【大学课件】金属的性能PPT

1、第一节第一节 金属的力学性能金属的力学性能 第一章第一章 金属的性能金属的性能 第二节第二节 金属的工艺性能金属的工艺性能 回主页回主页 第一节第一节 金属的力学性能金属的力学性能 一、一、 强强 度度 四、四、 冲击韧性冲击韧性 三、三、 硬硬 度度 二、二、 塑塑 性性 上一页上一页下一页下一页回主页回主页 一强度的概念一强度的概念 二强度的测定二强度的测定拉伸实验拉伸实验 三强度指标三强度指标 一、一、 强强 度度 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂指金属在静载荷作用下，抵抗塑性变形或断裂 的能力。的能力。 1. 定义定义 2. 应用

2、应用 强度是机械零件或工程构件在设计、加工、使用过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。程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。 一强度的概念一强度的概念 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 二强度的测定二强度的测定拉伸实验拉伸实验 1. 拉伸试样拉伸试样GB6397-86 2. 力力伸长曲线以低碳钢试样为例伸长曲线以低碳钢试样为例 3. 脆性材料的拉伸曲线脆性材料的拉伸曲线 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 1. 拉伸试样拉伸试样GB6397-86 长试样：长试样：L0=10d0 短试样：短试样：L0=

3、5d0 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 2. 力力伸长曲线伸长曲线 弹性变形阶段弹性变形阶段 屈服阶段屈服阶段 颈缩现象颈缩现象 拉伸试验拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。 强化阶段强化阶段 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 L F 0 0 3. 脆性材料的拉伸曲线与低碳钢试样相比照脆性材料的拉伸曲线与低碳钢试样相比照 脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 三强度指标三强度指标 在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸在拉伸试验过程中，

4、载荷不增加，试样仍能继续伸 长时的应力，用符号长时的应力，用符号s s表示。表示。 材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号b b表表 示。示。 脆性材料的屈服点：脆性材料的屈服点： 试样卸除载荷后，其标距局部的剩余伸长率到达试试样卸除载荷后，其标距局部的剩余伸长率到达试 样标距长度的样标距长度的0.2%0.2%时的应力，用符号时的应力，用符号表示。表示。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 Fs A0 s= 应用应用：s和和常作为零件选材和设计的依据。常作为零件选材和设计的依据。 脆性材料的屈服点脆性材料的屈服点 L F 0 0 F 0.2%L

5、0 F0.2 A0 0.2= 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 计算公式计算公式 b= Fb A0 应用：脆性材料制作机械应用：脆性材料制作机械 零件和工程构件时的选材和设零件和工程构件时的选材和设 计的依据。计的依据。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 计算公式计算公式 二衡量指标二衡量指标 二、二、 塑塑 性性 金属材料断裂前发生永久变形的能力。金属材料断裂前发生永久变形的能力。 断面收缩率：断面收缩率： 伸长率：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，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试样拉断后，颈缩

6、处的横截面积的缩减量与 原始横截面积的百分比。原始横截面积的百分比。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 一一 定义定义 伸长率伸长率 l1-l0 l0 100%= l1试样拉断后的标距试样拉断后的标距,mm; l0试样的原始标距试样的原始标距,mm。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 断面收缩率断面收缩率 S0-S1 S0 =100% S0试样原始横截面积试样原始横截面积,mm2； S1颈缩处的横截面积颈缩处的横截面积,mm2 。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 一布氏硬度一布氏硬度 二洛氏硬度二洛氏硬度 三、三、 硬硬 度度 1. 原理原理 2.

7、应用应用 3. 优缺点优缺点 1. 原理原理 2. 应用应用 3. 优缺点优缺点 4. 实验录像实验录像 4. 实验录像实验录像 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 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 力压入式样外表， 经规定保持时间后 卸除试验力，用测 量的外表压痕直径 计算硬度的一种压 痕硬度试验。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 布氏硬度试验原理图 1. 原理原理 布氏硬度布氏硬度= F A凹 凹 = 2F DD-（D-d ） 一布氏硬度一布氏硬度 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 一布氏硬度 使用刚

8、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: 测量比较软的材料。测量比较软的材料。 测量范围测量范围 HBS450 HBS450、 HBW650HBW650的金属材料。的金属材料。 3. 优缺点优缺点 2. 应用应用 压痕大，测量准确，压痕大，测量准确， 但不能测量成品件。但不能测量成品件。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 4. 实验录像实验录像 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 1. 原理原理 二洛氏硬度二洛氏硬

9、度 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 加初载荷加初载荷加主载荷加主载荷卸除主载荷卸除主载荷读硬度值读硬度值 二洛氏硬度 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 2. 应用范围应用范围 20671500N 120金刚金刚 石圆锥体石圆锥体 HRC 251001000N 钢球钢球 HRB 7085600N 120金刚金刚 石圆锥体石圆锥体 HRA 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 常用洛氏硬度标度的试验范围常用洛氏硬度标度的试验范围 优点：操作简便、迅速，效率优点：操作简便、迅速，效率 高，可直接测量成品件高，可直接测量成品件 及高硬度及高硬度 的材料。的材料。

10、 3. 优缺点优缺点 缺点：压痕小，测量不准确，缺点：压痕小，测量不准确， 需屡次测量。需屡次测量。 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 4. 实验录像实验录像 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 四、冲击韧性四、冲击韧性 金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。 三冲击试验原三冲击试验原 理及方法理及方法 一定义一定义 二冲击试样二冲击试样 返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 计算公式计算公式 Ak=GH1 - GH2 =G Ak=GH1 - GH2 =GH1 - H2H1 - H2 试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击 吸收功吸收功