工程材料及熱加工工藝基礎(chǔ)課件-文庫吧資料
2025-03-08 16:02本頁面
【正文】 2 裂紋尖端強(qiáng)度場因子 KI= Y ? a1/2 Y 是裂紋的幾何形狀因子 值為 1~2 ?是零件的工作應(yīng)力 a 是裂紋的半長度 ? 2a 反映材料抵抗脆性斷裂能力的性能指標(biāo) 前面所述的力學(xué)性能，都是假定材料內(nèi)部是完整、連續(xù)的，但是實(shí)際上，內(nèi)部不可避免的存在各種缺陷（夾雜、氣孔等）， 由于缺陷的存在，使材料內(nèi)部不連續(xù)，這可看成材料的裂紋，在裂紋尖端前沿有應(yīng)力集中產(chǎn)生，形成一個(gè)裂紋尖端應(yīng)力場 斷裂微觀機(jī)制 necking microvoid small cavitites coalesce to cracks cracks propogate Final shear fracture with fibrous pullout indicating plastic deformation 韌性斷裂 微孔，缺陷 合并為裂紋 裂紋擴(kuò)展 最后剪切斷裂，包含顯示塑性斷裂的纖維斷口 油輪斷裂和北極星導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)殼體爆炸與材料中存在缺陷有關(guān) 北極星導(dǎo)彈 裂紋擴(kuò)展的基本形式 1950年，美國 北極星導(dǎo)彈 固體燃料 發(fā)動(dòng)機(jī)殼體 在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)生 爆炸 ，經(jīng)過研究，發(fā)現(xiàn)破壞的原因是材料中存在 ～ 1mm的裂紋并擴(kuò)展所致。材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱韌脆轉(zhuǎn)變。 ? 指標(biāo)為沖擊韌性值 ak(通過沖擊實(shí)驗(yàn)測得 )。 ? 維氏硬度保留了布氏硬度和 洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)。 壓痕 ? 維氏硬度用符號(hào) HV表示，符號(hào)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(shí)間。金剛石正四方棱錐體，所加負(fù)荷為 5~120kgf（ ~） ? 它所測定的硬度值比布氏、洛氏硬度精確，壓入深度淺，適于測定經(jīng)表面處理零件的表面層的硬度，改變負(fù)荷可測定從極軟到極硬的各種材料的硬度，但測定過程比較麻煩。 缺點(diǎn)： 測量結(jié)果分散度大。 總載荷 P為預(yù)載荷 P0和主要載荷 P1之和，即 P= P0+ P1 洛氏硬度值是 施加總載荷 P并卸除主載荷 P1引起的殘余壓入深度 .該值用來表示被測材料硬度的高低。 適于測量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼 , 鑄鐵及有色金屬的硬度。 ?在測定材料的布氏硬度時(shí)，應(yīng)根據(jù)材料的種類和試樣的厚度，選擇球體材質(zhì)、球體直徑 D、施加栽荷 P和載荷保持時(shí)間等 布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。顯然 d5 d ③ d y 時(shí)，無頸縮，為脆性材料表征 d y 時(shí)，有頸縮，為塑性材料表征 ? 硬度是材料抵抗表面局部塑性變形的能力 ? 硬度也反映材料抵抗其它物體壓入的能力 ? 通常材料的強(qiáng)度越高，硬度也越高 ? 工程上常用的硬度指標(biāo)有 1. 布氏硬度 2. 洛氏硬度 3. 維氏硬度 二、硬度 布氏硬度 HB ? 用一定載荷 P，將直徑為 D的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球），壓入被測材料的表面，保持一定時(shí)間后卸去載荷，測量被測試試表面上所形成的壓痕直徑 d，由此計(jì)算壓痕的球缺面積 F，其單位面積所受載荷稱為布氏硬度。只有當(dāng) l0/d0 為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。 塑性 — 斷裂前材料發(fā)生不可逆永久變形的能力 斷后延伸率 d? (LL0)/ L0 斷面收縮率 y? (A0A)/A0 d 和 y越高 材料的塑性越好 指標(biāo) 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象 說明： ① 用斷面縮率表示塑性比伸長率更接近真實(shí)變形。 條件屈服強(qiáng)度 ?： 高碳鋼等無屈服點(diǎn)，國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以 殘余變形量為%時(shí)的 應(yīng)力值作為它的條件屈服強(qiáng)度，以 σ 。 二、強(qiáng)度與塑性 屈服強(qiáng)度 ?s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。 強(qiáng)度 : 材料在載荷作用下 抵抗永久變形和破壞的能力 。 ）（ MPatgE ??? ??彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，其他強(qiáng)化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)彈性模量的影響很小。 ? 剛度： 材料受力時(shí)抵抗彈性變形的能力。 。 3. 二維材料即薄膜材料， 如金剛石薄膜、高溫超導(dǎo)薄膜、半導(dǎo)體薄膜。再比如脆性塊狀材料在變成細(xì)絲后便增加了韌性，可以用來增強(qiáng)其它的塊狀。 。 Single crystal silicon diamond 材料按材料的尺寸分類 。醫(yī)用金屬及合金、陶瓷、高分子、復(fù)合材料 電子信息材料 The first solid state transistor (1947 at Bell Labs) Nd:YV04 laser crystal The optical fiber cable in the foreground has the equivalent informationcarrying capacity of the copper cable in the background
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