高级钢材热处理工金属材料与热处理().ppt

常用的力学性能指标有： 一、强度 二、塑性 三、硬度 四、冲击韧性 一、强度 强度——金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂的能力。其大小用应力表示。 （a）抗拉强度 (b)抗压强度 (c)抗弯强度 (d)抗剪强度 (e)抗扭强度 通常以抗拉强度代表材料的强度指标。 抗拉强度一般可通过拉伸试验来测定。利用拉伸试验机产生的静拉力，对标准试样进行轴向拉伸，同时连续测量变化的载荷和试样的伸长量，直至断裂，并根据测得的数据计算出有关的力学性能指标。 1．拉伸试样 《GB/T 228-2010金属材料拉伸试验 室温试验方法》规定了试样的形状、尺寸及加工要求等。 d——试样直径 du——试样缩颈处直径 Lo——试样原始标距长度 Lu——试样拉断后的标距长度 S0——试样原始横截面面积 Su——拉断后缩颈处横截面面积 2．力－伸长曲线 弹性变形阶段 屈服阶段 强化阶段 缩颈阶段 力－拉伸曲线 拉伸试验中，依据拉力F与伸长量△L之间的在直角坐标系中绘出的曲线，成为力—伸长曲线。拉伸过程可以分为以下四个阶段： 3．强度指标 （1）屈服强度——当金属材料出现屈服现象时，在实验期间发生塑性变形而力不增加的应力点。屈服强度分为上屈服强度ReH和下屈服强度ReL。在金属材料中，一般用下屈服强度代表屈服强度。 ReL ——试样的下屈服强度，MPa； FeL ——试样屈服时的最小载荷，N； So ——试样原始横截面面积，mm2。 【例1】已知：有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉伸实验时测得FeL=42kN，du=5.65mm。 求：此试样的屈服强度ReL。 = 42000 = 535MPa 除低碳钢、中碳钢及少数合金钢有屈服现象外，大多数金属没有明显的屈服现象。 规定产生0.2?残余伸长时的应力为条件屈服强度Rp0.2，替代ReL，称为条件（名义）屈服强度。 2．抗拉强度Rm 抗拉强度——材料在断裂前所能承受的最大的应力。 Rm ——抗拉强度，MPa； Fm ——试样在屈服阶段后所能抵抗的最大力（无明显屈服的材料，为试验期间的最大力）， N； So ——试样原始横截面面积，mm2 。 【例2】已知：有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉伸实验时测得Fm=37kN，du=6.05mm。 求：此试样的抗拉强度Rm。 = 37000 = 471.3MPa 【例3】 有一钢试样，其横截面面积为100mm2，已知钢试样的ReL=314MPa，Rm=530MPa。拉伸试验时，受到的拉力为（　　　　）时，试样出现屈服现象；当受到的拉力为（　　　　）时，试样出现缩颈。 解： （1） 当外力增加到ＦeL时，试样出现屈服现象： ＦeL=　ReL×S0 = 314×100 = 31400Ｎ=31.4 kN.。 （2）当外力达到最大力Ｆm时，试样的某一局部处发生局部收缩，即“缩颈”。 Ｆm=Rm×S0 = 530×100 = 53000 = 53kN。 二、塑性 塑性——材料受力后在断裂前产生塑性变形的能力。 1．断后伸长率A 试样拉断后，标距的伸长量与原始标距之比的百分率。 【例4】有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉伸实验时测得Lu=137mm。 求：此试样的断后伸长率A11.3。 解： = 37% 11.3 2．断面收缩率Z 试样拉断后，缩颈处面积变化量与原始横截面面积比值的百分率。 【例5】有一直径 d =10mm，Lo=100mm 的低碳钢试样，拉伸实验时测得du=5.65mm。 求：此试样的断面收缩率Z。 解： 三、硬度 硬度——材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力。硬度是通过在专用的硬度试验机上实验测得的。 布氏硬度试验机 洛氏硬度试验机 维氏硬度试验机 1．布氏硬度 布氏硬度值——用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位为MPa，但一般均不标出，用符号HBW表示： 表示方法： 布氏硬度用硬度值、硬度符号、压头直径、实验力及实验力保持时间表示。当保持时间为10～15s时可不标。 例1： 170HBW10/1000/30： 直径10mm的压头，在9807N（1000kg）的试验力作用下，保持30 s时测得的布氏硬度值为170。 600HBW1/30/20：