第二章_金属材料的损坏与塑性变形2.pptVIP

断裂： 零件在外力的作用下发生开裂和折断称为断裂。 磨损: 因摩擦而使零件的尺寸、表面形状和质量发生 变化的现象称为磨损。 三、硬度 材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力称为硬度。 常用的硬度实验法有布氏硬度实验法、洛氏硬度实验法、维氏硬度实验法。 1、布氏硬度 （1）布氏硬度的定义 使用一定直径的硬质合金球体，以规定的实验力压入试样表面，并保持规定时间后卸去实验力，然后用测量表面压痕直径来计算硬度。 布氏硬度值是用球面压痕单位面积上所承受的平均压力来表示，单位MPa。用符号HBW）表示。 S—球面压痕表面积，mm2； F—实验力，N； D—压头直径，mm； D—压痕平均直径，mm。 一般情况不用计算，而是根据压痕直径查表得出布氏硬度值。 （2）布氏硬度的表示方法 符号HBW之前的数字为硬度值，符号后面按以下顺序用数字表示实验条件。 1）球体直径 2）实验力 3）实验力保持的时间（10～15s不标注） 例如：170HBW10/1000/30表示用直径10mm的钢球，在9807N的实验力作用下，保持30s时测得的布氏硬度值为170。 （3）应用范围及优缺点 布氏硬度主要适用于测定灰铸铁、有色金属、各种软钢等硬度不是很高的材料。 优点：试验力大、球体直径大，压痕直径大，能准确反映出金属材料的平均性能。 缺点：操作时间长，不宜于测量成品及薄件。 2、洛氏硬度 （1）洛氏硬度的定义 洛氏硬度实验是目前应用范围最广的硬度实验方法。它是采用直接测量压痕深度来确定硬度值的。 采用金刚石圆锥体或淬火钢球压头，压入金属表面后，经规定保持时间后卸除主试验力，以测量的压痕深度来计算洛氏硬度值。 * * 第二章 金属材料的性能 §2-1 金属材料的损坏与塑性变形 思 考 生活中有很多机械零件由于受力过大而破坏，失去了工作的能力，大家身边有什么类似的例子？ 机械零件常见的损坏形式 变形 断裂 磨损 变形: 零件在外力作用下形状和尺寸所发生的变化 称为变形。 分类： 弹性变形和塑性变形 塑性变形也有有利的一面。 塑性变形的应用 轧制：将金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料 截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产型材、板材、管材。有热轧和冷轧两种。 轧制 塑性变形的应用 挤压：用冲头或凸模对放置在凹模中的坯料加压，使之产生塑性流动，从而获得相应于模具的型孔或凹凸模形状的制件的锻压方法。可制作长杆、深孔、薄壁、异型断面零件，是重要的少无切削加工工艺。 挤压及其应用 活塞销的挤压成形 塑性变形的应用 冷拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，使其断面减小而长度增加的方法。冷拔的产品较之于热成型有：尺寸精度高和表面光洁度好的优点。 塑性变形的应用 锻压：对金属坯料（不含板材）施加外力，使其产生塑性变形、改变尺寸、形状及改善性能，用以制造机械零件、工件、工具或毛坯的成形加工方法。 塑性变形的应用 冷冲压：借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。 一、与变形相关的几个概念 1、载荷 金属材料在加工及使用过程中所受的外力 称为载荷。 根据作用性质分类 静载荷：如吊车悬吊重物。 冲击载荷：列车通过火车桥梁。 交变载荷：火车车轮。 载荷的作用形式 拉伸载荷 压缩载荷 弯曲载荷 剪切载荷 扭转载荷 2、内力 工件或材料在受到外部载荷作用时，为使其不变形，在材料内部产生的一种与外力相对抗的力，称为内力。 3、应力 单位横截面面积上的内力称为应力。 R—应力，Pa。 F—外力，N。 S—横截面面积，m2 。 二、金属的变形 金属变形的分类 弹性变形：外力消失后变形消失，金属恢复到原来的形状。 弹—塑性变形：一部分发生弹性变形，一部分发生塑性变形。 断裂：破坏，不能再恢复。 金属的塑性变形受到下列因素的影响： 1、晶粒位向的影响 2、晶界的作用 3、晶粒大小的影响 三、金属材料的冷塑性变形与加工硬化 加工硬化的概念：冷塑性变形除了使晶粒的外形发生变化外，还会使晶粒内部的位错密度增加，晶格畸变加剧，从而使金属随着变形量的增加，其强度、硬度提高，而塑性、韧性下降，这种现象称为“形变强化”或“加工硬化”。 §2-2 金属的力学性能 金属材料必须具有一种承受机械载荷而不超过许可变形或不破坏的能力，这种能力就是材料的力学性能。 力学性能指标：强度、塑性、硬度、