模块一热处理基础知识

1、第第一一节节 金属的力学性能金属的力学性能热处理基础知识授课人：杨爱华授课人：杨爱华回主页回主页 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五、五、 疲劳强度疲劳强度一、强度 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。（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. 力力伸长曲线伸长曲线（以低碳钢试样为例

2、）（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=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中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。拉伸试验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LF0 03. 脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）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

3、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1.1.屈服点屈服点2.2.抗拉强度抗拉强度 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，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，其标距部分的残余伸长率达到试试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的样标距长度的0.2%0.2%时的应力，用符号时

4、的应力，用符号0.20.2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FsA0s=1.1.屈服点屈服点 应用应用：s和和0.2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LF0 0F0.20.2%L0F0.2A00.2=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=FbA02.2.抗拉强度抗拉强度 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

5、 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-l0l0100%=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-S1S

6、0=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（三）维氏硬度（三）维氏硬度1. 原理原理布氏硬度布氏硬度= F A凹凹=2FDD-（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

7、值2. 应用范围应用范围20671500N120金刚石圆锥体HRC251001000N1.588mm钢球HRB7085600N120金刚石圆锥体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。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， 需多次测量。需多次测量。返返 回回上一页上一页下一页下一页回主页回主页 四、四、冲击韧性冲击韧性（三）冲击试验原（三）冲击试验原 理及方法理及方法（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 A Ak k= =GHGH1 1 - GH- GH2 2 =G=G（H H1 1 - H- H2 2） 试验原理：试样被试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（即冲击吸收功（Ak ）等于摆锤冲击试