材料力学性能课件第2章概要.ppt

常用缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值作为材料的缺口敏感性指标，称为缺口敏感度，用qe或NSR。 NSR↑→缺口敏感性↓。 脆性材料： NSR ＜1 ，高强度材料NSR ＜1。表明缺口根部尚未发生明显塑性变形时就已经脆性断裂。 塑性材料，若缺口不太尖锐可能产生塑性变形时， NSR ＞1 * 偏斜拉伸试验 一般也用缺口试样的σαbn与光滑试样的σb的比值表示材料的缺口敏感度。 * （3）缺口试样静弯曲试验 记录试验力F与挠度f 关系曲线，直至试样断裂。 * Fmax/F1↑→缺口敏感度↓ 断裂功↑→缺口敏感度↓ 缺口试样静弯曲试验是造船、压力容器用钢必须进行的一项试验。 弹性区I （弹性变形功） 塑性区II（塑性变形功） 断裂区III（断裂功） * 2.6 硬 度 （1）金属硬度的意义及硬度试验的特点 硬度试验方法分类 弹性回跳法：如肖氏硬度，表示金属弹性变形功的大小。 压入法：如布氏、洛氏、维氏硬度等，表示金属塑性变形抗力及应变硬化能力。 划痕法：如莫氏硬度，表示金属对切断的抗力。 ?金属硬度的意义 硬度是表征材料软硬程度的一种性能，其物理意义随试验方法不同而不同，因此硬度不是材料独立的力学性能。 * （2）硬度试验 布氏硬度试验 原理： 布氏硬度试验的原理是用一定直径D(mm)的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的试验力F（kgf或N），将其压入试样表面，经规定保持时间t(s)后卸除试验力，试验表面将残留压痕，测量压痕平均直径d(mm)，求得压痕球形面积A。布氏硬度值就是试验力F除以压痕球形表面积A所得的商，计算式如下： 通常，布氏硬度值不标单位。 * 布氏硬度试验 * 布氏硬度试验的试验方法 布氏硬度试验方法参照GB/T231.1-2002《金属布氏硬度试验方法》进行。 1）对于材料相同而厚薄不同的工件，为了测得相同的布氏硬度值，在选配压头球直径D及试验力F时，应使： ? ? * 2）D的选择依据试样厚度，一般应使h≤1/8试样厚度，压痕直径d应控制在（0.24－0.6D）之间。 3) 软硬不同的材料，为了测得统一的、可比较的硬度值，应选用相同的F/D2比值。 对于不同的压头材料，布氏硬度值用不同的符号表示： 压头为淬火钢－HBS(HBS450) 压头为硬质合金－HBW(450HBW650) * 布氏硬度试验的特点 1）压痕面积较大，优点是能反映金属在较大范围内各组成相的平均性能；缺点是压痕较大时不宜在成品上进行试验。 2）布氏硬度试验对不同材料需更换不同直径的压头球和改变试验力，压痕直径的测量也比较麻烦，因而自动检测受到限制。 3）布氏硬度试验特别适用于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的材料硬度。 * 布氏硬度的表示方法 a.硬度值 b.符号HBW c.球直径 d.试验力 e.试验力保持时间，后三项用斜线隔开。 例如：350HBW5/750 600HBS1/30/20 试说明500HBW10/250/20的含义。 * 洛氏硬度试验 试验过程及原理 压头分类：圆锥角α=120度的金刚石圆锥体； 淬火钢球或硬质合金球。 试验过程 1）加初始试验力F0，在试样表面得一压痕，深度为h0，此时测量压痕深度的指针指零。 2）加主试验力F1，压头压入深度为h1，表盘上指针以逆时针方向转到相应刻度。 3）将F1卸除后，总变形中弹性变形恢复，压头回升一段距离(h-h1)，这时试样表面残留的塑性变形深度h即为压痕深度 4）指针顺时针方向转动停止时所指的数值即为洛氏硬度。 ? ? ? * * 洛氏硬度试验的原理： 对压头施以一试验力，压入试样表面，通过测量压痕的深度来表示材料的硬度值。h越大，硬度值越低。 k为常数，金刚石圆锥：k=0.2mm ； 淬火钢球 k=0.26mm. * 洛氏硬度试验方法 常用的洛氏硬度试验的标尺：HRA、HRB、HRC * 洛氏硬度表示方法 洛氏硬度表示方法： a.硬度值 b.符号HR c.标尺字母 60HRC 表示用C标尺测得的洛氏硬度值为60 对B标尺两种材料的球压头，在硬度符号后面加S表示用钢球；W表示用硬质合金球。 60HRBW 表面洛氏硬度表示方法： a.硬度值 b.符号HR c.总试验力 d.