【文章內容簡介】 定時技術上有一定難度 ， 常用彎曲 強度代替 ， 彎曲強度比抗拉強度高 20~40%； c. 抗壓強度：遠大于抗拉強度 ， 相差 10倍左右 ， 特 別適合于制造承受壓縮載荷作用的 零部件 。 材料的 性能 ? 強度與塑性 ? 強度： 材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。 屈服強度 ?s： 材料發(fā)生微量塑性變形時的應力值。 條件屈服強度 ?： 殘余變形量為 %時的應力值。 抗拉強度 ?b： 材料斷裂前所承受的最大應力值。 s ? ? 材料的 性能 塑性：材料受力破壞前可承受最大塑性變形的能力。 指標為： 伸長率： %100001 ???lll?%100010 ???FFF?斷面收縮率： 斷裂后 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象 材料的 性能 ? 硬度 ? 材料抵抗表面局部塑性變形的能力。 ? 布氏硬度 HB )(22 dDDDPHB??? ?布氏硬度計 材料的 性能 洛氏硬度 h1h0 洛氏硬度測試示意圖 洛氏硬度計 ? 洛氏硬度用符號 HR表示 ， HR=k(h1h0)/ ? 根據(jù)壓頭類型和主載荷不同 ， 分為九個標尺 ，常用的標尺為 A、 B、 C。 材料的 性能 ? 維氏硬度用符號 HV表示 ， 符號前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值及載荷保持時間。 ? 根據(jù)載荷范圍不同，規(guī)定了三種測定方法 — 維氏硬度試驗 、小負荷維氏硬度試驗、顯微維氏硬度試驗。 ? 維氏硬度保留了布氏硬度和 洛氏硬度的優(yōu)點。 小負荷維氏硬度計 顯微維氏硬度計 材料的 性能 維氏硬度 ?斷裂 ： 含裂紋體承載達到臨界值時 ， 致使裂紋失穩(wěn)擴展 ， 最終產(chǎn)生破壞的現(xiàn)象 。 ? 斷裂的基本形式： 延性斷裂和脆性斷裂 ? 斷裂機理： (1) 微孔集結斷裂 (韌性斷裂 ) 斷口上出現(xiàn)拋物線型的韌窩 ， 主要是金屬和高聚物的斷裂機理； (2) 解理斷裂 (脆性斷裂 ) 是一種低能量斷裂 ， 也是晶體材料中最脆的一種斷裂；沿晶體中解理面斷開原子鍵而引起的斷裂 ， 非常平坦 ， 一晶粒內的解理裂紋具有平直性；一個晶粒內的一條解理裂紋可同時在兩個平行的解理面上擴展 ， 形成解理臺階 。 (3) 晶界斷裂 裂紋擇優(yōu)沿晶界擴展而引起的斷裂；也是一種低能量脆性斷裂 ， 斷口呈現(xiàn)顆粒狀形貌 。 材料的 性能 材料的 性能 ? 韌性 ： 是強度和塑性的綜合表現(xiàn) ， 是材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量的能力 。 強度：材料在外力作用下抵抗塑性變形和斷 裂的能力 。 塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不 斷裂的能力 。 常以延伸率和斷面收縮率來表征 。 材料的 性能 圖中為單向拉伸條件下兩種鋼光 滑試樣的應力 —應變曲線 。 單位 體積材料的彈性應變能 (Uoe)為： 式中 ， σp為比例極限 ， εp為對 應于 σp的彈性應變 ， E為彈性 模量 。 Uoe也就是 △ OAB(或 △ OA’ B’ )的面積 ， 表示彈性 。 同樣 ， 用單位體積材料在變形和斷裂全過程中吸收的能量 (UOT)表示韌性 ， 也可用單位體積材料在塑性變形和斷裂全過程中吸收的能量 (Uop)表示韌性 ， 一般用 UOT表示韌性 。 材料的 性能 高碳彈簧鋼： Uoe=面積 OAB Uop=面積 BACD UoT=面積 OACD 低碳結構鋼： Uoe=面積 OA’ B’ Uop=面積 B’ A’ C’ D’ UoT=面積 OA’ C’ D’ 由于 UoT=Uoe+Uop 當斷裂時的應變 εf遠大于 εe時 ， UoT≈Uop， 韌性的兩種定義近似一致 。 圖中兩種鋼的彈性模量相同 ， 但高碳彈簧鋼的 σp及對應的 εe較大 ，故彈性較大 ， 在彈性范圍內能貯存的彈性應變能較多 ， 有較大的回彈力 。其抗拉強度 σb雖大于低碳結構鋼 ， 但 εf卻遠小于低碳結構鋼 ， 綜合 σb及 εf，高碳彈簧鋼的韌性低于低碳結構鋼 。 材料的 性能 ? 韌性的劃分： (1) 光滑試樣 ——如上圖所示 ， 用應力 —應變曲線下的面積大小來表征韌性的高低； (2) 缺口試樣 ——工程上慣用沖擊韌性 ， 即沖斷給定缺口試樣所消耗的功 ， 或試樣在沖擊條件下從形變到斷裂全過程所吸收的能量 。 有 αk及 Cv， 分別為 U形和 V形缺口 。 (3) 裂紋試樣 ——對于平面應變條件有 GIC及 JIC， 分別為線彈性及彈塑性范圍內裂紋擴展單位面積所需的能量 。 對于直線穿透型裂紋沿裂紋面擴展時 ， 有： 裂紋試樣的韌性俗稱斷裂韌性，實質上是裂紋斷裂韌性。 材料的 性能 ? 沖擊韌性 ? 是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。 ? 指標為沖擊韌性值 ak(通過沖擊實驗測得 )。 材料的 性能 韌脆轉變溫度 ? 材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。 在某一溫度范圍內沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱 韌脆轉變。 發(fā)生韌脆轉變的溫度范圍稱韌脆轉變 溫度 。 材料的使用溫度應高于韌脆轉變溫度。 韌 體心立方金屬具有韌脆轉變溫度，而大多數(shù)面心立方金屬沒有。 材料的 性能 TITANIC 建造中的 Titanic 號 TITANIC的沉沒與船體材料的質量直接有關 材料的 性能 Titanic 近代船用鋼板 Titanic 號鋼板（左圖） 和 近代船用鋼板（右圖） 的沖擊試