钢材知识专业培训课件

布氏硬度试验时，压头直径D，试验力F，及试验保持时间t，应根据被测 材料的种类、硬度值范围及材料的厚度进行试验。
常用压头球体直径D有1，2，2.5，5和10mm五种；试验力从1-3000kgf 范围内；试验力保持时间黑色金属10-15s，有色金属30s，布氏硬度值小于 35时为60s，用钢球压头时，硬度值必须小于450HBS，硬质合金压头时， 硬度值必须小于650HBW。
第一节 强度和塑性
屈服点（σs）：在外力作用下，材料产生屈服现象时的应力 值。
屈服强度（σ0.2）：若材料无明显屈服现象，国家标准则规 定以残余应变量达到0.2%时的应力值来 表征材料的微量塑性变形的抗力，称为屈 服强度。
抗拉强度（ σb ）：材料在断裂前所能承受的最大应力。 断后伸长率（A）：试样断裂后，标距的伸长与原始标距的
百分比。
刚度
刚度：在应力-应变曲线上的弹性阶段，应力和 应变的比值即为材料刚度（弹性模量）。
实际工件的刚度与材料的刚度和工件的尺寸和形 状有关，工件刚度代表工件产生单位弹性变形 时所需载荷的大小。
工件刚度代表工件产生单位弹性变形所需的载荷 大小。单位（N/mm）
第二节 硬度-布氏硬度
1.布氏硬度原理：用一定直径的球体，以相应的试验力压入 试样表面，经规定保持时间后，卸除试力， 用测量表面压痕来计算硬度。
1.铁素体（F）：碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。 溶碳能力差，随温度的升高，碳的溶解度稍增：室温，溶碳0.0008%；
600°C时，溶碳0.0057%；727°C时，溶碳量最大，约为0.0218%。 铁素体强度、硬度较低，塑性和韧性好（屈服强度：100-170MPa，
抗拉强度：180-280MPa，延伸率：30%-50%，HBS：50-80）。 铁素体在770°C以下具有铁磁性，770°C以上则失去铁磁性。 物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的
第三节 其他
7.塑性应变比r值：r值表示钢板拉伸时，宽度方 向与厚度方向应变比之比值。r值越大，表示 钢板越不易在厚度方向变形（越不容易开裂）， 深冲性越好。
8. 应变强化指数n：钢材在拉伸中实际应力－应 变曲线的斜率。其物理意义是，n值高，表示 材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形 区，而使应变分布较为均匀，减少局部变形集 中现象，因此n值对拉延胀形非常重要。
2. 洛氏硬度值HR=k-e：k为常数，用金刚石圆锥体压头时 k=100，用钢球压头时k=130；e为残 余压痕深度增量，单位为0.002mm。
第二节 硬度-洛氏硬度
3.洛氏硬度标尺： 为了用一头和总试验力，组 成15种洛氏硬度标尺，最长用的有三种-HRA、 HRB、HRC。
洛氏硬度
优点：操作简单、迅速，压痕 小，测试硬度值范围大
缺点：当材料内部组织不均匀 时，硬度数据波动大，须测量 数次取平均值。
第三节 韧性
冲击韧度：材料在冲击加载下吸收塑性变形 功和断裂功的能力，常用标准试样的冲 击吸收功AK 或冲击韧度αK表示。
αK=AK/断裂面截面面积
AK-冲击吸收功
应用意义：冲击韧度反映了材料的冶金质量和热加 工工艺质量；反映材料抵抗对一次或少数次大能量 冲击破坏的能力 ；可以评定材料的冷脆性。
钢及铸铁布氏硬度大于140时，F / D2 =10；布氏硬度小于或等于140时， =3F0/。D 2
第二节 硬度-洛氏硬度
1.洛氏硬度原理：在初始试验力F0及纵试验力F0+F1先后作 用下，将压头压入试样表面，经规定保持 时间后卸除主试验力F1，用保持初始试验 力的条件下测量的残余压痕深度增量来计算硬度。
第二节 硬度-洛氏硬度
硬度标尺 硬度值有效范围
HRC 20-67HRC
适用举例 调质钢、淬火钢件
HRB 25-100HRB
软钢、退火钢、铜合金
HRA 60-85HRA
硬质合金、表面淬火钢
第二节 硬度
布氏硬度
优点：测量精度高，能反映材 料的平均性能；
缺点：操作复杂，耗时长不能 准确测量高硬度材料。
均匀部分称为相 .
工业纯铁
B250P1
第二节：铁碳合金的相
2、渗碳体（Fe3C）：铁和碳组成的一种具有复杂晶格的间隙 化合物。
渗碳体中碳含量为6.69%，熔点1227°C，无通俗异构转变，230°C以下 有弱磁性，硬度800HB，塑性、韧性几乎为零，脆性极大。
的能力。
第一章 力学性能
第一节 强度和塑性
拉伸试样依照GB/T 228-2002制作。 标距：测量伸长用的圆柱或棱柱部分的长度。 L0=kS01/2 ：其中L0表示原始标距，最小为15mm； S0 原始横截
面积；k是比例系数，通常k=5.65，若采用5.65不 能满足L0＞15mm，则采用k=11.3或非比例试样 （ L0与 S0无比例关系）。 A=（Lu-L0）/L0：A断后伸长率，A11.3（k=11.3），A80mm（非比 例试样L0=80mm）；Lu断后标距； L0原始标距。
钢材基础知识培训
2008-03-17
第一章 力学性能
力学性能： 材料在外力作用时表现出来的性能。 包括强度、塑性、刚度、硬度、韧性、 及疲劳性能和耐磨性等。
强度：材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 塑性：断裂前材料产生永久变形的能力。 刚度：材料对弹性变形的抵抗能力。 硬度：材料抵抗局部变形、压痕、划痕的能力。 韧性：材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量
当试验压头为淬硬钢球时，其硬度符号为HBS；硬质合金球 时，符号为HBW。 2.布氏硬度表示方法：符号HBS或HBW之前的数字为硬度值，
符号后面的数字表示试验条件（球体直 径/试验力/试验力保持时间【10-15s不 标注】），例170HBS10/1000/30。
第二节 硬度-布氏硬度
3.试验条件的选择：
第二章 铁碳合金
第一节：铁碳合金分类
铁碳合金（iron-carbon）：主要是由铁和碳两种元素组成的合金 是现代工业中应用最广泛的金属材料。
铁碳合金的分类：（1）工业纯铁，C ≤0.0218%； （2）钢，0.0218%≤C ≤2.11% ； （3）白口铁，2.11%≤C ≤6.69%。
第二章：铁碳合金的相和组织