材料力學(xué)性能教學(xué)課件ppt材料在其他靜載荷下的力學(xué)性能-wenkub.com
2025-03-19 04:16 本頁面
【正文】 ? 肖氏硬度汁和里氏 硬度計均 為手提式，使用方便，可在現(xiàn)場測量大型工件 的硬度 。 硬度試驗 76 ?（二） 肖氏硬度和里氏硬度 試驗 ?肖氏硬度： ?將一定質(zhì)量的帶有金剛石圓頭或鋼球的重錘，從一定高度落于金屬試樣表面，根據(jù)重錘回跳的高度來表征硬度值的大小，也稱為回跳硬度。 30′和 130176。 硬度試驗 73 ?維氏硬度的優(yōu)點： ?1. 不存在布氏硬度試驗時要求試驗力 F與壓頭直徑D之間所規(guī)定條件的約束，也不存在洛氏硬度實驗時不同標(biāo)尺的硬度值無法統(tǒng)一的弊端； ?2. 試驗力可以任意選擇，壓痕測量精度較高，硬度值較精確。 硬度試驗 72 ?維氏硬度值的標(biāo)注： ?“數(shù)字＋ HV＋數(shù)字 /數(shù)字 ” 的形式。使用時應(yīng)視零件厚度及 材料 的預(yù)期硬度， 盡可能選取較大試驗力，以減小壓痕尺寸的測量誤差。 硬度試驗 67 硬度試驗 68 ?壓頭 在試驗力 F（ N）作用下將樣品表面壓出一個四方錐形的壓痕 ，經(jīng) 一定保持時間后卸除試驗力，測量壓痕對角線平均長度 d， d=(d1+d2)/2，來 計算壓痕的表面積 A（ mm2）。 ?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(fù)性差，分散度大； ?3. 用不同標(biāo)尺測得的硬度值彼此沒有聯(lián)系，不能直接比較。 ?如 60HRC表示用 C標(biāo)尺測得的洛氏硬度值為 60. ?B標(biāo)尺洛氏硬度有兩種材料的球壓頭，在硬度符號后面要加以明示： 鋼球用 S表示；硬質(zhì)合金球用 W表示。 63 ?為了能 在一臺 硬度計上測定不同軟、硬或厚、薄試樣的硬度，可采用不同 的壓頭 和試驗力組合成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺。 的金剛石 圓錐體； （ 2）一定 直徑的小淬火鋼 球或 硬質(zhì)合金球。當(dāng)保持時間為 10~15s時可不標(biāo)注。 硬度試驗 ?布氏硬度計試驗法主要用于鑄鐵、鋼材、有色金屬及軟合金等材料的硬度測定 ， ?此外還可以用于塑料、電木等某些非金屬材料硬度的測定。 因此，布氏硬度試驗特別適用于測定 灰鑄鐵、軸承合金等具有粗大晶?；蚪M成相的金屬材料的硬度 。 ?試驗力保持時間為 10～ 15s；對試驗力要求保持時間較長的材料，試驗力保持時間允許誤差為 177。 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）。因此，這種試驗方法不僅可測定塑性金屬材料的硬度，也可測定淬火鋼、硬質(zhì)合金甚至陶瓷等脆性材料的硬度。例如，劃痕法硬度值主要表征金屬切斷強度；回跳法硬度值主要表征金屬彈性變形功的大小；壓入法硬度值則表征金屬塑性變形抗力及應(yīng)變硬化能力。 ?若斷裂功為零或 Fmax／ F1 ＝ 1，表明裂紋擴展極快、金屬易產(chǎn)生突然脆性斷裂，缺口敏感性最大。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。試驗時記錄彎曲曲線（試驗力 F與撓度 f關(guān)系曲線），直至試樣斷裂。 缺口試樣靜拉伸試驗 48 ?缺口靜彎曲試驗也可顯示材料的缺口敏感性，由于缺口和彎曲所引起的應(yīng)力不均勻性疊加，使試樣缺口彎曲的應(yīng)力應(yīng)變分布的不均勻性較缺口拉伸時更甚，但應(yīng)力應(yīng)變的多向性則減少。 圓柱缺口試樣斷裂過程 脆性材料 中等塑性 塑性材料 纖維區(qū) 46 ? 金屬材料的 缺口敏感性 指標(biāo) 用 缺口試樣 的 抗拉強度 σbn與等 截面尺寸光滑 試樣 的 抗拉強度σb的 比值 表示，稱為 缺口敏感度 ，記 為NSR(Notch Sensitivity Ratio) ?NSR越大， 缺口 敏感性越小。 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。 ?缺口的第二個效應(yīng)：缺口使塑性材料強度增加，塑性降低 。 ?存在缺口的條件下由于出現(xiàn)了三向應(yīng)力狀態(tài)，并產(chǎn)生了應(yīng)力集中，試樣的屈服應(yīng)力比單向拉伸時高，產(chǎn)生了所謂的“ 缺口強化 ”現(xiàn)象 ， ?“ 缺口強化”并不是 金屬 內(nèi)在性能 發(fā)生變化，純粹是由于三向 拉伸應(yīng)力約束了塑性變形 所致。 41 ?缺口的第一個效應(yīng)是引起應(yīng)力集中，并改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)， 使缺口試樣或機件中所受的應(yīng)力，由原來的單向應(yīng)力狀態(tài)改變?yōu)閮上蚧蛉驊?yīng)力狀態(tài)，這種狀態(tài)由板厚或直徑?jīng)Q定。這種截面變化的部位可稱為“ 缺口 ”。 扭轉(zhuǎn) 試驗的特點 38 ?結(jié)論： ?優(yōu)點： 扭轉(zhuǎn)試驗可用于測定塑性材料和脆性材料的剪切變形和斷裂的全部力學(xué)性能指標(biāo)，有著其它力學(xué)性能試驗方法所無法比擬的優(yōu)點。 角，呈螺旋狀，這是在正應(yīng)力作用的結(jié)果。 扭轉(zhuǎn) 試驗的特點 35 ?（ 3） 能較敏感的反映出金屬表面缺陷及表面硬化層的性能。由圖可見，控制表面含碳量 w(C)為％ ％，可獲得最大的抗扭強度。 扭轉(zhuǎn) 試驗 30 ?扭轉(zhuǎn)力學(xué)性能指標(biāo) : ?（ 1） 切變模量 G ?在彈性范圍內(nèi)，切應(yīng)力與切應(yīng)變之比稱為切變模量。 常用來比較 和鑒別滲碳層和表面淬火層等表面 熱處理機件 的質(zhì)量和 性能。
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