn)機(jī)的刻度盤上直接讀出。 材料在工作時(shí)還經(jīng)常受到動(dòng)載荷的作用，沖擊載荷就是常見的一種。在金屬材料的工程應(yīng)用中，要提高強(qiáng)度，就要犧牲一部分塑性。強(qiáng)度的大小通常用應(yīng)力來表示。 c 具有選擇零件材料的能力，確定加工工藝路線的能力。 應(yīng)變：指由外力所引起的物體原始尺寸或形狀的相對(duì)變化；通常以百分比（ %）表示 載荷：金屬材料在加工及使用過程中所受的外力。 ?因此 ζs和 ζb是機(jī)械零件設(shè)計(jì)計(jì)算的主要依據(jù)。 (表示金屬材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力） 硬度是各種零件和工具必須具備的力學(xué)性能指標(biāo)。 沖擊試驗(yàn) ? 沖擊試樣 ? 沖擊試驗(yàn)原理 ? 一次擺錘沖擊試驗(yàn) ? 沖擊韌性的表示方法 ? 如不能制備標(biāo)準(zhǔn)試佯，可采用寬度 5mm等小尺寸試祥 ,試樣的其他尺寸及公差與相應(yīng)缺口的標(biāo)準(zhǔn)試樣相同，缺口應(yīng)開在試樣的窄面上。設(shè)計(jì)時(shí)要求機(jī)件的服役溫度高于材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度。下圖中左面的試樣取自海底的 Titanic號(hào)，沖擊試樣是典型的脆性斷口，右面的是近代船用鋼板的沖擊試樣。 (2) 提高零件表面加工質(zhì)量 。 本節(jié)難點(diǎn)： 各性能指標(biāo)的物理意義和測(cè)定方法 材料分類 復(fù)合材料 金屬材料 陶瓷材料 高分子材料 材料的性能 使用性能 工藝性能 物理性能 化學(xué)性能 力學(xué)性能 熱處理性能 鑄造性能 焊接性能 鍛造性能 切削加工性能 (指金屬材料在使用過程中表現(xiàn)出的性能 ) (指金屬材料在加工過程中表現(xiàn)出的性能 ) 金屬材料的力學(xué)性能