航空材料-热处理.ppt

* * * * * * 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 1、布氏硬度试验（布氏硬度计） 原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。 如：120HBS 500HBW 4、测量范围 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属及非金属原材料等. 布氏硬度 3、优缺点 （1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料（铸铁）（2）可测的硬度值不高（3）不测试成品或半成品与薄件（4）测量费时，效率低 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 二、洛氏硬度实验 原理：根据压痕的塑性变形深度来衡量硬度。试验时，先加初始试验力 98N（10kgf），使压头紧密接触试件表面a，并压入到b处，以此作为衡量压入深度的起点，再加使压头压入到c处，然后去掉主试验力，由于被试金属弹性变形的消除，压头向上回升到d处。洛氏硬度计表盘上读出即可。 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 1、洛氏硬度试验（洛氏硬度计） 原理: 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。 2、洛氏硬度值 用测量的残余压痕深度表示。可从表盘上直接读出。如：50HRC 4、测量范围 用于测量淬火钢、硬质合金成品或半成品等材料. 洛氏硬度 3、优缺点 （1）试验简单、方便、迅速（2）压痕小，可测成品或半成品，薄件（3）数据不够准确，应测三点取平均值（4）不应测组织不均匀材料，如铸铁。 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 洛氏硬度 试验时，根据被测的材料不同，压头的类型、试验力及按表-2选择，对应的洛氏硬度标尺为HRA、HRB、HRC三种 符号 压头类型 载荷 /k g f 硬度有效范围 使用范围 HRA 金刚石圆锥体 60 20～88 适用于测量硬质合金、钢表面淬火层或渗碳层 HRB 直径为1.588mm钢球 100 20～100 适用于测量非铁金属,退火、正火等 HRC 金刚石圆锥体 150 20～70 适用于调质钢、淬火钢等 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 1、维氏硬度试验 原理:用夹角为136°的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F（49.03-980.07N）压入试样表面，测出压痕对角线长度d。 2、维氏硬度值 用压痕对角线长度表示。如：640HV。 4、测量范围 常用于测薄件、镀层、化学热处理后的表层等。 三、维氏硬度 3、优缺点 （1）测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬）（2）可测成品与薄件（3）试样表面要求高，费工。 §1-2 硬度 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 第三节 韧性和冲击试验 韧性：金属在冲击力作用下，断裂前吸收变形能量的能力。韧性愈好，代表金属的抗冲击破坏能力愈强。 摆锤式一次冲击试验原理：试验在专门的摆锤式冲击试验机上进行，把试样放在试验机的支承面上，试样的缺口背向摆锤冲击方向。将质量为m的摆锤安放到规定的高度H，然后下落将试样打断，并摆过支点升到某一高度h，试样在冲击试验力一次作用下，折断时所吸收的功为冲击吸收功为Ak 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 冲击试验 实际上，冲击吸收功AK数值可由试验机读出，而无需计算 冲击韧度：将冲击吸收功AK值除以试样缺口底部的横载而积 A0（cm2）得到的值 ak=AK/A0 冲击韧度作为衡量材料刚性的依据 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 断裂韧性及衡量指标 断裂韧度KIC: 是评定材料抵抗脆性断裂的力学性能指标，指的是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力。 单位：MPa·m 1/2 或者 MN · m-3/2 应用（判断构件是否安全，合理选材） KI KIC 构件安全 KI KIC 构件发生脆性断裂 KI ＝KIC 构件发生低应力脆性断裂的临界条件 3 应用场合：主要用于高强度钢制造的飞机、导弹和火箭的零件，或者是用中低强度钢制造气轮机转子、大型发电机转子等 《航空材料 》精品课程 张家界航院数控工程系 式中：Y__裂纹的几何形状因子; σ__外加应力（N/mm2）； a__裂纹的半径（mm）； K1__ 强度因子（MPa·m1/2或MN·m-3/2）当K1达到临界值K1C时，零件内裂纹将发生失稳扩展而出现低应力脆性断裂，而K1＜K1C时，零件安全可靠