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-閱讀頁
2025-04-06 04:16本頁面
【正文】 積分別表示彈性變形功、塑性 變 形勸和斷裂功的大小。塑性好的材料裂紋擴(kuò)展慢，斷裂功增大，因此 可用斷裂功或 Fmax／ F1的比值來表示金屬的缺口敏感度 。 ?若斷裂功為零或 Fmax／ F1 ＝ 1，表明裂紋擴(kuò)展極快、金屬易產(chǎn)生突然脆性斷裂，缺口敏感性最大。 ?硬度是表征金屬材料軟硬程度的一種性能。例如，劃痕法硬度值主要表征金屬切斷強(qiáng)度；回跳法硬度值主要表征金屬彈性變形功的大??；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。 第六節(jié) 硬度 53 ?壓入硬度試驗(yàn)方法的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù) α ＞ 2。因此，這種試驗(yàn)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。硬度試驗(yàn)也易于檢查金屬表面層的質(zhì)量 (如脫碳 )、表面淬火和化學(xué)熱處理后的表面性能等。 55 ?一、布氏硬度試驗(yàn) ?原理： ?用一定直徑 D（ mm）的硬質(zhì)合金球?yàn)閴侯^，施以一定的試驗(yàn)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(yàn)力，試樣表面將殘留壓痕（右圖 b）。 硬度試驗(yàn) 56 ? 硬度試驗(yàn) 57 ?布氏硬度試驗(yàn)用的壓頭直徑 D有 10mm、5mm、 1mm四種，主要根據(jù)試樣厚度選擇，應(yīng)使壓痕深度 h小于試樣厚度的1/8。 ?試驗(yàn)力保持時間為 10～ 15s；對試驗(yàn)力要求保持時間較長的材料，試驗(yàn)力保持時間允許誤差為 177。 硬度試驗(yàn) 58 ?布氏硬度試驗(yàn)時一般采用直徑較大的壓頭，因而所得壓痕面積較大。 因此，布氏硬度試驗(yàn)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 。 硬度試驗(yàn) 59 ?布氏硬度試驗(yàn)的 缺點(diǎn) ： ?對不同材料需更換不同直徑的壓頭球和改變試驗(yàn)力，壓痕直徑的測量也鉸麻煩，因而用于自動檢測時受到限制。 硬度試驗(yàn) ?布氏硬度計試驗(yàn)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。 60 ?表示方法： ?一般記為“ 數(shù)字＋硬度符號 HBW＋數(shù)字 /數(shù)字 /數(shù)字”的形式， 符號前面的數(shù)字為硬度值，符號后面的數(shù)字依次表示鋼球直徑、載荷大小及載荷保持時間等試驗(yàn)條件。當(dāng)保持時間為 10~15s時可不標(biāo)注。 硬度試驗(yàn) 61 ?二、 洛氏硬度試驗(yàn) ?洛氏硬度試驗(yàn) 以測量壓痕深度表示材料的 硬度值。 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。 ?（ b）施加主作用力 F1，壓頭壓入深度為 h1，表逆時針轉(zhuǎn)到相應(yīng)刻度位置，h1包括彈性變形與塑性變形。 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(yàn)力組合成幾種不同的洛氏硬度標(biāo)尺。字母有 A、 B、 C? 順序至 H、 K九個 ，故格 氏 硬度標(biāo)尺 有九種，常用的為 HRA、 HRB和 HBC三種。 ?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。 ?注意，使用兩種類型材料的球壓頭，硬度測試的結(jié)果不同。 ?洛氏硬度的缺點(diǎn)： ?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。 ?不 同 的 是 維氏硬度 試驗(yàn) 的 壓頭不是 球體 ，而是兩相 對面 間夾角 α為 136176。 硬度試驗(yàn) 67 硬度試驗(yàn) 68 ?壓頭 在試驗(yàn)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(yàn)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）。 ?維氏硬度試驗(yàn)之所以采用正四 棱錐體壓頭 ，是為了當(dāng)改變 試驗(yàn)力 時 ，壓痕的幾何 形狀總保持 相似，而不致影響硬度 值。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(yàn)力，以減小壓痕尺寸的測量誤差。因?yàn)閴汉鄢叽巛^小，為了提高測量精度，需要配用顯微放大裝置。 硬度試驗(yàn) 72 ?維氏硬度值的標(biāo)注： ?“數(shù)字＋ HV＋數(shù)字 /數(shù)字 ” 的形式。若載荷持續(xù)時間為 1015s則可不標(biāo)出持續(xù)時間。 硬度試驗(yàn) 73 ?維氏硬度的優(yōu)點(diǎn)： ?1. 不存在布氏硬度試驗(yàn)時要求試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時不同標(biāo)尺的硬度值無法統(tǒng)一的弊端； ?2. 試驗(yàn)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(yàn) 74 ?四、其他硬度試驗(yàn)方法 ?（一） 努氏硬度 試驗(yàn) ?與 顯微維氏硬度 相比有兩點(diǎn)不同： ?（ 1） 壓頭 形狀 不同 。 30′和 130176。 ?（ 2） 硬度 值不是試驗(yàn)力除以壓痕表面積，而是除以壓痕投影面積 。 硬度試驗(yàn) 76 ?（二） 肖氏硬度和里氏硬度 試驗(yàn) ?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。 硬度試驗(yàn) 77 ?里氏硬度： ?用規(guī)定質(zhì)量的沖擊體在彈力作用下以一定速度沖擊試樣表面，用沖頭（碳化鎢球）的回彈速度表征金屬的硬度值。 ? 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
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