金属材料的机械性能.pptxVIP

金属材料的机械性能;第一节 静载时材料的机械性能 ;;一，静载时材料的机械（力学)性能; 弹性极限 ：（图 1－1）上E点的应力值，即不产生永久变形的最大应力值。 比例极限 ：（图 1－1）上P点的应力值，即保持应力与应变成正比关系的最大应力值。 * 与 ，实用中常取相同值。;第5页/共29页; 刚度：在图 1－1上，OP直线的斜 率，是材料的弹性模量E，弹性模量E又称为刚度，它是表征材料抵抗产生弹性变形的能力（即衡量材料产生变形难易程度的指标。）。 其定义式为： E愈大，使其产生弹性变形的应力亦愈大，变形愈困难。 ;注： ＊ E为材料本身的指标，随材料不同而不同。 故各种钢材的弹性模量均为： E＝190000～220000 （ ） E 只取决于材料本身，基本不受热处理、 合金化、冷热加工方式的影响。 ＊ E的值，随温度T的升高而降低。 ;（二）强度 强度：外力作用下，材料抵抗变形与断 裂的能力。 衡量强度的指标为： 屈服强度 ，抗拉强度 ;1.?屈服强度 ： 即（图 1－1）上，S点的应力，表示 材料在外力作用下开始产生塑性变形的最 低应力值。 零（构）件在工作中一般不允许产生 塑性变形。 因此, 是零（构）件设计计算时的主 要参数，是材料选择的重要指标。 ;2. 抗拉强度 ： 即图 （1－1）上，B点的应力，是试样在拉断前的最大应力值，同样是零（构）件设计、选材的重要指标。 注：＊ 的比值称为屈强比。屈强比 愈小，构件可靠性愈高, 但材料利 用率愈低。 ＊ 热处理、 合金化、 冷热加工等对 的数值会产生很大的影响。 ;（三）塑性 塑性：产生塑性变形但不断裂的性能称为塑性。塑性大小，用伸长率 ，断面收缩率 表示： 注：＊ ， 的值愈大，材料塑性愈好。 需承受各种变形加工与冲击载荷的零件应具 有一定的塑性 。; ＊ ， 虽然与 ， ， 一样，是材料的力学性能指标，但在零（构） 件的设计中，却不参与强度计算过程。 另： ， ， ， ， 均为材料的整体强度标。 ;二，硬度---静载时材料的局部机械（力学）性能指标 硬度： 是指金属表面抵抗其它硬物压入的能力，是材料对局部塑性变形的抗力。随着被测材料的种类，软硬程度、厚薄尺寸的不同，工程上常用的硬度指标有： 布氏硬度HB，洛氏硬度HRC，肖氏硬度HV，维氏硬度HS等，各种硬度指标的值之间，可以换算。 ;（一）布氏硬度HB 定义：见图1－2，以3000kgf的压力P，将直径为D的淬火钢球压入金属材料表面，得到压痕直径为d，则载荷p与压痕面积的比值，即为布氏硬度HB值。 实际上由HB的表达式可知，测得压痕直径d的数值，即可求出布氏硬度值。 注： 太薄、太硬（ HB450）的材料不易采用布氏硬度。 ;第15页/共29页;（二）洛氏硬度 洛氏硬度，随测试时使用的压头及施加压力的不同，分为HRA、HRB、HRC等三种硬度指标，最常用的为HRC。 HRC P=150kgf 金刚石锥头（顶角 ）用压痕深h 值标定,压痕越深，硬度越低。 HRA P=60kgf 金刚石锥头（顶角 ）用压痕深h 值标定,压痕越深，硬度越低。 注：HRC，HRA用于渗碳层，表面淬火层，硬质合 金材料的硬度表示。;HRB P=100kgf D＝1.588mm钢球 用压痕 深h值标定,压痕越深，硬度越低。 HRB适用于软铜,铜合金材