土力學(xué)總復(fù)習(xí)

1、材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系材料性能學(xué)材料性能學(xué)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí)材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 以拉力以拉力為縱座標(biāo)，試件的伸長(zhǎng)量為縱座標(biāo)，試件的伸長(zhǎng)量LL為橫座標(biāo)畫(huà)圖。為橫座標(biāo)畫(huà)圖。彈性變形階段彈性變形階段Oe： OP：F和和L呈線(xiàn)性關(guān)系。呈線(xiàn)性關(guān)系。 Pe：偏離直線(xiàn)：偏離直線(xiàn) 卸除拉伸力后，變形可卸除拉伸力后，變形可以完全恢復(fù)。以完全恢復(fù)。屈服變形階段屈服變形階段eC： 出現(xiàn)平臺(tái)式鋸齒。卸除出現(xiàn)平臺(tái)式鋸齒。卸除拉伸力后，變形不能恢復(fù)。拉伸力后，變形不能恢復(fù)。BkLFCOeP一、力一、力伸長(zhǎng)曲線(xiàn)伸長(zhǎng)曲線(xiàn)第一章第一章 材料的材料的彈性變形彈性變形 1.1 力伸長(zhǎng)曲線(xiàn)和應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)力伸長(zhǎng)曲線(xiàn)和

2、應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系均勻塑性變形階段均勻塑性變形階段CB 拉力達(dá)到最大。拉力達(dá)到最大。不均勻集中塑性變形階段不均勻集中塑性變形階段Bk 。 局部出現(xiàn)局部出現(xiàn)頸縮頸縮，在，在 k點(diǎn)點(diǎn)斷斷裂裂。BkLFCOeP材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系u 比例極限比例極限pu 彈性極限彈性極限eu 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)su 抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b 應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)上應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)上的四個(gè)重要的力學(xué)的四個(gè)重要的力學(xué)指標(biāo)：指標(biāo)：Bkb=L/L0CeOePps二、應(yīng)力二、應(yīng)力- -應(yīng)變曲線(xiàn)：應(yīng)變曲線(xiàn)：材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（1）鍵合方式和原子結(jié)構(gòu)鍵合方式和原子結(jié)構(gòu) 共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵都有較高的

3、彈性模數(shù)共價(jià)鍵、離子鍵和金屬鍵都有較高的彈性模數(shù), ,分子鍵分子鍵結(jié)合力較弱。結(jié)合力較弱。 金屬元素的彈性模數(shù)大小還與其在周期表中的位置有金屬元素的彈性模數(shù)大小還與其在周期表中的位置有關(guān)，變化規(guī)律圖所示。關(guān)，變化規(guī)律圖所示。原子半徑越大，原子半徑越大，E值越小值越小。過(guò)渡族元。過(guò)渡族元素有較高的彈性模數(shù)。素有較高的彈性模數(shù)。 一、影響彈性模數(shù)的因素一、影響彈性模數(shù)的因素 1.2 材料的彈性變形機(jī)理與力學(xué)性能指標(biāo)材料的彈性變形機(jī)理與力學(xué)性能指標(biāo)材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（2）晶體結(jié)構(gòu)）晶體結(jié)構(gòu) 單晶單晶體材料的彈性模數(shù)在不同晶體學(xué)方向上是體材料的彈性模數(shù)在不同晶體學(xué)方向上是各向異性各向異性

4、，即沿原子排列最密的晶向上彈性模量較大，反之則小。如即沿原子排列最密的晶向上彈性模量較大，反之則小。如-FeFe晶體沿晶體沿晶向晶向,E=2.7105MPa,而沿而沿方向則為方向則為1.25105MPa 。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 多晶多晶體材料的彈性模數(shù)為各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值體材料的彈性模數(shù)為各晶粒的統(tǒng)計(jì)平均值, ,表現(xiàn)為各向同性表現(xiàn)為各向同性, ,但這種各向同性稱(chēng)為但這種各向同性稱(chēng)為偽各向同性偽各向同性。非晶態(tài)材料，如非晶態(tài)金屬、玻璃等，彈性模量是各非晶態(tài)材料，如非晶態(tài)金屬、玻璃等，彈性模量是各向同性的。向同性的。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（3）化學(xué)成分）化學(xué)成分 材材料料的的

5、化化學(xué)學(xué)成成分分原原子子間間距距或或鍵鍵合合方方式式材材料料的的彈彈性性模模數(shù)數(shù) 合金的彈性模數(shù)將隨組成元素的合金的彈性模數(shù)將隨組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、晶體質(zhì)量分?jǐn)?shù)、晶體結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)結(jié)構(gòu)和組織狀態(tài)的變化而變化。的變化而變化。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（4）微觀(guān)組織）微觀(guān)組織 金屬材料，在合金成分不變的情況下，金屬材料，在合金成分不變的情況下，顯微組織對(duì)彈性顯微組織對(duì)彈性模數(shù)的影響較小，晶粒大小對(duì)模數(shù)的影響較小，晶粒大小對(duì)值無(wú)影響值無(wú)影響；第二相對(duì)；第二相對(duì)值的值的影響視其體積比例和分布狀態(tài)而定，大致可按兩相混合物影響視其體積比例和分布狀態(tài)而定，大致可按兩相混合物體體積比例的平均值計(jì)算積比例

6、的平均值計(jì)算。 工程陶瓷彈性模數(shù)的大小受構(gòu)成陶瓷的相種類(lèi)、粒度、工程陶瓷彈性模數(shù)的大小受構(gòu)成陶瓷的相種類(lèi)、粒度、分布、比例及氣孔率有無(wú)有關(guān)。一般是通過(guò)實(shí)際測(cè)量而獲得。分布、比例及氣孔率有無(wú)有關(guān)。一般是通過(guò)實(shí)際測(cè)量而獲得。隨著氣孔率的增加，陶瓷的隨著氣孔率的增加，陶瓷的值下降值下降。 高分子材料的彈性模數(shù)可以通過(guò)添加增強(qiáng)性填料來(lái)形成高分子材料的彈性模數(shù)可以通過(guò)添加增強(qiáng)性填料來(lái)形成復(fù)合材料來(lái)提高。復(fù)合材料來(lái)提高。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（5）溫度）溫度 一般說(shuō)來(lái)，隨著一般說(shuō)來(lái)，隨著溫度升溫度升高高，原子振動(dòng)加劇，體積膨脹，原子振動(dòng)加劇，體積膨脹，原子間距增大，結(jié)合力減弱，原子間距增大，結(jié)合

7、力減弱，使材料的使材料的彈性模數(shù)降低彈性模數(shù)降低。例如，。例如，碳鋼加熱時(shí)，溫度升高碳鋼加熱時(shí)，溫度升高100,100,E值下降值下降(3(35)5)。另外，隨著。另外，隨著溫度的變化，材料發(fā)生固態(tài)相溫度的變化，材料發(fā)生固態(tài)相變時(shí)，彈性模數(shù)將發(fā)生顯著變變時(shí)，彈性模數(shù)將發(fā)生顯著變化?；?。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 高分子聚合物的物高分子聚合物的物理性質(zhì)與溫度和時(shí)間有理性質(zhì)與溫度和時(shí)間有關(guān)關(guān)。隨著溫度的變化，。隨著溫度的變化，在一些特定的溫度區(qū)間，在一些特定的溫度區(qū)間，某些力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生突某些力學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生突然的改變，這種變化稱(chēng)然的改變，這種變化稱(chēng)為為高聚物的力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)高聚物的力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變

8、。變。隨著高聚物力學(xué)狀隨著高聚物力學(xué)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，其彈性模數(shù)態(tài)的轉(zhuǎn)變，其彈性模數(shù)也相應(yīng)產(chǎn)生很大變化。也相應(yīng)產(chǎn)生很大變化。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系金屬、陶瓷中彈性變形的傳播速率接近聲速。金屬、陶瓷中彈性變形的傳播速率接近聲速。聲在一些固體材料中的傳播速率見(jiàn)下表：聲在一些固體材料中的傳播速率見(jiàn)下表： 加載方式、加載速率和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間對(duì)金屬，陶瓷類(lèi)加載方式、加載速率和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間對(duì)金屬，陶瓷類(lèi)材料的彈性模數(shù)材料的彈性模數(shù)幾乎沒(méi)有影響幾乎沒(méi)有影響。 （6）加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間）加載條件和負(fù)荷持續(xù)時(shí)間 結(jié)論：結(jié)論：由此看出金屬變形速率極快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出試件加載速率，因此由此看出金屬變形速率極快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)

9、超出試件加載速率，因此加載速率對(duì)金屬材料的彈性模量沒(méi)有影響。加載速率對(duì)金屬材料的彈性模量沒(méi)有影響。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系二、比例極限與彈性極限二、比例極限與彈性極限定義：定義： 比例極限比例極限p是保證材料的彈性變形按正比關(guān)系變化的是保證材料的彈性變形按正比關(guān)系變化的最大應(yīng)力，即在拉伸應(yīng)力最大應(yīng)力，即在拉伸應(yīng)力- -應(yīng)變曲線(xiàn)上開(kāi)始偏離直線(xiàn)時(shí)的應(yīng)應(yīng)變曲線(xiàn)上開(kāi)始偏離直線(xiàn)時(shí)的應(yīng)力值，其表達(dá)式為力值，其表達(dá)式為p=Fp/A0 彈性極限彈性極限e e是材料由彈性變形過(guò)渡到彈是材料由彈性變形過(guò)渡到彈- -塑性變形時(shí)塑性變形時(shí)的應(yīng)力，應(yīng)力超過(guò)彈性極限以后，材料便開(kāi)始產(chǎn)生塑性變的應(yīng)力，應(yīng)力超過(guò)彈性極

10、限以后，材料便開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形。其表達(dá)式為形。其表達(dá)式為e=Fe/A0材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系工程意義：工程意義： 比例極限比例極限p適用于：應(yīng)力適用于：應(yīng)力- -應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)格遵守線(xiàn)性關(guān)系應(yīng)變關(guān)系嚴(yán)格遵守線(xiàn)性關(guān)系的機(jī)件，如測(cè)力計(jì)的彈簧。的機(jī)件，如測(cè)力計(jì)的彈簧。 彈性極限彈性極限e適用于：不允許產(chǎn)生微量塑性變形的機(jī)件。適用于：不允許產(chǎn)生微量塑性變形的機(jī)件。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 彈性比功又稱(chēng)為彈性比功又稱(chēng)為彈性比能或應(yīng)變比能彈性比能或應(yīng)變比能，用，用ae表示表示, ,是材料是材料在彈性變形過(guò)程中在彈性變形過(guò)程中吸收變形吸收變形功的能力功的能力?？捎貌牧蠌椥宰??？捎貌牧蠌椥宰冃芜_(dá)

11、到彈性極限時(shí)形達(dá)到彈性極限時(shí)單位體積單位體積吸收的彈性變形功吸收的彈性變形功表示。材表示。材料拉伸時(shí)的彈性比功可用應(yīng)料拉伸時(shí)的彈性比功可用應(yīng)力力應(yīng)變曲線(xiàn)下的影線(xiàn)面積應(yīng)變曲線(xiàn)下的影線(xiàn)面積表示表示, ,故故2122eeeeaE 三、彈性比功三、彈性比功 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 彈簧材料彈簧材料應(yīng)具有較高的彈性比功。彈簧鋼經(jīng)合理的冷加應(yīng)具有較高的彈性比功。彈簧鋼經(jīng)合理的冷加工或冷處理后具有較高的彈性極限，使彈性比功提高，所以工或冷處理后具有較高的彈性極限，使彈性比功提高，所以常用來(lái)制作各種彈簧。常用來(lái)制作各種彈簧。鈹青銅鈹青銅常用來(lái)制作儀表彈簧，常用來(lái)制作儀表彈簧，橡膠橡膠有有低的彈性模數(shù)

12、和高的彈性應(yīng)變，因而也有較大的彈性比功，低的彈性模數(shù)和高的彈性應(yīng)變，因而也有較大的彈性比功，因而常用來(lái)作為因而常用來(lái)作為減振和儲(chǔ)能元件減振和儲(chǔ)能元件，例如電子器件中的按鈕彈，例如電子器件中的按鈕彈簧等?；傻取２牧闲阅軐W(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系一、滯彈性一、滯彈性（彈性后效）（彈性后效） 滯彈性滯彈性是指材料在快速是指材料在快速加載或卸載后，隨時(shí)間的延加載或卸載后，隨時(shí)間的延長(zhǎng)而產(chǎn)生的長(zhǎng)而產(chǎn)生的附加彈性應(yīng)變附加彈性應(yīng)變的的性能性能. . 具有滯彈性的材料其應(yīng)具有滯彈性的材料其應(yīng)力力- -應(yīng)變曲線(xiàn)與時(shí)間的關(guān)系應(yīng)變曲線(xiàn)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。加載時(shí)應(yīng)變落后如圖所示。加載時(shí)應(yīng)變落后于應(yīng)力而與時(shí)間有關(guān)的滯彈

13、于應(yīng)力而與時(shí)間有關(guān)的滯彈性也稱(chēng)為性也稱(chēng)為正彈性后效正彈性后效或或彈性彈性蠕變?nèi)渥? .卸載時(shí)應(yīng)變落后于應(yīng)卸載時(shí)應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象也稱(chēng)為力的現(xiàn)象也稱(chēng)為反彈性后效。反彈性后效。1.3 非理想彈性非理想彈性材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系二、粘彈性二、粘彈性 粘彈性是指材料在外力作用下，彈性和粘性?xún)煞N變形粘彈性是指材料在外力作用下，彈性和粘性?xún)煞N變形機(jī)理同時(shí)存在時(shí)的力學(xué)行為機(jī)理同時(shí)存在時(shí)的力學(xué)行為. .其其特征是應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)特征是應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)（或反之）不是瞬時(shí)完成的，需要通過(guò)一個(gè)弛豫過(guò)程，但（或反之）不是瞬時(shí)完成的，需要通過(guò)一個(gè)弛豫過(guò)程，但卸載后，應(yīng)變恢復(fù)到初始值，不留下殘余變形卸載后，應(yīng)

14、變恢復(fù)到初始值，不留下殘余變形. .應(yīng)力和應(yīng)變應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系與時(shí)間有關(guān)，可分為的關(guān)系與時(shí)間有關(guān)，可分為恒應(yīng)變下的應(yīng)力松弛恒應(yīng)變下的應(yīng)力松弛和和恒應(yīng)力恒應(yīng)力下的蠕變下的蠕變兩種情況。兩種情況。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系三、偽彈性三、偽彈性 偽彈性偽彈性是指在一定的是指在一定的溫度條件下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到溫度條件下，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到一定水平后，金屬或合金一定水平后，金屬或合金將產(chǎn)生將產(chǎn)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變變，伴隨應(yīng)力誘發(fā)相變產(chǎn)，伴隨應(yīng)力誘發(fā)相變產(chǎn)生大幅度的彈性變形現(xiàn)象生大幅度的彈性變形現(xiàn)象. .偽彈性變形的量級(jí)大約在偽彈性變形的量級(jí)大約在60%左右，大大超過(guò)正常左右，大大超過(guò)正常彈性

15、變形彈性變形. . 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系四、包申格效應(yīng)四、包申格效應(yīng) 金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形金屬材料經(jīng)預(yù)先加載產(chǎn)生少量塑性變形( (殘余應(yīng)變小于殘余應(yīng)變小于4%) )，而后再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增大，而后再同向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力增大( (比例極限比例極限, ,彈彈性極限性極限) )，反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低。所有，反向加載，規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力降低。所有退火態(tài)和退火態(tài)和高溫回火態(tài)的金屬都有包申格效應(yīng)高溫回火態(tài)的金屬都有包申格效應(yīng)，因此包申格效應(yīng)是多晶體，因此包申格效應(yīng)是多晶體金屬的普遍現(xiàn)象金屬的普遍現(xiàn)象. .材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系五、內(nèi)耗五、內(nèi)耗

16、在在非理想彈性非理想彈性情況下，由于應(yīng)力和應(yīng)變不同步，使加情況下，由于應(yīng)力和應(yīng)變不同步，使加載線(xiàn)和卸載線(xiàn)不重合而形成一個(gè)封閉回線(xiàn)，這個(gè)載線(xiàn)和卸載線(xiàn)不重合而形成一個(gè)封閉回線(xiàn)，這個(gè)封閉回線(xiàn)封閉回線(xiàn)稱(chēng)為稱(chēng)為彈性滯后環(huán)彈性滯后環(huán). .存在彈性滯后環(huán)的現(xiàn)象說(shuō)明存在彈性滯后環(huán)的現(xiàn)象說(shuō)明加載時(shí)材料吸加載時(shí)材料吸收的變形功大于卸載時(shí)材料釋放的變形功，有一部分加載收的變形功大于卸載時(shí)材料釋放的變形功，有一部分加載變形功被材料所吸收變形功被材料所吸收. .這部分在變形過(guò)程中被吸收的功稱(chēng)為這部分在變形過(guò)程中被吸收的功稱(chēng)為材料的材料的內(nèi)耗內(nèi)耗. . 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系內(nèi)耗的應(yīng)用：內(nèi)耗的應(yīng)用： 內(nèi)耗是一種

17、重要的內(nèi)耗是一種重要的力學(xué)和物理性能力學(xué)和物理性能. .在力學(xué)性能上，內(nèi)在力學(xué)性能上，內(nèi)耗也稱(chēng)為耗也稱(chēng)為材料的循環(huán)韌性材料的循環(huán)韌性，表示材料在交變載荷（振動(dòng)）下，表示材料在交變載荷（振動(dòng)）下吸收不可逆變形功的能力吸收不可逆變形功的能力，故又稱(chēng)為，故又稱(chēng)為消振性消振性. .材料循環(huán)韌性材料循環(huán)韌性越高，則自身的消振能力就越好，例如鑄鐵因含石墨不易傳越高，則自身的消振能力就越好，例如鑄鐵因含石墨不易傳遞機(jī)械振動(dòng)，故具有很高的消振性遞機(jī)械振動(dòng)，故具有很高的消振性. .反之，對(duì)于儀表傳感元反之，對(duì)于儀表傳感元件選用循環(huán)韌性低的材料，可以提高其靈敏度，樂(lè)器所用材件選用循環(huán)韌性低的材料，可以提高其靈敏度

18、，樂(lè)器所用材料的循環(huán)韌性越低，則音質(zhì)越好料的循環(huán)韌性越低，則音質(zhì)越好. . 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系第第1節(jié)節(jié) 塑性變形機(jī)理塑性變形機(jī)理一、金屬材料一、金屬材料 常見(jiàn)的塑性變形機(jī)理為晶體的常見(jiàn)的塑性變形機(jī)理為晶體的滑移滑移和和孿生孿生兩種兩種. . 指晶體在指晶體在切應(yīng)力切應(yīng)力的作用下，的作用下， 晶體的一部分沿一定的晶晶體的一部分沿一定的晶面面( (滑移面滑移面) )上的一定方向上的一定方向( (滑移方向滑移方向) )相對(duì)于另一部分發(fā)生相對(duì)于另一部分發(fā)生滑動(dòng)?；瑒?dòng)。（一）滑移（一）滑移第第2章章 塑性變形塑性變形材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 滑移帶：滑移帶：當(dāng)試樣經(jīng)過(guò)塑性變形后，

19、在顯微鏡下觀(guān)察，可在當(dāng)試樣經(jīng)過(guò)塑性變形后，在顯微鏡下觀(guān)察，可在表面看到許多相互平行的線(xiàn)條，若干條滑移線(xiàn)組成一個(gè)滑移表面看到許多相互平行的線(xiàn)條，若干條滑移線(xiàn)組成一個(gè)滑移帶。帶。 滑移面和滑移方向組合成為滑移面和滑移方向組合成為滑移系滑移系。滑移系的多少?；葡档亩嗌偈怯绊懡饘偎苄院脡牡闹匾蛩亍Ｒ话慊葡翟蕉?，金是影響金屬塑性好壞的重要因素。一般滑移系越多，金屬的塑性越好。屬的塑性越好。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系(1)滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生滑移只能在切應(yīng)力的作用下發(fā)生。正應(yīng)力只能引起。正應(yīng)力只能引起彈性變形及解理斷裂彈性變形及解理斷裂,只有在切應(yīng)力的作用下金屬晶體只有在切應(yīng)力的作用下

20、金屬晶體才能產(chǎn)生塑性變形。才能產(chǎn)生塑性變形。(2)滑移系越多滑移系越多，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，金屬發(fā)生滑移的可能性越大，塑性也塑性也越好越好，其中滑移方向?qū)λ苄缘呢暙I(xiàn)比滑移面更大。，其中滑移方向?qū)λ苄缘呢暙I(xiàn)比滑移面更大。滑移的特點(diǎn)：滑移的特點(diǎn)：材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（二）孿生（二）孿生 切應(yīng)力作用下晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另切應(yīng)力作用下晶體的一部分沿一定晶面和晶向相對(duì)于另一部分發(fā)生均勻的移動(dòng)。發(fā)生切變的部分稱(chēng)一部分發(fā)生均勻的移動(dòng)。發(fā)生切變的部分稱(chēng)孿生帶孿生帶或或?qū)\晶孿晶，沿其發(fā)生孿生的晶面稱(chēng)沿其發(fā)生孿生的晶面稱(chēng)孿生面孿生面，孿生的結(jié)果使孿生面兩側(cè)的，孿生的結(jié)果使孿生面兩

21、側(cè)的晶體呈鏡面對(duì)稱(chēng)。晶體呈鏡面對(duì)稱(chēng)。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（1） 相同點(diǎn)相同點(diǎn)u在切應(yīng)力下產(chǎn)生的一種均勻塑性變形方式在切應(yīng)力下產(chǎn)生的一種均勻塑性變形方式u沿一定晶面、晶向進(jìn)行沿一定晶面、晶向進(jìn)行u不改變晶體結(jié)構(gòu)不改變晶體結(jié)構(gòu)滑移和孿生的異同點(diǎn)：滑移和孿生的異同點(diǎn)：材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系（2） 不同點(diǎn)不同點(diǎn)u滑移不改變滑移不改變晶體位向晶體位向，孿生改變晶體位向，孿生改變晶體位向u滑移的滑移的位移量位移量較大，孿生的位移量較小較大，孿生的位移量較小u滑移的滑移的塑性變形量塑性變形量較大較大u孿生的孿生的臨界應(yīng)力臨界應(yīng)力大于滑移大于滑移材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系二、二、

22、 陶瓷材料的塑性變形陶瓷材料的塑性變形 陶瓷材料主要由晶體組成，陶瓷晶體多為陶瓷材料主要由晶體組成，陶瓷晶體多為離子鍵或共價(jià)離子鍵或共價(jià)鍵鍵，具有明顯的方向性，具有明顯的方向性，同號(hào)離子相遇，斥力極大同號(hào)離子相遇，斥力極大，只有個(gè)，只有個(gè)別滑移系能滿(mǎn)足位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的幾何條件。別滑移系能滿(mǎn)足位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的幾何條件。 所以陶瓷材料中只有極少數(shù)具有簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu)的晶體，所以陶瓷材料中只有極少數(shù)具有簡(jiǎn)單晶體結(jié)構(gòu)的晶體，如如MgO、KCl 在室溫下具有塑性，在室溫下具有塑性，而一般晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材而一般晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的材料料在室溫下不能進(jìn)行塑性變形在室溫下不能進(jìn)行塑性變形. .材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系三、三

23、、 高分子材料的塑性變形高分子材料的塑性變形 結(jié)晶態(tài)高分子材料的塑性變形結(jié)晶態(tài)高分子材料的塑性變形是是由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的由薄晶轉(zhuǎn)變?yōu)檠貞?yīng)力方向排列的微纖維束微纖維束的過(guò)程。的過(guò)程。 非晶態(tài)高分子材料的塑性變形非晶態(tài)高分子材料的塑性變形主要是在主要是在正應(yīng)力作用下形成銀紋正應(yīng)力作用下形成銀紋，或或在切應(yīng)力作用下無(wú)取向分子鏈局在切應(yīng)力作用下無(wú)取向分子鏈局部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束部轉(zhuǎn)變?yōu)榕帕械睦w維束。 高分子材料在變形過(guò)程中產(chǎn)生高分子材料在變形過(guò)程中產(chǎn)生一種缺陷，由于它的密度低，對(duì)光一種缺陷，由于它的密度低，對(duì)光線(xiàn)的反射能力很強(qiáng)，看起來(lái)呈銀色，線(xiàn)的反射能力很強(qiáng)，看起來(lái)呈銀色，稱(chēng)為稱(chēng)為銀紋銀紋。

24、平行薄晶的塑性變形平行薄晶的塑性變形材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系一、屈服強(qiáng)度一、屈服強(qiáng)度第第2節(jié)節(jié) 塑性變形的力學(xué)指標(biāo)塑性變形的力學(xué)指標(biāo) 材料在拉伸屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服點(diǎn)，用材料在拉伸屈服時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力稱(chēng)為屈服點(diǎn)，用s表表示示；試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力稱(chēng)為；試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力稱(chēng)為上屈服上屈服點(diǎn)點(diǎn)，用，用su表示；屈服階段中最小應(yīng)力稱(chēng)為表示；屈服階段中最小應(yīng)力稱(chēng)為下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn)，用，用sl表示。表示。 金屬材料金屬材料，在有屈服平臺(tái)的情況下在有屈服平臺(tái)的情況下，通常把通常把下屈服點(diǎn)下屈服點(diǎn)slsl作為屈服強(qiáng)度作為屈服強(qiáng)度( (屈服屈服強(qiáng)度強(qiáng)度) )。材料性能

25、學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 對(duì)于對(duì)于看不到明顯屈服現(xiàn)象的看不到明顯屈服現(xiàn)象的金屬金屬材料材料，其屈服強(qiáng)度其屈服強(qiáng)度由人為按標(biāo)準(zhǔn)確定由人為按標(biāo)準(zhǔn)確定，稱(chēng)為稱(chēng)為條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度。在工程中，。在工程中，為為測(cè)量方便測(cè)量方便，在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中在測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中，用用規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力r和和規(guī)定規(guī)定總伸長(zhǎng)應(yīng)力總伸長(zhǎng)應(yīng)力t表示表示材料的材料的條件屈服強(qiáng)度條件屈服強(qiáng)度. .以后各章中統(tǒng)一用以后各章中統(tǒng)一用s和和0.2來(lái)表示金屬材料的屈服強(qiáng)度。來(lái)表示金屬材料的屈服強(qiáng)度。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系屈屈服強(qiáng)度服強(qiáng)度的的工程意義工程意義： 作為防止因作為防止因材料材料過(guò)量塑性變形而導(dǎo)致機(jī)件失效的過(guò)量

26、塑性變形而導(dǎo)致機(jī)件失效的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)和選材依據(jù)和選材依據(jù)； 根據(jù)屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比根據(jù)屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比（屈屈強(qiáng)比強(qiáng)比）的大小的大小，衡衡量材料進(jìn)一步產(chǎn)生塑性變形的傾向量材料進(jìn)一步產(chǎn)生塑性變形的傾向，作為作為金屬材料冷塑性金屬材料冷塑性變形加工和確定變形加工和確定機(jī)件機(jī)件緩解應(yīng)力集中防止脆斷的參考依據(jù)緩解應(yīng)力集中防止脆斷的參考依據(jù). .材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系1.1.晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu) 金屬材料的屈服過(guò)程主要是金屬材料的屈服過(guò)程主要是位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，屈服強(qiáng)度主，屈服強(qiáng)度主要決定于位錯(cuò)在晶體中運(yùn)動(dòng)所受到的要決定于位錯(cuò)在晶體中運(yùn)動(dòng)所受到的阻力阻力。這種阻力的表這種阻力的表現(xiàn)形式：現(xiàn)

27、形式：點(diǎn)陣阻力（晶格阻力）點(diǎn)陣阻力（晶格阻力）位錯(cuò)與位錯(cuò)之間交互作用時(shí)的阻力位錯(cuò)與位錯(cuò)之間交互作用時(shí)的阻力位錯(cuò)與其它缺陷交互作用的阻力位錯(cuò)與其它缺陷交互作用的阻力界面阻力等界面阻力等其中以點(diǎn)陣阻力最大。其中以點(diǎn)陣阻力最大。點(diǎn)陣阻力：點(diǎn)陣阻力：點(diǎn)陣點(diǎn)陣(晶格晶格)阻力阻力也稱(chēng)也稱(chēng)派納力派納力p ，一個(gè)位錯(cuò)運(yùn)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)時(shí)所需克服的阻力。動(dòng)時(shí)所需克服的阻力。二、影響金屬材料屈服強(qiáng)度的因素二、影響金屬材料屈服強(qiáng)度的因素材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2.晶界與亞結(jié)構(gòu)晶界與亞結(jié)構(gòu) 晶界晶界是是位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的重要障礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的重要障礙，晶界越多晶界越多, , 對(duì)材料屈服對(duì)材料屈服強(qiáng)度的提高貢獻(xiàn)越大強(qiáng)度的提高貢獻(xiàn)

28、越大。 通過(guò)通過(guò)細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒可以增加材料的晶界數(shù)量，從而提高屈可以增加材料的晶界數(shù)量，從而提高屈服強(qiáng)度。服強(qiáng)度。 亞晶界的作用與晶界類(lèi)似亞晶界的作用與晶界類(lèi)似, , 也阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)也阻礙位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng). . 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系3. 溶質(zhì)元素溶質(zhì)元素 在固溶合金中在固溶合金中, , 由于溶質(zhì)由于溶質(zhì)原子與溶劑原子直徑不同原子與溶劑原子直徑不同, ,溶溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑的晶格點(diǎn)陣，質(zhì)原子進(jìn)入溶劑的晶格點(diǎn)陣，在溶質(zhì)原子周?chē)谌苜|(zhì)原子周?chē)纬尚纬删Ц窕兙Ц窕儜?yīng)力應(yīng)力，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)受阻，產(chǎn)生產(chǎn)生固溶強(qiáng)化固溶強(qiáng)化。 固溶強(qiáng)化的效果是溶質(zhì)原固溶強(qiáng)化的效果是溶質(zhì)原子與位錯(cuò)交互作

29、用能及溶質(zhì)質(zhì)子與位錯(cuò)交互作用能及溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的函數(shù)量分?jǐn)?shù)的函數(shù), , 因而受到固溶因而受到固溶合合金金中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的限制中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的限制。如圖所示如圖所示。低碳鐵素體中固溶強(qiáng)化效果低碳鐵素體中固溶強(qiáng)化效果材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系置換固溶體與間隙固溶體置換固溶體與間隙固溶體 間隙或置換的溶質(zhì)原子與溶劑原子相比，原子直間隙或置換的溶質(zhì)原子與溶劑原子相比，原子直徑不一樣，引起晶格畸變。徑不一樣，引起晶格畸變。通常通常間隙固溶體的強(qiáng)間隙固溶體的強(qiáng)化化作作用更大用更大。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系4.第二相第二相 bcc金屬的屈服強(qiáng)度具有強(qiáng)烈的溫度效應(yīng)，金屬的屈服強(qiáng)度具有強(qiáng)烈的溫度效

30、應(yīng)，fcc金屬與金屬與hcp金屬的溫度效應(yīng)較小。金屬的溫度效應(yīng)較小。5.溫度溫度 一般情況下一般情況下, , 溫溫度升高金屬材料的屈服度升高金屬材料的屈服強(qiáng)度下降強(qiáng)度下降，但是金屬晶但是金屬晶體結(jié)構(gòu)不同體結(jié)構(gòu)不同，其變化趨其變化趨勢(shì)各異勢(shì)各異，如圖所示如圖所示. . 第二相分布狀態(tài)包括第二相分布狀態(tài)包括細(xì)小彌散分布細(xì)小彌散分布和和與基體相相近的與基體相相近的塊狀分布?jí)K狀分布，通常都可提高屈服強(qiáng)度。，通常都可提高屈服強(qiáng)度。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 事實(shí)上，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力與原子擴(kuò)散有關(guān)，這部分阻事實(shí)上，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的阻力與原子擴(kuò)散有關(guān)，這部分阻力除受溫度的影響外，還受變形速度的影響，二者的影響

31、力除受溫度的影響外，還受變形速度的影響，二者的影響是等效的，是等效的，變形速度的增加相當(dāng)于溫度的降低變形速度的增加相當(dāng)于溫度的降低，反之亦然。，反之亦然。6.應(yīng)變速率與應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)變速率與應(yīng)力狀態(tài) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：同一材料在不同加載方式下，有著不實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：同一材料在不同加載方式下，有著不同的屈服強(qiáng)度。這是應(yīng)力狀態(tài)帶來(lái)的后果。因?yàn)橥那?qiáng)度。這是應(yīng)力狀態(tài)帶來(lái)的后果。因?yàn)橹挥星袘?yīng)只有切應(yīng)力才可以引起材料塑性變形力才可以引起材料塑性變形。而不同應(yīng)力狀態(tài)下，一點(diǎn)上。而不同應(yīng)力狀態(tài)下，一點(diǎn)上所受的切應(yīng)力成分和正應(yīng)力成分的比值是不同的。所受的切應(yīng)力成分和正應(yīng)力成分的比值是不同的。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑

32、系建筑系三三、應(yīng)變硬化、應(yīng)變硬化 材料在應(yīng)力作用下進(jìn)入塑性變形階段后材料在應(yīng)力作用下進(jìn)入塑性變形階段后，隨著變形量隨著變形量增大增大，形變應(yīng)力不斷提高的現(xiàn)象稱(chēng)為形變應(yīng)力不斷提高的現(xiàn)象稱(chēng)為應(yīng)變硬化或形變強(qiáng)化應(yīng)變硬化或形變強(qiáng)化。 應(yīng)變硬化是材料阻止繼續(xù)塑性變形的一種力學(xué)性能應(yīng)變硬化是材料阻止繼續(xù)塑性變形的一種力學(xué)性能。絕大部分金屬和高分子材料具有應(yīng)變硬化特性絕大部分金屬和高分子材料具有應(yīng)變硬化特性，這種特性這種特性在材料的加工和應(yīng)用中具有十分重要的意義在材料的加工和應(yīng)用中具有十分重要的意義。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系應(yīng)變硬化的意義應(yīng)變硬化的意義： (1)加工方面加工方面： 使金屬進(jìn)行均勻的塑

33、性變形，保使金屬進(jìn)行均勻的塑性變形，保證證冷變形工藝順利實(shí)施冷變形工藝順利實(shí)施。 (2)應(yīng)用方面應(yīng)用方面： 可使金屬機(jī)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力，保證機(jī)件使可使金屬機(jī)件具有一定的抗偶然過(guò)載能力，保證機(jī)件使用安全用安全。 (3)應(yīng)變硬化是一種應(yīng)變硬化是一種強(qiáng)化金屬?gòu)?qiáng)化金屬的重要手段的重要手段。 如低碳鋼、奧氏體不銹鋼、有色金屬等如低碳鋼、奧氏體不銹鋼、有色金屬等。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系四、抗拉強(qiáng)度與縮頸四、抗拉強(qiáng)度與縮頸1、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度： 拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷過(guò)程中拉伸試驗(yàn)時(shí)，試樣拉斷過(guò)程中最大實(shí)驗(yàn)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力最大實(shí)驗(yàn)力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力。 b=Fb/A0 抗拉強(qiáng)度標(biāo)志著材料的抗拉強(qiáng)度

34、標(biāo)志著材料的實(shí)際承載能力實(shí)際承載能力。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2、縮頸：、縮頸： 試樣在拉伸試驗(yàn)中，試樣在拉伸試驗(yàn)中，因因應(yīng)變硬化跟不上塑性變形應(yīng)變硬化跟不上塑性變形的發(fā)展，的發(fā)展，集中于試樣集中于試樣局部區(qū)域局部區(qū)域而產(chǎn)生的變形而產(chǎn)生的變形?？s頸形成點(diǎn)對(duì)應(yīng)于縮頸形成點(diǎn)對(duì)應(yīng)于最大最大載荷點(diǎn)載荷點(diǎn)。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系(1)韌性斷裂：韌性斷裂： 有有明顯宏觀(guān)明顯宏觀(guān)塑性變形塑性變形； 裂紋裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展過(guò)程較過(guò)程較慢慢； 斷口常呈斷口常呈暗灰色、纖維狀暗灰色、纖維狀。 塑性較好的金屬材料及高塑性較好的金屬材料及高分子材料易發(fā)生韌斷。分子材料易發(fā)生韌斷。(2)脆性斷裂：脆性斷裂：

35、 無(wú)明顯無(wú)明顯宏觀(guān)宏觀(guān)塑性變形塑性變形； 突然發(fā)生，突然發(fā)生，快快速斷裂；速斷裂； 斷口宏觀(guān)上比較齊平光亮，斷口宏觀(guān)上比較齊平光亮， 常呈常呈放射狀或結(jié)晶狀放射狀或結(jié)晶狀。 淬火鋼、灰鑄鐵、玻璃等易發(fā)淬火鋼、灰鑄鐵、玻璃等易發(fā)生脆斷。生脆斷。1韌性斷裂與脆性斷裂韌性斷裂與脆性斷裂第三章第三章 斷裂斷裂3.1 斷 裂材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系(1)穿晶斷裂：穿晶斷裂： 裂紋裂紋穿過(guò)晶內(nèi)穿過(guò)晶內(nèi)； 韌性斷裂或脆性斷裂；韌性斷裂或脆性斷裂；(2)沿晶斷裂沿晶斷裂 ： 裂紋裂紋沿晶界擴(kuò)展沿晶界擴(kuò)展； 多數(shù)為脆性斷裂；多數(shù)為脆性斷裂； 斷口一般呈結(jié)晶狀斷口一般呈結(jié)晶狀 。2 2穿晶斷裂與沿晶斷裂穿

36、晶斷裂與沿晶斷裂 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系3剪切斷裂與解理斷裂剪切斷裂與解理斷裂 (1)剪切斷裂：剪切斷裂： 切應(yīng)力下，沿滑移面滑移分離而造成的斷裂。切應(yīng)力下，沿滑移面滑移分離而造成的斷裂。 分為純剪切斷裂和微孔聚集型斷裂。分為純剪切斷裂和微孔聚集型斷裂。 純剪切斷裂：斷口呈鋒利的楔形。純剪切斷裂：斷口呈鋒利的楔形。 微孔聚集型斷裂：宏觀(guān)上呈暗灰色、纖維狀微孔聚集型斷裂：宏觀(guān)上呈暗灰色、纖維狀; 微觀(guān)上分布大量微觀(guān)上分布大量“韌窩韌窩”。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 金屬材料在發(fā)生金屬材料在發(fā)生微孔聚集型斷裂時(shí)微孔聚集型斷裂時(shí)的微觀(guān)特征。第二相或的微觀(guān)特征。第二相或夾雜物碎裂或與基

37、體界面脫離夾雜物碎裂或與基體界面脫離形成微孔形成微孔，并隨塑性變形的，并隨塑性變形的發(fā)展發(fā)展長(zhǎng)大長(zhǎng)大，微孔相連接的部分發(fā)生，微孔相連接的部分發(fā)生類(lèi)似拉伸時(shí)的縮頸類(lèi)似拉伸時(shí)的縮頸，因此在最終，因此在最終斷裂的端口表面微觀(guān)上呈現(xiàn)大量分布的斷裂的端口表面微觀(guān)上呈現(xiàn)大量分布的“韌窩韌窩”。韌窩韌窩: :材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系(2)解理斷裂：解理斷裂： 正應(yīng)力作用下，原子間結(jié)合鍵破壞，沿特定晶面發(fā)正應(yīng)力作用下，原子間結(jié)合鍵破壞，沿特定晶面發(fā)生的脆性穿晶斷裂。生的脆性穿晶斷裂。 微觀(guān)特征：解理臺(tái)階、河流花樣和舌狀花樣。微觀(guān)特征：解理臺(tái)階、河流花樣和舌狀花樣。 裂紋源于晶界。裂紋源于晶界。(3)準(zhǔn)

38、解理斷裂：準(zhǔn)解理斷裂： 屬脆性斷裂。屬脆性斷裂。 微觀(guān)持征：微觀(guān)持征： 似解理河流但又非真似解理河流但又非真正解理。正解理。 裂紋源于晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)。裂紋源于晶內(nèi)硬質(zhì)點(diǎn)。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系河流花樣：河流花樣：解理臺(tái)階：解理臺(tái)階： 金屬發(fā)生金屬發(fā)生解理斷裂時(shí)解理斷裂時(shí)，由于不同晶粒取向的無(wú)序性，由于不同晶粒取向的無(wú)序性，裂紋沿某一晶面?zhèn)鞑?，并進(jìn)入相鄰的晶粒時(shí)，會(huì)造成解理裂紋沿某一晶面?zhèn)鞑?，并進(jìn)入相鄰的晶粒時(shí)，會(huì)造成解理裂縫在裂縫在相互平行高度不同的結(jié)晶面上斷開(kāi)相互平行高度不同的結(jié)晶面上斷開(kāi)，這些解理裂縫，這些解理裂縫相交處即會(huì)形成臺(tái)階。稱(chēng)為解理臺(tái)階。相交處即會(huì)形成臺(tái)階。稱(chēng)為解理臺(tái)階。

39、金屬發(fā)生解理斷裂時(shí)，裂紋沿取向不同晶粒的擴(kuò)展形金屬發(fā)生解理斷裂時(shí)，裂紋沿取向不同晶粒的擴(kuò)展形成解理臺(tái)階，在電子顯微鏡中這些解理臺(tái)階呈現(xiàn)出形似地成解理臺(tái)階，在電子顯微鏡中這些解理臺(tái)階呈現(xiàn)出形似地球上的河流狀形貌，稱(chēng)為河流花樣。球上的河流狀形貌，稱(chēng)為河流花樣。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系以中、低碳鋼為例以中、低碳鋼為例(1)斷口特征：為韌性斷裂，斷口一斷口特征：為韌性斷裂，斷口一般呈杯錐狀；般呈杯錐狀；二、斷口分析二、斷口分析 斷口特征三要素：斷口特征三要素：纖維區(qū)纖維區(qū)F、放射區(qū)放射區(qū)R、剪切唇剪切唇S組成；組成；材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 斷口特征三要素特征：斷口特征三要素特征：

40、纖維區(qū)纖維區(qū)所在平面垂直于拉所在平面垂直于拉伸應(yīng)力方向，纖維區(qū)的微觀(guān)斷伸應(yīng)力方向，纖維區(qū)的微觀(guān)斷口特征為韌窩?？谔卣鳛轫g窩。 放射區(qū)放射區(qū)有放射線(xiàn)花樣特征，有放射線(xiàn)花樣特征，放射線(xiàn)平行于裂紋擴(kuò)展方向而放射線(xiàn)平行于裂紋擴(kuò)展方向而垂直于裂紋前端輪廓線(xiàn)，并逆垂直于裂紋前端輪廓線(xiàn)，并逆指裂紋源。指裂紋源。 剪切唇剪切唇出現(xiàn)在拉伸斷裂的出現(xiàn)在拉伸斷裂的最后階段，呈杯狀或錐狀，表最后階段，呈杯狀或錐狀，表面光滑，與拉伸軸呈面光滑，與拉伸軸呈45。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系1、理論斷裂強(qiáng)度理論斷裂強(qiáng)度( (理想晶體理想晶體脆性斷裂脆性斷裂) )： 決定材料強(qiáng)度的最基本的因素是分子、決定材料強(qiáng)度的最基本

41、的因素是分子、原子（離子）之間的結(jié)合力。在外加正應(yīng)力原子（離子）之間的結(jié)合力。在外加正應(yīng)力的作用下，將晶體的兩個(gè)原子面沿垂直于外的作用下，將晶體的兩個(gè)原子面沿垂直于外力方向拉斷所需的應(yīng)力稱(chēng)為力方向拉斷所需的應(yīng)力稱(chēng)為理論斷裂強(qiáng)度理論斷裂強(qiáng)度。120smEa式中：式中：E為材料的彈性模量為材料的彈性模量 s為解理面上單位面積的為解理面上單位面積的表面能。表面能。 a0為解理面的間距為解理面的間距3.2 斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2、斷裂強(qiáng)度的裂紋理論斷裂強(qiáng)度的裂紋理論(格里菲斯裂紋理論格里菲斯裂紋理論)： (實(shí)際斷裂強(qiáng)度實(shí)際斷裂強(qiáng)度) 實(shí)際材料中存在裂紋，當(dāng)平均應(yīng)力還很低時(shí)，

42、裂紋實(shí)際材料中存在裂紋，當(dāng)平均應(yīng)力還很低時(shí)，裂紋尖端的應(yīng)力集中已達(dá)到很高值，從而使裂紋快速擴(kuò)展尖端的應(yīng)力集中已達(dá)到很高值，從而使裂紋快速擴(kuò)展并導(dǎo)致脆性斷裂。并導(dǎo)致脆性斷裂。 單位厚度的無(wú)限寬薄板，如圖所示。裂紋長(zhǎng)度單位厚度的無(wú)限寬薄板，如圖所示。裂紋長(zhǎng)度2a，垂直裂紋方向的應(yīng)力垂直裂紋方向的應(yīng)力。裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力裂紋擴(kuò)展的臨界應(yīng)力c為：為：12scEa式中：式中： a為裂紋的半長(zhǎng)。為裂紋的半長(zhǎng)。對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的應(yīng)力對(duì)應(yīng)一個(gè)固定的應(yīng)力，存在一個(gè)臨界，存在一個(gè)臨界裂紋裂紋2ac：2sccEa材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中，這是缺口的第一個(gè)效應(yīng)。缺口造成應(yīng)力應(yīng)變集中，這是缺口的

43、第一個(gè)效應(yīng)。3.3.1 缺口效應(yīng)缺口效應(yīng)3.3 斷裂韌性斷裂韌性 缺口改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使平板中材料所缺口改變了缺口前方的應(yīng)力狀態(tài)，使平板中材料所受的應(yīng)力由原來(lái)的單向拉伸改變?yōu)閮上蚧蛉蚶?，這受的應(yīng)力由原來(lái)的單向拉伸改變?yōu)閮上蚧蛉蚶?，這是缺口的是缺口的第二個(gè)效應(yīng)第二個(gè)效應(yīng)。 在有缺口條件下，由于出現(xiàn)了三向應(yīng)力，試樣的屈服在有缺口條件下，由于出現(xiàn)了三向應(yīng)力，試樣的屈服應(yīng)力比單向拉伸時(shí)要高，即產(chǎn)生了所謂缺口應(yīng)力比單向拉伸時(shí)要高，即產(chǎn)生了所謂缺口“強(qiáng)化強(qiáng)化”現(xiàn)象。現(xiàn)象。缺口使塑性材料得到缺口使塑性材料得到“強(qiáng)化強(qiáng)化”，這是缺口的，這是缺口的第三個(gè)效應(yīng)第三個(gè)效應(yīng)。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑

44、系建筑系 (3) (3)應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)Kt： 缺口造成應(yīng)力集中的程度，決定于缺口幾何參數(shù)，缺口造成應(yīng)力集中的程度，決定于缺口幾何參數(shù)，如形狀、角度、深度及根部曲率半徑等。如形狀、角度、深度及根部曲率半徑等。根部曲率半根部曲率半徑徑影響最大，缺口越尖，應(yīng)力集中愈大。影響最大，缺口越尖，應(yīng)力集中愈大。 缺口引起的應(yīng)力集中程度通常用缺口引起的應(yīng)力集中程度通常用應(yīng)力集中系數(shù)應(yīng)力集中系數(shù)Kt表表示示Kt定義為缺口凈截面上的最大應(yīng)力定義為缺口凈截面上的最大應(yīng)力max與平均應(yīng)力與平均應(yīng)力之之比，即比，即Kt max/材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布（塑性狀態(tài)下的應(yīng)力分布（厚板

45、厚板）(1)已知：塑性區(qū)屈雷斯加判據(jù)已知：塑性區(qū)屈雷斯加判據(jù)s = y-x ，得到，得到 y= x +s 。(2)缺口根部：缺口根部： x0，故，故y= s。 當(dāng)外加載荷當(dāng)外加載荷增加時(shí)，缺口根部最先滿(mǎn)足增加時(shí)，缺口根部最先滿(mǎn)足y= s 而開(kāi)始屈服。而開(kāi)始屈服。(3)缺口內(nèi)側(cè)：缺口內(nèi)側(cè)： x0 ， 要滿(mǎn)足要滿(mǎn)足y= x +s，需增加，需增加y。即心部屈服要不斷增加即心部屈服要不斷增加y。同時(shí)。同時(shí)z也增加。也增加。增加到一定程度，達(dá)到極值。隨后增加到一定程度，達(dá)到極值。隨后x、 y、z是連續(xù)下降的。是連續(xù)下降的。 材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 “缺口強(qiáng)化缺口強(qiáng)化”不能看作是強(qiáng)化材料的一種手

46、段，因缺口不能看作是強(qiáng)化材料的一種手段，因缺口“強(qiáng)化強(qiáng)化”純粹是由于純粹是由于三向應(yīng)力約束了材料塑性變形所致三向應(yīng)力約束了材料塑性變形所致。此。此時(shí)時(shí)材料本身的材料本身的s值并未發(fā)生變化，且材料的塑性降低，脆性值并未發(fā)生變化，且材料的塑性降低，脆性增加增加。 比較缺口試樣與相同截面的光滑試樣可以發(fā)現(xiàn)，在有缺比較缺口試樣與相同截面的光滑試樣可以發(fā)現(xiàn)，在有缺口時(shí)，口時(shí)，塑性材料塑性材料的強(qiáng)度極限因塑性變形受約束而有一定程度的強(qiáng)度極限因塑性變形受約束而有一定程度的增加。對(duì)脆性材料或低塑性材料，的增加。對(duì)脆性材料或低塑性材料，“強(qiáng)化強(qiáng)化”效果不明顯。效果不明顯。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系1、研究

47、方法：、研究方法： (1)應(yīng)力應(yīng)變分析法：應(yīng)力應(yīng)變分析法： 研究裂紋尖端附近的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)；提出研究裂紋尖端附近的應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)；提出應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子及對(duì)應(yīng)的及對(duì)應(yīng)的斷裂韌度斷裂韌度和和K判據(jù)；判據(jù)； (2)能量分析法：能量分析法： 研究研究裂紋擴(kuò)展裂紋擴(kuò)展時(shí)系統(tǒng)能量的變化；提出時(shí)系統(tǒng)能量的變化；提出能量釋放率能量釋放率及對(duì)應(yīng)及對(duì)應(yīng)的的斷裂韌度斷裂韌度和和G判據(jù)。判據(jù)。3.3.2 線(xiàn)彈性條件下的斷裂韌性線(xiàn)彈性條件下的斷裂韌性2、會(huì)用應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子、會(huì)用應(yīng)力場(chǎng)強(qiáng)度因子K進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系三、影響材料斷裂韌度的因素三、影響材料斷裂韌度的因素1、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)

48、對(duì)斷裂韌度的影響、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)對(duì)斷裂韌度的影響 對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)：對(duì)于金屬材料來(lái)說(shuō)：u細(xì)化晶粒細(xì)化晶粒的合金元素引提高強(qiáng)度和塑性，可提高斷裂韌度；的合金元素引提高強(qiáng)度和塑性，可提高斷裂韌度；u強(qiáng)烈強(qiáng)烈固溶強(qiáng)化的合金元素固溶強(qiáng)化的合金元素因大大降低塑性而因大大降低塑性而使斷裂韌度降低使斷裂韌度降低，并，并且隨合金元素的濃度提高，降低作用更加明顯；且隨合金元素的濃度提高，降低作用更加明顯；u形成形成金屬間化合物并呈第二相析出的合金元素金屬間化合物并呈第二相析出的合金元素，因降低塑性而有，因降低塑性而有利于裂紋擴(kuò)展使利于裂紋擴(kuò)展使斷裂韌度降低斷裂韌度降低。對(duì)于陶瓷材料，提高材料強(qiáng)度的組元，都將

49、提高斷裂韌對(duì)于陶瓷材料，提高材料強(qiáng)度的組元，都將提高斷裂韌度。度。對(duì)于高分子材料，增強(qiáng)結(jié)合鍵的元素都將提高斷裂韌度。對(duì)于高分子材料，增強(qiáng)結(jié)合鍵的元素都將提高斷裂韌度。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 2、基體相結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸的影響、基體相結(jié)構(gòu)和晶粒尺寸的影響（1）基體相基體相晶體結(jié)構(gòu)易于發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生韌性斷裂，晶體結(jié)構(gòu)易于發(fā)生塑性變形，產(chǎn)生韌性斷裂，材料的斷裂韌度就高。材料的斷裂韌度就高。 如鋼鐵的基體相如果是面心立方結(jié)構(gòu)的固溶體，由于容易發(fā)生如鋼鐵的基體相如果是面心立方結(jié)構(gòu)的固溶體，由于容易發(fā)生滑移塑性變形，并且形變硬化指數(shù)較高，其斷裂韌度較高?；扑苄宰冃危⑶倚巫冇不笖?shù)較高，其斷裂

50、韌度較高。 （2）基體的基體的晶粒尺寸晶粒尺寸也是影響斷裂韌度的一個(gè)重要因素。也是影響斷裂韌度的一個(gè)重要因素。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)化晶粒既可提高強(qiáng)度，又可以提高塑性，一般來(lái)說(shuō)，細(xì)化晶粒既可提高強(qiáng)度，又可以提高塑性，相應(yīng)提高斷裂韌度。相應(yīng)提高斷裂韌度。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系3、夾雜和第二相的影響、夾雜和第二相的影響l非金屬夾雜物往往使斷裂韌度降低。非金屬夾雜物往往使斷裂韌度降低。l脆性第二相隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，使得斷裂韌度降低。脆性第二相隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，使得斷裂韌度降低。l韌性第二相當(dāng)其形態(tài)和數(shù)量適當(dāng)時(shí)，可以提高材料的斷韌性第二相當(dāng)其形態(tài)和數(shù)量適當(dāng)時(shí)，可以提高材料的斷裂韌度。裂韌度。 非金

51、屬夾雜物和脆性第非金屬夾雜物和脆性第二相存在于裂紋尖端的應(yīng)力二相存在于裂紋尖端的應(yīng)力場(chǎng)中，場(chǎng)中，本身的脆性本身的脆性使其容易使其容易形成微裂紋，而且他們易于形成微裂紋，而且他們易于在晶界或相界偏聚，在晶界或相界偏聚，降低界降低界面結(jié)合能面結(jié)合能，使界面易于開(kāi)裂，使界面易于開(kāi)裂，降低了斷裂韌度。降低了斷裂韌度。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 第二相的形貌、尺寸和分布不同，將導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)第二相的形貌、尺寸和分布不同，將導(dǎo)致裂紋的擴(kuò)展途徑不同、消耗的能量不同，從而影響斷裂韌度。展途徑不同、消耗的能量不同，從而影響斷裂韌度。只只要韌性第二相的形貌和數(shù)量適當(dāng)，材料的斷裂韌度就可要韌性第二相的形貌和數(shù)量

52、適當(dāng)，材料的斷裂韌度就可提高。提高。 對(duì)于對(duì)于陶瓷材料和復(fù)合材料，目前常利用適當(dāng)?shù)牡诙沾刹牧虾蛷?fù)合材料，目前常利用適當(dāng)?shù)牡诙嗵岣咂鋽嗔秧g度相提高其斷裂韌度。如在。如在SiC、SiN陶瓷中添加碳纖維，陶瓷中添加碳纖維，或加入非晶碳，燒結(jié)時(shí)自蔓延生成碳晶須，可以使斷裂或加入非晶碳，燒結(jié)時(shí)自蔓延生成碳晶須，可以使斷裂韌度提高。韌度提高。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系4、溫度、溫度 對(duì)于多數(shù)材料，對(duì)于多數(shù)材料，溫度的降低通常會(huì)降低斷裂韌度溫度的降低通常會(huì)降低斷裂韌度，如大，如大多數(shù)的結(jié)構(gòu)鋼。不同等級(jí)的鋼材，變化趨勢(shì)不同。多數(shù)的結(jié)構(gòu)鋼。不同等級(jí)的鋼材，變化趨勢(shì)不同。 中低強(qiáng)度鋼都有明顯的中低強(qiáng)度鋼

53、都有明顯的韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象韌脆轉(zhuǎn)變現(xiàn)象，在轉(zhuǎn)變溫度以上，在轉(zhuǎn)變溫度以上，材料主要所發(fā)生韌性斷裂，斷裂韌度材料主要所發(fā)生韌性斷裂，斷裂韌度Kc較高；而在轉(zhuǎn)變溫較高；而在轉(zhuǎn)變溫度以下，材料主要發(fā)生脆性斷裂，度以下，材料主要發(fā)生脆性斷裂，Kc較低。較低。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2、應(yīng)變速率、應(yīng)變速率 應(yīng)變速率對(duì)斷裂韌度的影響類(lèi)似于溫度。應(yīng)變速率對(duì)斷裂韌度的影響類(lèi)似于溫度。增加應(yīng)變?cè)黾討?yīng)變速率相當(dāng)于降低溫度，也可使斷裂韌度速率相當(dāng)于降低溫度，也可使斷裂韌度Kc下降下降。 當(dāng)應(yīng)變速率很大時(shí)，形變熱量來(lái)不及傳導(dǎo)，造成絕當(dāng)應(yīng)變速率很大時(shí)，形變熱量來(lái)不及傳導(dǎo)，造成絕熱狀態(tài)，導(dǎo)致局部溫度升高，熱狀態(tài)，導(dǎo)致局

54、部溫度升高，Kc又回升。又回升。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 (1)軟性系數(shù)的概念軟性系數(shù)的概念 (2)軟性系數(shù)的應(yīng)用軟性系數(shù)的應(yīng)用4.1 應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)第四章第四章 材料的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮性能材料的扭轉(zhuǎn)、彎曲、壓縮性能材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系由表由表4-1的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)可知：的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)可知： （1）三向等拉伸三向等拉伸時(shí)應(yīng)力狀態(tài)最硬，因?yàn)槠淝袘?yīng)力分量時(shí)應(yīng)力狀態(tài)最硬，因?yàn)槠淝袘?yīng)力分量為零，在這種應(yīng)力狀態(tài)下，材料最易發(fā)生脆性斷裂。適用于為零，在這種應(yīng)力狀態(tài)下，材料最易發(fā)生脆性斷裂。適用于塑性較好的金屬材料。塑性較好的金屬材料。 （2）單向拉伸時(shí)單向拉伸時(shí)

55、，應(yīng)力狀態(tài)較硬，適用于一般的塑性，應(yīng)力狀態(tài)較硬，適用于一般的塑性材料。材料。 （3）扭轉(zhuǎn)和壓縮扭轉(zhuǎn)和壓縮時(shí)應(yīng)力狀態(tài)較軟，材料易產(chǎn)生塑性變時(shí)應(yīng)力狀態(tài)較軟，材料易產(chǎn)生塑性變形，一般適用于單向拉伸時(shí)容易發(fā)生脆斷而不能充分反映其形，一般適用于單向拉伸時(shí)容易發(fā)生脆斷而不能充分反映其塑性性能的脆性材料。塑性性能的脆性材料。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系1、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)及應(yīng)用：、扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)特點(diǎn)及應(yīng)用： (1) 扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)比拉伸時(shí)大，可扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)比拉伸時(shí)大，可測(cè)定在拉伸時(shí)呈測(cè)定在拉伸時(shí)呈現(xiàn)脆性的材料的強(qiáng)度和塑性現(xiàn)脆性的材料的強(qiáng)度和塑性。 (2) 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力分布為表面最大，故對(duì)表面

56、硬化及表面扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)力分布為表面最大，故對(duì)表面硬化及表面缺陷敏感?？扇毕菝舾??？蓪?duì)各種表面強(qiáng)化工藝進(jìn)行研究和對(duì)機(jī)件的熱處對(duì)各種表面強(qiáng)化工藝進(jìn)行研究和對(duì)機(jī)件的熱處理表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)理表面質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。 (3) 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)整個(gè)試樣長(zhǎng)度上不產(chǎn)生頸縮，塑性變形均勻?？膳まD(zhuǎn)試驗(yàn)整個(gè)試樣長(zhǎng)度上不產(chǎn)生頸縮，塑性變形均勻?？删_評(píng)定拉伸時(shí)出現(xiàn)頸縮的高塑性材料的形變能力和形變抗精確評(píng)定拉伸時(shí)出現(xiàn)頸縮的高塑性材料的形變能力和形變抗力力。 (4) 扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)正應(yīng)力和切應(yīng)力大致相等，是扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)時(shí)正應(yīng)力和切應(yīng)力大致相等，是測(cè)定材料的切斷測(cè)定材料的切斷強(qiáng)度的最可靠方法強(qiáng)度的最可靠方法。 (5) 可可根據(jù)斷口特征區(qū)分?jǐn)嗔?/p>

57、方式是正斷還是切斷根據(jù)斷口特征區(qū)分?jǐn)嗔逊绞绞钦龜噙€是切斷。4.2 扭轉(zhuǎn)、彎曲與壓縮的力學(xué)性能扭轉(zhuǎn)、彎曲與壓縮的力學(xué)性能材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系2彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用彎曲試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用 (1)受拉一側(cè)應(yīng)力狀態(tài)基本與靜拉伸相同，且不存在拉伸時(shí)的受拉一側(cè)應(yīng)力狀態(tài)基本與靜拉伸相同，且不存在拉伸時(shí)的試樣偏斜對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的影響。常用于試樣偏斜對(duì)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的影響。常用于測(cè)定那些由于太硬難測(cè)定那些由于太硬難于加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強(qiáng)度于加工成拉伸試樣的脆性材料的斷裂強(qiáng)度，并能顯示出它，并能顯示出它們的塑性差別。們的塑性差別。 (2)截面上的應(yīng)力分布也是表面最大，用來(lái)截面上的應(yīng)力分布也是表面最大，

58、用來(lái)比較和評(píng)定材料表比較和評(píng)定材料表面處理層的質(zhì)量面處理層的質(zhì)量 (3)對(duì)于彎曲試驗(yàn)不能使之?dāng)嗔训牟牧?，可?duì)于彎曲試驗(yàn)不能使之?dāng)嗔训牟牧?，可測(cè)定規(guī)定非比例彎測(cè)定規(guī)定非比例彎曲應(yīng)力曲應(yīng)力。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系3 3、壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用、壓縮試驗(yàn)的特點(diǎn)及應(yīng)用 (1)單向壓縮的單向壓縮的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)為應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)為2。主要用于脆性材料，。主要用于脆性材料，以顯示其在靜拉伸等試驗(yàn)時(shí)所不能反映的材料在韌性狀態(tài)以顯示其在靜拉伸等試驗(yàn)時(shí)所不能反映的材料在韌性狀態(tài)下的力學(xué)行為。例如絕大多數(shù)的無(wú)機(jī)非金屬材料和鑄鐵等。下的力學(xué)行為。例如絕大多數(shù)的無(wú)機(jī)非金屬材料和鑄鐵等。 (2)壓縮試驗(yàn)壓縮試

59、驗(yàn)不能使塑性材料斷裂不能使塑性材料斷裂，故塑性材料一般不采用壓，故塑性材料一般不采用壓縮方法檢驗(yàn)?？s方法檢驗(yàn)。 (3)多向不等壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)大于多向不等壓縮試驗(yàn)的應(yīng)力狀態(tài)軟性系數(shù)大于2。適用于脆。適用于脆性更大的材料，反映此類(lèi)材料的微小塑性差異。或者應(yīng)用性更大的材料，反映此類(lèi)材料的微小塑性差異?；蛘邞?yīng)用于實(shí)際應(yīng)用中承受多向壓縮的幾件，如軸承的套圈等。于實(shí)際應(yīng)用中承受多向壓縮的幾件，如軸承的套圈等。材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系一、一、 硬度試驗(yàn)方法硬度試驗(yàn)方法1布氏硬度布氏硬度 (1)測(cè)定原理：測(cè)定原理： 用一定大小的載荷用一定大小的載荷F(kgf)，把直徑為，把直徑為D(mm)

60、淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入試樣表面，保持規(guī)淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入試樣表面，保持規(guī)定時(shí)間后卸載，測(cè)量試樣表面的殘留壓痕直徑定時(shí)間后卸載，測(cè)量試樣表面的殘留壓痕直徑d，求壓痕的表面積求壓痕的表面積S。 單位壓痕面積承受的平均壓力定義為布氏單位壓痕面積承受的平均壓力定義為布氏硬度，用硬度，用HB表示。表示。第五章第五章 硬硬 度度材料性能學(xué)材料性能學(xué)建筑系建筑系 當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào) HBW表示，表示，適用于布氏硬度為適用于布氏硬度為 450650的材料；的材料； 當(dāng)壓頭為淬火鋼球時(shí)，用符號(hào)當(dāng)壓頭為淬火鋼球時(shí)，用符號(hào)HBS表示，適用表示，適用于布氏硬度于布氏硬度