金属材料力学性能及实验ppt课件

• 拉伸曲线：在开始的 o e阶段，材料处于弹性变形阶段； 超过 e 点后，除弹性变形外，材料开始产生塑性变形，曲 线在S点处出现一小段水平 线段，这种现象称为“屈服”， 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到 F 后，在 试样的标距长度内某处，横截面发生局部收缩，即产生 “缩颈”现象，此时拉伸力开始减小，故 b点为曲线上集 中干预部，直至断裂（k点）。
25～100 适用于测量非铁金属退火、火 （相当60 等 ～230HB ） 20～67 (相当 HB230～ 700) 适用于调质钢、淬火钢等
• HBS适用于测量低于布氏硬度值 450的材料； HBW 适用于 测量低于布氏硬度值 650 的材料。
• 试验时，根据被测的材料不同，球直径、 试验力及试验力保持时间按表-1选择。
金属种类
布 氏 硬 度 范 围 HBS （HBW）
试样厚度/mm
0.102
球的直径/mm
试验力F/KN（k g f)
10.0 5.0 2.5
29.42(3000) 7.355(750) 1.839(187.5)
30
36～130
9～ 3 6～ 3
10
10.0 5.0
9.807(1000) 2.452(250)
30
8～35
>6
2.5
10.0
2.452(250)
60
表－１
• 120HBS10 ／ 1000 ／ 30 代 表 用 10mm 钢 球 ， 在 1000kgf （10kN）试验力作用下保持30s，测得的布氏硬度值。 • 布氏硬度试验法一般用于试验各种硬度不高的钢材、铸铁、 有色金属等，也用于试验经淬火、回火但硬度不高的钢件。 • 由于布氏硬度试验的压痕较大，试验结果能更好地代表试 件的硬度。
b
• 拉伸曲线：在开始的 o e阶段，材料处于弹性变形阶段； 超过 e 点后，除弹性变形外，材料开始产生塑性变形，曲 线在S点处出现一小段水平 线段，这种现象称为“屈服”， 标志着材料发生微量塑性变形。当拉伸力达到 F 后，在 试样的标距长度内某处，横截面发生局部收缩，即产生 “缩颈”现象，此时拉伸力开始减小，故 b点为曲线上集 中干预部，直至断裂（k点）。
金属材料力学 性能及实验
• 一、强度 • 强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力 • 拉伸试验法：拉伸试验在拉伸试验机上进行
• 一、强度 • 强度：金属抵抗永久变形和断裂的能力 • 拉伸试验法：拉伸试验在拉伸试验机上进行
• 拉伸试样：圆形试样（断面为圆形），根据GB6397－ 86 的规定，拉伸试样分为长比例试样或短比例试样。 对圆形试样：长试样l=10d。；短试样l=5d。
二、洛氏硬度实验
• 洛氏硬度试验法原理：根据压痕的塑性变形深度来衡量硬 度。试验时，先加初始试验力 98N（ 10kgf），使压头紧 密接触试件表面a，并压入到b处，以此作为衡量压入深度 的起点，再加主试验力使压头压入到 c处，然后去掉主试 验力，由于被试金属弹性变形的消除，压头向上回升到 d 处。洛氏硬度计表盘上读出即可。
b
内力：试样受拉伸力 F作用后，导致材料内部之间产生同样大 小的相互作用力 应力：单位横截面积上的内力， s 。 屈服点（屈服极限）：金属产生屈服现象时的应力 。 s F A 屈服强度：工程技术上一般规定，以试样产生的塑性变形伸 长量达到0．2％时的应力，σ0.2 。 F A b 抗拉强度（强度极限）：金属拉断前承受的最大拉应力，
二、洛氏硬度实验
• 洛氏硬度试验法原理：根据压痕的塑性变形深度来衡量硬 度。试验时，先加初始试验力 98N（ 10kgf），使压头紧 密接触试件表面a，并压入到b处，以此作为衡量压入深度 的起点，再加主试验力使压头压入到 c处，然后去掉主试 验力，由于被试金属弹性变形的消除，压头向上回升到 d 处。洛氏硬度计表盘上读出即可。
• 试验时，根据被测的材料不同，压头的类型、试验力及按 表-2选择，对应的洛氏硬度标尺为HRA、HRB、HRC三种
符号 压头类型 载荷/k g f 硬度有效 使用范围 范围 70～85 适用于测量硬质合金、钢表、 淬火层或渗碳层
120

HRA HRB
金刚石圆锥 60 体 100 直径为 1.588mm钢 球 金刚石圆锥 150 体
s s
FA
o

0 .2
0 .2
o
F A
b b
o
• 二、塑性
• 塑性：金属材料断裂前发生永久变形的能力 • 断后伸长率：试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分 比
1 l
l
l 100 %
0
0
• 由于同一材料用不同长度的试样测得的断后伸长率 δ数值 不同，因此应注明试样尺寸比例。 • 断面收缩率：试样拉断处横截面积的减小量与原始横截面 积的百分比，Ψ
试验力保持时 间/s
黑色金属
140-450
6～ 3 4～ 2 <2
>6 6～ 3
30
10.0 5.0 2.5
10.0 5.0
29.42(3000) 7.355(750) 1.839(187.5)
9.807(1000) 2.452(250)
12
<140
10
12
非铁金属
>130
6～ 3 4～ 2 <2
30ຫໍສະໝຸດ Baidu
1 A

A
0
A 0 100 %
• 强度是表征材料变形抗力指标，而塑性是描述变 形能力的指标。
第二节 硬度及硬度试验
• 硬度：金属材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、 压痕或划痕的能力 • 一、布氏硬度试验法
•
布氏硬度试验的原理：用一定直径 D （ mm ）的 钢球或硬质合金球，以相应的试验力F（N）压入 试件表面，并保持一定的时间，然后卸除试验力， 测量试件表面的压痕直径 d（mm），用试验力除 以压痕球形表面积A（mm2）所得的商作为布氏硬 度值，符号为HBS（压头为钢球时）或HBW（压 头为硬质合金球时）。
二、洛氏硬度实验
• 洛氏硬度试验法原理：根据压痕的塑性变形深度来衡量硬 度。试验时，先加初始试验力 98N（ 10kgf），使压头紧 密接触试件表面a，并压入到b处，以此作为衡量压入深度 的起点，再加主试验力使压头压入到 c处，然后去掉主试 验力，由于被试金属弹性变形的消除，压头向上回升到 d 处。洛氏硬度计表盘上读出即可。