【正文】 ）高塑性；（ b）中等塑性；（ c）脆性 高分子材料性能學(xué) 103 (1)常用于測定那些由于太硬難于加工成拉伸試樣 的脆性材料的斷裂強度，并能顯示出它們的塑性 差別。 (2)用來比較和評定材料表面處理層的質(zhì)量． (3)彎曲不能使塑性材料斷裂 彎曲試驗的特點及應(yīng)用 高分子材料性能學(xué) 104 扭轉(zhuǎn)試驗測定的力學(xué)性能指標 (1)試驗過程： 圓柱形試樣； 三、扭轉(zhuǎn)及其性能指標 高分子材料性能學(xué) 105 試樣扭轉(zhuǎn)變形示意圖 高分子材料性能學(xué) 106 高分子材料性能學(xué) 107 試樣表面的應(yīng)力狀態(tài) 與軸線呈 45186。 方向上承受 σmax 與軸線平行或垂直方向上承受 τmax 彈性變形：切應(yīng)力和切應(yīng)變沿半徑方向線性分布 彈塑性變形：切應(yīng)變線性關(guān)系； 切應(yīng)力非線性變化 高分子材料性能學(xué) 108 (2)扭轉(zhuǎn)圖： M 。 。 ?a b c Mp Mb f??規(guī)定非比例扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 τP， τP=MP/W ?扭轉(zhuǎn)屈服強度 τs為： τs= Ms/W ?扭轉(zhuǎn)強度極限 τb為： τb = Mb/W N 高分子材料性能學(xué) 109 真實扭轉(zhuǎn)強度極限 τf ])(3[430ffff ddMMd ???? ??0)( ?fddM? 3012dM ff?? ?完全理想塑性條件下 高分子材料性能學(xué) 110 剪切彈性模量 G 40032dMlG??????%1 002 00 ??ldff??扭轉(zhuǎn)相對殘余切應(yīng)變 高分子材料性能學(xué) 111 特點及應(yīng)用 (1) 測定在拉伸時呈現(xiàn)脆性的材料的強度和塑性。 (2) 對各種表面強化工藝進行研究和對機件的熱處理 表面質(zhì)量進行檢驗。 (3) 精確評定拉伸時出現(xiàn)頸縮的高塑性材料 的形變能力和形變抗力。 (4)測定材料的切斷強度的最可靠方法。 高分子材料性能學(xué) 112 (5)根據(jù)斷口特征區(qū)分斷裂方式是正斷還是切斷。 （ a）切斷斷口；（ b）正斷斷口；（ c）木紋狀斷口 高分子材料性能學(xué) 113 167。 硬 度 一、硬度試驗的意義 硬度是衡量材料軟硬程度的一種力學(xué)性能 特點： (1)α ＞ 2， τ maxσ max。 幾乎所有材料都會產(chǎn)生塑性變形。 (2)設(shè)備簡單，操作方便快捷，故被廣泛應(yīng)用。 (3)可視為無損檢測。 高分子材料性能學(xué) 114 錘擊法 （錘擊）布氏硬度 壓入法 刻劃法 動態(tài)壓入 靜態(tài)壓入 回跳法 肖氏硬度 球體壓入 錐體壓入 布氏硬度 洛氏硬度 維氏硬度 顯微硬度 莫氏硬度順序法 銼刀法 硬度試驗方法 高分子材料性能學(xué) 115 二、 硬度試驗方法 1．布氏硬度 淬火鋼球或硬質(zhì)合金球 D(mm)壓入試樣表面 測量圓形壓痕 d, 圓形壓痕表面積 S Brinell,1900年 高分子材料性能學(xué) 116 (1)布氏硬度 HB： )(222 dDDDFSFHB????? 淬火鋼球： HBS450 硬質(zhì)合金球： HBW=450~650。 高分子材料性能學(xué) 117 (2)HB表示方法： 數(shù)字 + 硬度符號 + 數(shù)字 / 數(shù)字 / 數(shù)字 ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ 硬度值 (HBW或 HBS) 鋼球直徑 載荷 定時 280 HBS10/3000/30； 50 HBW5/750。 高分子材料性能學(xué) 118 2/s in ?Dd ?(3)壓痕幾何相似原理 2/s i n11(222 ?? ???DFHB兩個條件： 為常數(shù)； υ=28~74o d=（ ~） D 高分子材料性能學(xué) 119 ① 優(yōu)點： ?壓痕面積大 → 反映較大區(qū)域內(nèi)各組成相的平均 性能； 適合灰鑄鐵、軸承合金等測量。 ?壓痕面積較大 → 試驗數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性高。 ②缺點： ?壓痕直徑大 → 不宜在成品件上直接進行檢驗； ?硬度不同 → 更換壓頭直徑 D和載荷 F ； ?壓痕直徑的測量也比較麻煩。 (4)布氏硬度的優(yōu)缺點： 高分子材料性能學(xué) 120 2．洛氏硬度 （ 1）測量原理 測量壓痕深度值的大小 21 FFF ??hkHR??金剛石壓頭 k= 淬火鋼球 k= Rockwell, 1919年 高分子材料性能學(xué) 121 洛氏硬度計 HRA HRB HRC 高分子材料性能學(xué) 122 適用于： 測定極薄工件； 經(jīng)各種表面處理后工件的表面層硬度。 (2)表面洛氏硬度： 與洛氏硬度區(qū)別： ?預(yù)加載荷為 30N，總載荷比較小 ?取殘余壓痕深度為 ， 深度每增加 ，表面洛氏硬度減小一單位 高分子材料性能學(xué) 123 （ 3）洛氏硬度的優(yōu)缺點 ① 優(yōu)點 ?簡便迅速，效率高 ?對試樣表面造成損傷小，可用于成品零件檢測 ?有預(yù)加載荷，可消除表面輕微的不平度對試驗 結(jié)果的影響 ② 缺點 ?不同標尺的硬度值無法相互比較 ?壓痕小，對材料組織不均勻性很敏感，重復(fù)性差 高分子材料性能學(xué) 124 3．維氏硬度與顯微硬度 （ 1）測量原理： 單位壓痕表面積上所承受的壓力 228 5 4 1 3 6s i n2dFdFHVo??1925年由 ，在Vickers廠最早使用而得名 高分子材料性能學(xué) 125 (2)表示方法： 數(shù)字 + 硬度符號 + 數(shù)字 / 數(shù)字 ↓ ↓ ↓ ↓ 硬度值 (HV) 載荷 定時 640HV30/20； 50 HV5。 高分子材料性能學(xué) 126 （ 3）顯微硬度 維氏顯微硬度和努氏顯微硬度 測定各種組成相的硬度以及研究金屬化學(xué)成分、 組織狀態(tài)與性能的關(guān)系 8 5 4 dFHV ?高分子材料性能學(xué) 127 (4)優(yōu)缺點： ① 優(yōu)點： ?采用對角線長度計量，精確可靠 ? 可以任意選擇載荷 ? 比洛氏硬度所測試件更薄，測表面硬化層和儀表零件的硬度 ② 缺點： ?測定方法較麻煩，工作效率低，壓痕面積小， 代表性差，不宜用于成批生產(chǎn)的常規(guī)檢驗。 高分子材料性能學(xué) 128 5. 努氏硬度試驗： 一種顯微硬度試驗方法 與維氏顯微硬度區(qū)別： 壓痕投影面積 Knoop 高分子材料性能學(xué) 129 2lFHK ?壓痕細長，且只測量長對角線長度，精確度較高。 適于測定表面滲層、鍍層及淬硬層的硬度，可以 測定滲層截面上的硬度分布等。 高分子材料性能學(xué) 130 一定質(zhì)量的帶有金剛石或合金鋼球的重錘從一定高度落向試樣表面，根據(jù)重錘回跳的高度來表征材料硬度值大小。（ KS） ④ 優(yōu)缺點： 一般為手提式，使用方便，便于攜帶．可測現(xiàn)場大型工件的硬度． 其缺點是試驗結(jié)果的準確性受人為因素影響較大，測量精度較低 Shore 高分子材料性能學(xué) 131 高分子材料性能學(xué) 132 常用高分子材料的硬度 高聚物 硬度/(kgf/mm2) 高聚物 硬度/(kgf/mm2) 軸承鋼（正火） 200 聚氯乙烯 14 ~ 17 金剛石 6000 ~ 10000 ABS 8 ~ 10 高壓聚乙烯 40 ~ 70 聚碳酸酯 9 ~ 10 酚醛塑料（填料） 30 聚甲醛 10 ~ 11 聚苯乙烯 17 聚四氟乙烯 10 ~ 13 有機玻璃 16 聚砜 10 ~ 13