金属材料的力学性能PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第三节
金属材料的性能
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
2
力学性能
材 使用性能 料
的
性 工艺性能 能
物理性能
化学性能 铸造性能 锻压性能 焊接性能
热处理性能3
维 氏 硬 度 计
43
1.压头： 锥面夹角为136º的金刚石
正四棱锥体
44
2.试验原理：
与布氏硬度试验原理基本 相同。
只是压头改用了金刚石四 棱锥体。
45
2.试验原理： 以一定的试验力将压
头压入试样表面，保持 规定时间卸载后，在试 样表面留下一个四方锥 形的压痕，测量压痕两 对角线长度，以此计算 出硬度值。
2
—— – ——
2
2
29
布氏硬度值450的材料 选用淬火钢球压头
例如：200HBS 350HBS
30
布氏硬度值450~650的材料 选用硬质合金球压头
例如：550HBW 600HBW
31
3.标注：
符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值， 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、 载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN） 载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
(2)
度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。
(2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S
Fs σs =
S0
试样屈服时的载荷( N )
( M pa ) 试样原始横截面积( mm2)
14
s F0.2
o 0.2%l0
l
规定残余伸长应力：
r0.2
=Fr0.2/S
0 15
(3)抗拉强度( tensile strength ): 试样在断裂前所能承受的最大应力。
Fb σb =
S0
试样断裂前的最大载荷(N)
( M pa )
试样原始横截面积( mm2)
16
主要指标： 强度
力
塑性
学
硬度
性
韧性
能
断裂韧度
疲劳
17
塑性(plasticity):是指材料在载荷作用下 产生塑性变形而不被破坏的能力。
(1)断面收缩率(percentage reduction in area): 是指试样拉断处横截面积S 1 的收缩量与原始横截面积S0之比。
S0 - S 1
ψ=
× 100%
S0
18
(2)断后伸长率(延伸率) specific elongation: 是指试样拉断后的标距伸长量L 1与
原始标距L 0之比。
L 1– L 0
δ=
× 100%
L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科 δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 δ > 10% 属塑性材料
19
的变形
F
塑
b
性 屈服
变
形
s
e
弹 性 变 形
O
Fs Fb
缩颈
断裂
k
L 10
弹性( elasticity ):金属材料受外力作 用时产生变形,当外力去掉后能恢复 到原来形状及尺寸的性能。
弹性变形( elastic deformation ): 随载荷撤除而消失的变形。
弹性极限( elastic limit ):
布氏硬度计
24
观看布氏硬度
25
1.压头：
淬火钢球
HBS
硬质合金钢球 HBW
26
2.试验原理：
用一定直径的 压头（球体），以 相应试验力压入待 测表面，保持规定 时间卸载后，测量 材料表面压痕直径， 以此计算出硬度值。
27
28
F
F
HB= —— = ————
S
Dh
D h = —— —
D2 d 2
Fe 弹性极限载荷( N )
σe =
( M pa )
S0 试样原始横截面积( mm2)
11
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
12
力—伸长曲线
F
塑
b
性 屈服
变
形
s
e
弹 性 变 形
O
Fs Fb
ห้องสมุดไป่ตู้
缩颈
断裂
k
L 13
强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。
(1)种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强
长试样：δ10 δ 简写为 短试样：δ5
同一种材料的δ5 >δ10
20
硬度( hardness ) 1.定义：
是指材料抵抗其它更硬物体 压入其表面的能力。
21
2.硬度试验方法： （1）压入法 （2）划痕法 （3）回跳法
22
压入法
布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV
23
(一)布氏硬度HB(Brinell-hardness)
h2
最后测得：
残余压痕深度增量 h
h=h3-h1
HR=h/0.002
HR=C-h/0.002
38
洛氏硬度值的表示：
70~85HRA 25~100HRB 20~70HRC
39
HRA、HRB、HRC分别测得的硬度， 不可直接比较大小
例如： 50HRC<70HRA 〤 50HRB>40HRC 〤
40
3.特点： 优点： 测量操作简单，方便快捷，
压痕小；测量范围大，能测 较薄工件。
缺点： 测量精度较低，可比性差，
不同标尺的硬度值不能比较。
41
应用： 是生产中应用最广 泛的硬度
试验方法。 可用于成品检验和薄件表面 硬度检验。 不适于测量组织不均匀材料。
42
(三)维氏硬度 HV ( diamond penetrator hardness )
120º金刚石圆锥体钢球 HRC 钢球 HRB
36
2.试验原理：
用锥顶角为120°的金刚石圆锥 或直径1.588mm的淬火钢球，以相 应试验力压入待测表面，保持规 定时间卸载后卸除主试验力，以 测量的残余压痕深度增量来计算 出硬度值。
37
0
1 3
h1
2
h3
h
0 1-1 初载10kg h1 1 2-2 总载150kg h2 3 2 3-3 卸载140kg h3
力学性能
定义 : 是指金属材料在外力的作用
下所表现出来的抵抗能力。
4
主要指标： 强度
力
塑性
学
硬度
性
韧性
能
断裂韧度
疲劳
5
强度 塑性
拉伸试验
6
拉伸试验
拉伸试验机
7
液压式万能电子材料试验机
8
* 拉伸试样：
d0 L0
长试样：L0=10d0
短试样：L0=5d0
9
塑性变形:外力
力—伸去长除后曲不线能消失
32
4. 特点：
优点：测量误差小（因压痕大），
数据稳定，重复性强。
缺点：压痕面积较大，测量费时。
应用：常用于测量较软材料、灰铸
铁、有色金属、退火正火钢 材的硬度。
不适于测量成品零件或薄
件的硬度。
33
(二)洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness )
34
观看洛氏硬度
35
1.压头： HRA
金属材料的性能
1
整体概述
概况一
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况二
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
概况三
点击此处输入相关文本内容 点击此处输入相关文本内容
2
力学性能
材 使用性能 料
的
性 工艺性能 能
物理性能
化学性能 铸造性能 锻压性能 焊接性能
热处理性能3
维 氏 硬 度 计
43
1.压头： 锥面夹角为136º的金刚石
正四棱锥体
44
2.试验原理：
与布氏硬度试验原理基本 相同。
只是压头改用了金刚石四 棱锥体。
45
2.试验原理： 以一定的试验力将压
头压入试样表面，保持 规定时间卸载后，在试 样表面留下一个四方锥 形的压痕，测量压痕两 对角线长度，以此计算 出硬度值。
2
—— – ——
2
2
29
布氏硬度值450的材料 选用淬火钢球压头
例如：200HBS 350HBS
30
布氏硬度值450~650的材料 选用硬质合金球压头
例如：550HBW 600HBW
31
3.标注：
符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值， 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、 载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30 表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN） 载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
(2)
度 、 抗剪强度 、 抗扭强度等。
(2)屈服强度( yield strength): 屈服点 S
Fs σs =
S0
试样屈服时的载荷( N )
( M pa ) 试样原始横截面积( mm2)
14
s F0.2
o 0.2%l0
l
规定残余伸长应力：
r0.2
=Fr0.2/S
0 15
(3)抗拉强度( tensile strength ): 试样在断裂前所能承受的最大应力。
Fb σb =
S0
试样断裂前的最大载荷(N)
( M pa )
试样原始横截面积( mm2)
16
主要指标： 强度
力
塑性
学
硬度
性
韧性
能
断裂韧度
疲劳
17
塑性(plasticity):是指材料在载荷作用下 产生塑性变形而不被破坏的能力。
(1)断面收缩率(percentage reduction in area): 是指试样拉断处横截面积S 1 的收缩量与原始横截面积S0之比。
S0 - S 1
ψ=
× 100%
S0
18
(2)断后伸长率(延伸率) specific elongation: 是指试样拉断后的标距伸长量L 1与
原始标距L 0之比。
L 1– L 0
δ=
× 100%
L0
δ < 2 ~ 5% 属脆性材科 δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 δ > 10% 属塑性材料
19
的变形
F
塑
b
性 屈服
变
形
s
e
弹 性 变 形
O
Fs Fb
缩颈
断裂
k
L 10
弹性( elasticity ):金属材料受外力作 用时产生变形,当外力去掉后能恢复 到原来形状及尺寸的性能。
弹性变形( elastic deformation ): 随载荷撤除而消失的变形。
弹性极限( elastic limit ):
布氏硬度计
24
观看布氏硬度
25
1.压头：
淬火钢球
HBS
硬质合金钢球 HBW
26
2.试验原理：
用一定直径的 压头（球体），以 相应试验力压入待 测表面，保持规定 时间卸载后，测量 材料表面压痕直径， 以此计算出硬度值。
27
28
F
F
HB= —— = ————
S
Dh
D h = —— —
D2 d 2
Fe 弹性极限载荷( N )
σe =
( M pa )
S0 试样原始横截面积( mm2)
11
拉 伸 试 样 的 颈 缩 现 象
12
力—伸长曲线
F
塑
b
性 屈服
变
形
s
e
弹 性 变 形
O
Fs Fb
ห้องสมุดไป่ตู้
缩颈
断裂
k
L 13
强度(strength): 材料在力的作用下抵抗 变形和破坏的能力。
(1)种类: 抗拉强度、 抗压强度、 抗弯强
长试样：δ10 δ 简写为 短试样：δ5
同一种材料的δ5 >δ10
20
硬度( hardness ) 1.定义：
是指材料抵抗其它更硬物体 压入其表面的能力。
21
2.硬度试验方法： （1）压入法 （2）划痕法 （3）回跳法
22
压入法
布氏硬度HB 洛氏硬度HR 维氏硬度HV
23
(一)布氏硬度HB(Brinell-hardness)
h2
最后测得：
残余压痕深度增量 h
h=h3-h1
HR=h/0.002
HR=C-h/0.002
38
洛氏硬度值的表示：
70~85HRA 25~100HRB 20~70HRC
39
HRA、HRB、HRC分别测得的硬度， 不可直接比较大小
例如： 50HRC<70HRA 〤 50HRB>40HRC 〤
40
3.特点： 优点： 测量操作简单，方便快捷，
压痕小；测量范围大，能测 较薄工件。
缺点： 测量精度较低，可比性差，
不同标尺的硬度值不能比较。
41
应用： 是生产中应用最广 泛的硬度
试验方法。 可用于成品检验和薄件表面 硬度检验。 不适于测量组织不均匀材料。
42
(三)维氏硬度 HV ( diamond penetrator hardness )
120º金刚石圆锥体钢球 HRC 钢球 HRB
36
2.试验原理：
用锥顶角为120°的金刚石圆锥 或直径1.588mm的淬火钢球，以相 应试验力压入待测表面，保持规 定时间卸载后卸除主试验力，以 测量的残余压痕深度增量来计算 出硬度值。
37
0
1 3
h1
2
h3
h
0 1-1 初载10kg h1 1 2-2 总载150kg h2 3 2 3-3 卸载140kg h3
力学性能
定义 : 是指金属材料在外力的作用
下所表现出来的抵抗能力。
4
主要指标： 强度
力
塑性
学
硬度
性
韧性
能
断裂韧度
疲劳
5
强度 塑性
拉伸试验
6
拉伸试验
拉伸试验机
7
液压式万能电子材料试验机
8
* 拉伸试样：
d0 L0
长试样：L0=10d0
短试样：L0=5d0
9
塑性变形:外力
力—伸去长除后曲不线能消失
32
4. 特点：
优点：测量误差小（因压痕大），
数据稳定，重复性强。
缺点：压痕面积较大，测量费时。
应用：常用于测量较软材料、灰铸
铁、有色金属、退火正火钢 材的硬度。
不适于测量成品零件或薄
件的硬度。
33
(二)洛氏硬度 HR ( Rockwll hardness )
34
观看洛氏硬度
35
1.压头： HRA