第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 材料性能学.pptVIP

表示: 例: 120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。 数字+HBW(或HBS)+数字/数字/数字 布氏硬度值 球体直径/载荷/载荷保持时间 压痕几何相似原理，压入角不变 布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定 缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及过硬的材料 HB ?b(MPa) 钢 黄铜 球墨铸铁 材料的?b与HB之间的经验关系： 低碳钢: ?b(MPa)≈3.6HB 高碳钢：?b(MPa)≈3.4HB 铸铁：?b(MPa)≈1HB 或 ?b(MPa)≈ 0.6(HB-40) （2）洛氏硬度试验（GB/T 230.1-2004） 　测量残余压入深度h表示硬度值 金刚石压头k取0.2 淬火钢球k取0.26 　定义：每0.002mm相当于洛氏1度 根据压头和载荷：常用B、C、A三种 ①HRB－－淬火钢球，中等载荷，测轻金属，未淬火钢 ②HRC－－金刚石圆锥，大载荷，测较硬，淬硬钢制品 ③HRA－－金钢石圆锥，小载荷，测硬、薄试件 表示：数字（硬度值）+标尺 60HRC 洛氏硬度压痕 表面洛氏硬度试验 与普通洛氏硬度的不同点： 预载荷为3kgf(29.42N)，总载荷比较小,分别为15kgf，30kgf和45kgf(441.3N) 取k＝0.1mm时的洛氏硬度为零，深度每增大0.001mm,表面洛氏硬度降低一个单位。 45HR30N：金刚石圆锥体，载荷294N，测得的硬度为45； 80HR30T：Φ1.588mm钢球，载荷294N，测得的硬度为80 洛氏硬度测量 （3）维氏硬度（GB/T 4340.1-1999） α为136°金刚石四棱锥体 四方锥形的压痕 测量压痕对角线长度取平均　　 硬薄层工件 表示：640HV30 （4）显微硬度HV 　原理及压头等与维氏硬度相同 载荷以g计算 　测量组织中某一相硬度 其它硬度测试方法 与显微硬度相比有两点不同： (1) 四棱锥金刚石压头对面角分别为172°30′和130°， 棱形压痕，l/w为7.11 (2) 硬度值是力除以压痕投影面积。 努氏硬度 肖氏硬度： 根据重锤回跳的高度来表征硬度值的大小 里氏硬度： 用冲头（碳化钨球）的回弹速度表征金属的硬度值 常用硬度的比较 压头 载荷 kgf 硬度范围 HBS 钢球 ≤3000 ≤450 HBW 硬质合金球 ≤3000 450～650 HRA 金刚石圆锥 60 20～88 HRB 钢球 100 20～100 HRC 金刚石圆锥 150 20～70 HRD 金刚石圆锥 100 40～77 布氏硬度 洛氏硬度 HV 金刚石棱锥 5～120 1300 维氏硬度 应用 有色合金，退正火调质钢 淬火、调质钢 碳化物、硬质合金 有色合金，退正火钢 淬火、调质钢 薄钢板、表面硬化工件 各种硬度工件 Thanks for attention! 材料性能学 Property of Materials 中国石油大学 China University of Petroleum 材料性能学 第二章 金属在其他静载荷下的力学性能 解理裂纹扩展 格雷菲斯理论 格雷菲斯 奥罗万 欧文公式 理论断裂强度 主要内容 硬 度 扭 转 弯 曲 压 缩 应力状态软性系数 缺口试样静载荷试验 §2.1 应力状态软性系数 最大切应力理论： τmax=(σ1-σ3 )/2 相当最大正应力理论：σmax= σ1-υ(σ2+σ3) 正应力 ? 脆性解理断裂 切应力 ? 塑性变形和韧性断裂 变形和断裂方式主要与承载条件下应力状态有关 不同的应力状态，其σmax和τmax不一样 α越大，切应力分量越大，应力状态越“软”，易塑变和断裂 α越小，正应力分量越大，应力状态越“硬”，易脆性断裂 应力状态软性系数 思考： （1）预考查脆性材料的塑性，设计试验时，应力状态软性系数α取大还是取小？ （2）预考查塑性材料的脆性，设计试验时，应力状态软性系数α取大还是取小？ 取 大 取 小 §2.2 压缩 (1) α=2(单向)，脆性材料，在韧性状态下的力学行为。 (2) 塑性材料不用此法 (3) 多向不等压缩α＞2，适用于脆性更大的材料 一、压缩试验的特点 压缩 拉伸 脆性材料 塑性材料 二、压缩试验（GB/T 7314-2005） 试样：圆柱形或板状 尺寸：长度=2.5~3.5直径或边长 根据压缩曲线，获得压缩强度和塑性指标 σbc=Fbc/A0 §2.3 弯曲 (1) 受拉的一侧应力状态基本与静拉伸时相同，不存在的试样偏斜对结果的影响。 (2) 表面上