材料在其他静载下的力学性能.pptVIP

已知载荷P，测得压痕两对角线长度后取平均值d，计算维氏硬度值，单位为kgf/mm2（一般不标注）HV=1.8544P/d2载荷为5kgf,10kgf，20kgf，30kgf，50kgf和100kgf等6种压头压入试件表面，保持一定的时间后卸除压力，试件表面上留下压痕。第62页，共97页，星期日，2025年，2月5日维氏硬度的表示方法与布氏硬度的相同，例：640HV30／20，最前数字为硬度值，后面数字依次为载荷/保持时间。维氏硬度值为640N/mm2(MPa)可测硬度值范围为5～1000HV。第63页，共97页，星期日，2025年，2月5日2维氏硬度的特点和应用维氏硬度测试采用了四方角锥体压头，各种载荷作用下所得的压痕几何相似，载荷大小任意选择，所得硬度值均相同，不受布氏法那种载荷P和压头D的规定条件的约束。在维氏硬度测试中，当负荷大于29.43N(3kgf)时，负荷P与压痕对角线长度d满足迈耶尔的指数关系式：P=αdn式中，α为常数，n等于2。将P=αd2代入HV=1.8544P/d2,可得：HV=1.8544α=常数第64页，共97页，星期日，2025年，2月5日显微硬度值与负荷的关系这说明在维氏硬度测试中，只要所用负荷不太小(大于29.43N即3kgf)，硬度值为一恒量而与所用负荷无关。四十年代初期，哈纳门(Hanemann)得出，在小负荷范围内，上式)仍然成立，只是n值小于2，一般在1.75至1.95之间。第65页，共97页，星期日，2025年，2月5日德国标准DIN50150第66页，共97页，星期日，2025年，2月5日第67页，共97页，星期日，2025年，2月5日测量范围较宽，软硬材料都可测。压痕：正方形，对角线长度易于精确测量，故精度较布氏法的高。材料的硬度小于450HV时，维氏硬度值与布氏硬度值大致相同。第68页，共97页，星期日，2025年，2月5日一缺口处的应力分布特点及缺口效应1弹性状态下的应力分布单向拉伸载荷下的薄板构件，薄板边缘存在缺口(1)y方向的应力?y分布缺口的第一个效应——缺口处存在应力集中第30页，共97页，星期日，2025年，2月5日第31页，共97页，星期日，2025年，2月5日(2)产生x方向的应力?x形成x方向的应力。缺口第二个效应——应力状态变为两向或者三向拉伸?较厚，Z方向变形受到约束，?z＝0，?z?0?z＝v(?x+?y)，平面应变状态。?y?z?x三向拉伸应力状态，构件脆性最大，在缺口部位造成硬化形成断裂。第32页，共97页，星期日，2025年，2月5日2塑性状态下的应力分布缺口存在的构件出现三向应力状态，造成试样的屈服应力比单轴拉伸时高。缺口强化效应——缺口的第三个效应。缺口强化是材料的三向应力状态约束材料的塑性变形，并非提高了材料的屈服强度，不是强化材料的手段。第33页，共97页，星期日，2025年，2月5日缺口试样与光滑试样的强度比较塑性材料：缺口存在导致材料的强度因为塑性变形受到约束而有一定增加——缺口强化。脆性材料：缺口试样弹性变形——断裂，不能通过缺口前方的塑性变形调整应力分布。缺口材料的强度比光滑试样低第34页，共97页，星期日，2025年，2月5日三缺口试样的静拉伸及静弯曲性能1缺口敏感性缺口敏感性：材料因为缺口存在造成的三向应力状态和应力集中而变脆的倾向，不同材料的缺口敏感性不同。缺口敏感性评定：缺口拉伸试验、缺口弯曲试验。压缩和扭转试验的意义不大。2缺口静拉伸试验(1)静拉伸试验第35页，共97页，星期日，2025年，2月5日第36页，共97页，星期日，2025年，2月5日第37页，共97页，星期日，2025年，2月5日热处理影响缺口试验的准确性，加工缺口在热处理之后。(2)试验应用评定高强度钢的缺口敏感性，钢的氢脆，高温合金的缺口敏感性。第38页，共97页，星期日，2025年，2月5日3缺口静弯曲试验(1)缺口静弯曲试验弯曲试样按照GB制备，尺寸：10mm×10mm×55mm，缺口深度2mm，夹角60.可在不同温度下试验记录F-f曲线，直至试样断裂第39页，共97页，星期日，2025年，2月5日(2)缺口弯曲试验应用

依据F-f曲线比较缺口敏感性1：曲线上升阶段断裂，残余挠度f1（总挠度－弹性挠度）小，对缺口敏感2：在曲线下降阶段断裂，残余挠度f2较大，缺口敏感度较低3：曲线弯曲不断，取相当于0.25fmax的残余挠