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1、第一节 金属的力学性能,第一章 金属的性能,第二节 金属的工艺性能,回主页,第一节 金属的力学性能,一、强 度,四、冲击韧性,三、硬 度,二、塑 性,上一页,下一页,回主页,http:/,（一）强度的概念,（二）强度的测定拉伸实验,（三）强度指标,一、强 度,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂 的能力。,1.定义,2.应用,强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。,（一）强度的概念,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,（二）强度的测定拉伸实验,1.拉伸试样（GB6397-86）
2、,2.力伸长曲线（以低碳钢试样为例）,3.脆性材料的拉伸曲线,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,1.拉伸试样（GB6397-86）,长试样：L0=10d0,短试样：L0=5d0,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,2.力伸长曲线,弹性变形阶段,屈服阶段,颈缩现象,拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。,强化阶段,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,3.脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）,脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,（三）强度指标,1.屈服点,2.抗拉强度,在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续
3、伸长时的应力，用符号s表示。,材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号b表示。,脆性材料的屈服点：,试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力，用符号0.2表示。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,1.屈服点,应用：s和0.2常作为零件选材和设计的依据。,脆性材料的屈服点,L,F,0,F0.2,返 回,上一页,下一页,回主页,计算公式,http:/,2.抗拉强度,应用：脆性材料制作机械零件和工程构件时的选材和设计的依据。,返 回,上一页,下一页,回主页,计算公式,http:/,（二）衡量指标,二、塑 性,金属材料断裂前发生永久变形的能力。,断面收缩率：,
4、伸长率：,试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。,试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。,返 回,上一页,下一页,回主页,（一）定义,http:/,伸长率（）,l1试样拉断后的标距,mm;,l0试样的原始标距,mm。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,断面收缩率（）,S0试样原始横截面积,mm2；,S1颈缩处的横截面积,mm2。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,（一）布氏硬度,（二）洛氏硬度,三、硬 度,1.原理,2.应用,3.优缺点,1.原理,2.应用,3.优缺点,4.实验（录像）,4.实验（录像）,返 回,上一页,下一页,回主页,http
5、:/,（一）布氏硬度,布氏硬度试验是指用一定直径的 球体（钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，用测量的表面压痕直径计算硬度的一种压痕硬度试验。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,布氏硬度试验原理图,http:/,1.原理,（一）布氏硬度,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,（一）布氏硬度,使用刚球压头时布氏硬度值用符号HBS表示；使用硬度合金压头时用符号HBW表示。在实际测试时，不必用公式计算，一般用读数显微镜测出压痕直 径d，然后根据 d大小查表，即可求出所测的硬度值。举例:,http:/,测量比较软的材料。测量范围 HBS450、
6、HBW650的金属材料。,3.优缺点,2.应用,压痕大，测量准确，但不能测量成品件。,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,4.实验（录像）,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,1.原理,（二）洛氏硬度,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,（二）洛氏硬度,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,2.应用范围,2067,1500N,120金刚石圆锥体,HRC,25100,1000N,1.588mm钢球,HRB,7085,600N,120金刚石圆锥体,HRA,返 回,上一页,下一页,回主页,常用洛氏硬度标度的试验范围,http:/,优点：操作简便、迅速，效率 高，
7、可直接测量成品件 及高硬度 的材料。,3.优缺点,缺点：压痕小，测量不准确，需多次测量。,返 回,上一页,下一页,回主页,4.实验（录像）,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,四、冲击韧性,金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。,（三）冲击试验原 理及方法,（一）定义,（二）冲击试样,返 回,上一页,下一页,回主页,http:/,http:/,计算公式 Ak=GH1-GH2=G（H1-H2）,试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak）等于摆锤冲击试样前后的势能差。,返 回,上一页,下一页,回主页,试验过程如图所示。,冲击韧度（a k）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积。,http:/,（五）疲劳强度 材料在指定循环基数下不产生疲劳断裂所能承受的最大应力。,http:/,http:/,http:/,
