【正文】 k H Bb ??bm ?? ?? 1112 第 四 節(jié) 硬 度 退火金屬的 HB與 σb， σ1的關(guān)系 113 第二章 小結(jié) 本章小節(jié) ? 扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮、剪切的力學(xué)性能指標(biāo)及測(cè)量方法及應(yīng)用； ? 缺口試樣靜載力學(xué)性能； ? 硬度的幾種測(cè)定方法的測(cè)量原理、特點(diǎn)及應(yīng)用范圍。它只表示硬度從大到小的順序，不表示軟硬的程度。 22 4 5 0 lFlFAFHK ????國(guó)標(biāo) GB/ 107 第 四 節(jié) 硬 度 5 其他硬度 ■ 肖氏硬度試驗(yàn)： 將具有一定質(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(lái)表征材料的硬度值，用 HS表示。 99 第 四 節(jié) 硬 度 0221362 sin2 1. 85 4 /FH V F dd??0221362 sin2 1. 85 4 /FH V F dd??當(dāng)載荷單位為 kgf， 當(dāng)載荷單位為 N， 選擇的載荷應(yīng)保證試驗(yàn)層厚度大于 0221362 sin20 .1 0 2 0 .1 8 9 /FH V F dd??100 第 四 節(jié) 硬 度 ? 試驗(yàn)規(guī)程及步驟： GB/ 1) 所測(cè)材料的成分及組織確定； 2) 厚度測(cè)定； 3) 選載荷、加載時(shí)間； 4) 測(cè)量硬度，打壓痕，測(cè) d1和 d2值； 5) 查表得 HV。 ，如圖所示。 2） 原理與 HB相同，通過(guò)測(cè)量壓痕對(duì)角線計(jì)算 壓痕表面積。 ? 缺點(diǎn)： 壓痕小，對(duì)材料組織的不均勻性很敏感，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分散，重復(fù)性差。 表面洛氏硬度的預(yù)載荷為 30N，總載荷為 150N、300N和 450N，以 。 ? 洛氏硬度值的符號(hào)： HRA、 HRC（金剛石圓錐壓頭 60kgf, 150kgf），HRB（鋼球壓頭 100kgf） 89 第 四 節(jié) 硬 度 洛氏硬度試驗(yàn)過(guò)程示意圖 a)加初始試驗(yàn)力 F0 b)加主試驗(yàn)力 F1 c)卸除主試驗(yàn)力 90 第 四 節(jié) 硬 度 ? 洛氏硬度值計(jì)算公式： 金剛石壓頭 k＝ ，鋼球 k＝ 。最適合測(cè)定灰鑄鐵、軸承合金等材料的硬度。 2 22( 1 1 s i n / 2 )FHBD ?????壓痕相似原理 80 第 四 節(jié) 硬 度 下表列出了不同材料 F與 D的選配原則，可使壓入角限制在 28o~74o，與此相應(yīng)的 d值在 ～ 范圍內(nèi)。 原 理： 在直徑 D的鋼球上，加一負(fù)荷 F，壓入被測(cè)材料的表面，根據(jù)壓痕的凹陷面積 S凹 計(jì)算出應(yīng)力值，以此值作為硬度值大小的計(jì)量指標(biāo)。 3) 壓痕小，不損壞工件，屬于無(wú)損（微損）檢測(cè)。 72 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 ? 曲線只有 I 表示材料對(duì)缺口極為敏感（脆化）； ? 曲線只有 I＋ II表示材料對(duì)缺口敏感； ? 曲線有 I＋ II＋ III表示材料對(duì)缺口不敏感， III區(qū)越大，缺口敏感性越小。 ■ 試樣尺寸： 10 6 60mm或者 10 10 55mm， 缺口深度為 2mm，夾角為 60o的 V型或 U型缺口。 此時(shí)， σbnσb 65 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 缺口拉伸試樣的標(biāo)準(zhǔn) 缺口張角 450≤ω≤600； 缺口根部截面直徑 10mm≤dn≤20mm； 缺口根部曲率半徑 ρ ≤； （ d02dn2)/d02＝ 50% 66 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 無(wú)偏斜的缺口拉伸試驗(yàn)，往往顯示不出組織與合金元素的影響。塑性區(qū)可以不斷向試樣中心擴(kuò)展，位于彈塑性交界處的最大軸向應(yīng)力 σmax也相應(yīng)地不斷向中心移動(dòng)，如塑性變形能擴(kuò)展到試樣中心，即出現(xiàn)沿缺口截面的全面屈服。 缺口試樣變形時(shí)應(yīng)力分布情況圖 60 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 ? 脆斷， 斷口為放射狀，拉伸曲線為直線； 斷口形貌如 圖 (a)所示。 56 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 57 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 用缺口強(qiáng)度比 NSR（缺口拉伸強(qiáng)度比光滑試樣靜拉伸強(qiáng)度）作為衡量靜拉伸下缺口敏感度指標(biāo)。 53 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 二、缺口試樣的靜拉伸和靜彎曲性能 1 缺口試樣的靜拉伸 與光滑試樣拉伸時(shí)比較，缺口引起了加載的變化 缺口效應(yīng) 不同材料缺口效應(yīng)不同， 為了比較各種材料的缺口敏感程度 ，常進(jìn)行缺口靜拉伸試驗(yàn)。 結(jié)果使材料塑性變形變得困難， 材料脆化 。 2）厚板 (板的厚度相對(duì)于缺口或裂紋深度足夠大 ) 由于板很厚，在厚度方向上的變形受到約束 ，產(chǎn)生 ， 。由于 缺口使 隨 x發(fā)生變化，從大到小到恒定，引起 的縱向伸長(zhǎng)也由大到小，如果從缺口根部把薄 板分成許多微元，微元的縱向伸長(zhǎng)沿 x方向由大 到小，這種變形不均勻使微元之間存在相互制 約在 x方向產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 。在彈性范圍內(nèi) ， Kt的數(shù)值決定于缺口的幾何形狀與尺寸。 鍵槽、油孔 、臺(tái)階、螺紋 41 第三節(jié) 缺口試樣靜載力學(xué)性能 1）薄 板 y n x z 0? ? ? ? ?外 ＝ ＝ ＝ ＝X Y Z 無(wú)缺口時(shí) ，整個(gè)截面上應(yīng)力均勻分布。 35 原處理工藝是淬火+180℃ 回火，但在使用時(shí)常出現(xiàn)花鍵崩齒，桿部折斷等現(xiàn)象 36 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 模擬實(shí)際服役條件，并提供材料的抗剪強(qiáng)度數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 34 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 ? 彎曲： 工具鋼常溫下的力學(xué)性能。 32 33 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 拉伸、扭轉(zhuǎn)、彎曲三種試驗(yàn)方法適用于哪些材料 或哪些工作條件下的構(gòu)件？ ? 拉伸： 一般來(lái)說(shuō)，適用于結(jié)構(gòu)鋼常溫下的力學(xué)性能測(cè)定。 斷口為正斷，平行截面斷口為切斷 ）； 4. 應(yīng)力分布為表面最大，心部最小。 點(diǎn)擊演示動(dòng)畫 d0＝ 10mm，標(biāo)距長(zhǎng)度 l0＝ 50或 100mm 國(guó)標(biāo) GB/T101281988 26 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 退火低碳鋼的扭轉(zhuǎn)負(fù)荷變形圖 27 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 ? 根據(jù)該扭轉(zhuǎn)曲線可以獲得材料扭轉(zhuǎn)條件下的力學(xué)性能指標(biāo)： 扭轉(zhuǎn)比例極限： 扭轉(zhuǎn)屈服極限： 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度極限： WM PP /??WM SS /??WM bb /??Ms為殘余扭轉(zhuǎn)切應(yīng)變?yōu)?％ (相當(dāng)于拉伸殘余應(yīng)變 ％ )時(shí)的扭矩。這是因?yàn)榻饘僦写嬖谳^多的非金屬夾雜物或偏析．并在軋制過(guò)程中使其沿軸向分布，降低了試樣軸向切斷強(qiáng)度造成的。 σ1為拉應(yīng)力， σ3為等值壓應(yīng)力， σ2=0。 在與試樣軸線呈 45176。 19 第二節(jié) 壓縮、彎曲與扭轉(zhuǎn)的力學(xué)性能 對(duì)于矩形試樣，彎曲模量 334bFEbh fL ?????????b－試樣寬度 h－試樣高度 L－