Material Testing-硬度测试讲义.ppt

金属材料特性基本试验 拉伸试验 拉伸试验 材料应力－应变曲线 材料应力－应变曲线 工程应力应变 VS 真实应力应变 工程应力应变 VS 真实应力应变 工程应力应变 VS 真实应力应变 变形温度对真实应力－应变曲线的影响 变形速度对真实应力－应变曲线的影响 成形极限图FLD 成形极限图FLD 成形极限图FLD 材料硬度测试 材料硬度测试之布氏硬度 材料硬度测试之布氏硬度 材料硬度测试之布氏硬度 材料硬度测试之布氏硬度 材料硬度测试之洛氏硬度 材料硬度测试之洛氏硬度 材料硬度测试之洛氏硬度 材料硬度测试之洛氏硬度 材料硬度测试之洛氏硬度 材料硬度测试之维氏硬度 材料硬度测试之维氏硬度 材料硬度测试之维氏硬度 材料硬度测试之维氏硬度 优点： 维氏硬度试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确，因此，维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，同时它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。 维氏硬度试验测量范围宽广，可以测量目前工业上所用到的几乎全部金属材料，从很软的材料（几个维氏硬度单位）到很硬的材料（3000个维氏硬度单位）都可测量。 维氏硬度试验最大的优点在于其硬度值与试验力的大小无关，只要是硬度均匀的材料，可以任意选择试验力，其硬度值不变。这就相当于在一个很宽广的硬度范围内具有一个统一的标尺。这一点又比洛氏硬度试验来得优越。 在中、低硬度值范围内，在同一均匀材料上，维氏硬度试验和布氏硬度试验结果会得到近似的硬度值。例如，当硬度值为400以下时，HV≈HB。 维氏硬度试验的试验力可以小到10gF，压痕非常小，特别适合测试薄小材料。 QA * * Design. Build. Ship. Service. Flextronics Mechanical Technology Center Doumen, Zhuhai May, 2009 Alex Du Mechanical Property Test Method for Metal 金属材料特性之基本试验方法主要采用下列几种： 拉伸试验 弯曲试验 Erichsen试验 圆筒深引伸试验 （LDR试验） 硬度测试 拉伸试验 屈服强度ss 抗拉强度sb 延伸率d 杨氏模量E 根据JIS的规定，板材的试验样片主要有5号和13号两种。其规格如下： 试片厚度 15以上 约60 50 25 5 试片厚度 20~30 约60 50 12.5 13B 试片厚度 20~30 约120 80 20 13A 厚度 T 肩部半径 R 平行部长度 P 标距长度 L 宽度 W 试验样片型号 低碳钢的拉伸曲线图 从开始加载到断裂过程中的力学特性 在作用于试件上的应力小于屈服极限ss以前，材料只产生弹性变形。当此力去除后材料又回复至原来的状态。此阶段之伸延－荷重关系是直线比例关系。 当施加的应力大于屈服强度ss时，材料产生永久塑性变形。此时试验样片除去荷重也不会回复至原来状态。B点是材料从弹性变形转为塑性变形的边界点。 在曲线的B点处出现了一段所谓的屈服平台。大多数工业用塑性金属，如调质处理的合金钢，退火铝合金，青铜，镍等，则没有明显的屈服点。这时的屈服应力规定用e＝0.2％时的应力表示。 试样在屈服点以上继续拉伸，应力随变形程度的增加而上升，直到最大拉力点P。这时的条件应力即强度极限sb。 P点以后继续拉伸，试样断面出现局部收缩，形成所谓的缩颈。此后应力逐渐减小，曲线下降，直到Z 点发生断裂。 工程应力应变 工程应力 P：载荷 A0：试样原始断面积 工程应变 l1：拉伸后标距的长度 l0：试样原始标距长度 真实应力应变 真实应力 P：即时载荷 A：即时试样断面积 S：工程应力 d： 工程应变 真实应变 l1：拉伸后标距的长度 l0：试样原始标距长度 d: 工程应变 工程应力－应变曲线与真实应力应变曲线 和条件应力－应变曲线相比，真实应力－应变曲线在塑性失稳点b’处没有极大值，b’以后的曲线仍是上升的。这说明材料抵抗塑性变形的能力随应变的增加而增加，就是不断地产生硬化。所以真实应力－应变曲线也称做硬化曲线。 真实应力－应变曲线的精确部分是出现缩颈以前的阶段，即在e≤0.2~0.3的范围内。 为了实际应用，常将真实应力－应变曲线表达为函数形式。 N值＝1：每次材料受到变形后即产生硬化，变形难以达成。 N值＝0：变形增加也不使负荷力变化 金属在加热的条件下，原子激活能增加，会促使变形中的硬化效应得到消除或部分消除。这些软化现象的出现，就使流动应力降低。但在某些温度区域，由于金属脆性，出现了一些例外的情况。如钢在400左右的蓝脆区和800左右的相变区，流动应力反而有所升高。 但总的趋势仍是流动应力随温度升高而下降