第1部分-金屬材料的力學(xué)性能

1、金屬材料的力學(xué)性能金屬材料的力學(xué)性能主講教師：趙仕梅主講教師：趙仕梅Email： Tel:OAD ENERGY概述概述u 使用性能：使用性能：材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的材料在使用過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包括性能。包括力學(xué)性能力學(xué)性能、物理性能物理性能和和化學(xué)化學(xué)性能性能。u 工藝性能：工藝性能：材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的材料在加工過(guò)程中所表現(xiàn)的性能。包括性能。包括鑄造、鍛壓、焊接、熱處理鑄造、鍛壓、焊接、熱處理和和切削性能切削性能等。等。u 材料的力學(xué)性能：材料的力學(xué)性能：指材料在外力作用下指材料在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要有表現(xiàn)出來(lái)的性能，主要有強(qiáng)度、塑性、強(qiáng)度、塑性、

2、硬度、沖擊韌度硬度、沖擊韌度和和疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度等。等。神舟一號(hào)飛船ROAD ENERGY概述一一. .常用術(shù)語(yǔ)常用術(shù)語(yǔ)1. 1.應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力與應(yīng)變作用在機(jī)件上的外力載荷（靜載荷、動(dòng)載荷）FFFFF = FSFSF（MPa）外力 內(nèi)力應(yīng)力 應(yīng)力：應(yīng)力：物體內(nèi)部任一截面單位面積上的相互作用力。同截面垂直的稱為物體內(nèi)部任一截面單位面積上的相互作用力。同截面垂直的稱為“正正 應(yīng)力應(yīng)力”或或“法向應(yīng)力法向應(yīng)力”，同截面相切的稱為，同截面相切的稱為“剪應(yīng)力剪應(yīng)力”或或“切應(yīng)力切應(yīng)力”。ROAD ENERGYu 材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為材料在外力的作用下將發(fā)生形狀和尺寸變化，稱為變形

3、變形。u 外力去除后能夠恢復(fù)的變形稱為外力去除后能夠恢復(fù)的變形稱為彈性變形彈性變形。u 外力去除后不能恢復(fù)的變形稱為外力去除后不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形塑性變形。五萬(wàn)噸水壓機(jī)概述概述ROAD ENERGY概述0l0dklFF拉伸前拉伸前應(yīng)變：應(yīng)變：物體形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)物體形狀尺寸所發(fā)生的相對(duì)改變。改變。物體內(nèi)部某處的線段在變形后長(zhǎng)度物體內(nèi)部某處的線段在變形后長(zhǎng)度的改變值同線段原長(zhǎng)之比值稱為的改變值同線段原長(zhǎng)之比值稱為“線應(yīng)變線應(yīng)變”0dkd拉伸后拉伸后0llROAD ENERGY概述概述u如何評(píng)定材料的力學(xué)性能？如何評(píng)定材料的力學(xué)性能？ROAD ENERGY一、彈性和塑性一、拉伸試驗(yàn)過(guò)程分

4、析、拉伸試驗(yàn)過(guò)程分析 拉伸試驗(yàn)是指用靜（緩慢）拉伸力對(duì)試樣進(jìn)行軸向拉伸，通過(guò)測(cè)量拉伸力和伸長(zhǎng)量來(lái)測(cè)定試樣強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能的試驗(yàn)。拉伸試樣通常采用圓柱形拉伸試樣（GB22887）。lL0試樣原始標(biāo)距長(zhǎng)度（mm）ld0試樣的原始直徑（mm） 長(zhǎng)試樣L0=10d0 短試樣 L0=5d0ROAD ENERGY一、彈性和塑性靜拉伸試驗(yàn)機(jī)原理靜拉伸試驗(yàn)機(jī)原理ROAD ENERGY一、彈性和塑性一、彈性和塑性縱坐標(biāo)表示力縱坐標(biāo)表示力F，單位，單位N；橫坐標(biāo)表示伸長(zhǎng)量；橫坐標(biāo)表示伸長(zhǎng)量L，單位為，單位為mm力力- -伸長(zhǎng)曲線：如右伸長(zhǎng)曲線：如右圖，以低碳鋼為例圖，以低碳鋼為例（1）OP：彈性變形階段：彈性

5、變形階段(P為彈性極限點(diǎn)為彈性極限點(diǎn)) 試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，試樣變形完全是彈性的，這種隨載荷的存在而產(chǎn)生，隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。隨載荷的去除而消失的變形稱為彈性變形。Fp為試樣為試樣能恢復(fù)到原始形狀和尺寸的最大拉伸力。能恢復(fù)到原始形狀和尺寸的最大拉伸力。（2）PS：屈服階段：屈服階段（S為屈服點(diǎn)為屈服點(diǎn)） 不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。在載荷不增加不能隨載荷的去除而消失的變形稱為。在載荷不增加或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)的現(xiàn)象叫做屈或略有減小的情況下，試樣還繼續(xù)伸長(zhǎng)的現(xiàn)象叫做屈服。屈服后，材料開(kāi)始出現(xiàn)明顯的塑性變形。服。屈服后，材料開(kāi)始出現(xiàn)明

6、顯的塑性變形。Fs稱為稱為屈服載荷屈服載荷（3）SM：強(qiáng)化階段（：強(qiáng)化階段（M為極限載荷點(diǎn)為極限載荷點(diǎn)） 隨塑性變形增大，試樣變形抗力也逐漸增加，這種現(xiàn)隨塑性變形增大，試樣變形抗力也逐漸增加，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化（或稱加工硬化）。象稱為形變強(qiáng)化（或稱加工硬化）。Fm：試樣拉伸的：試樣拉伸的最大載荷。最大載荷。（4）MK：縮頸階段（局部塑性變形）（：縮頸階段（局部塑性變形）（K為斷裂點(diǎn)為斷裂點(diǎn)）當(dāng)載荷達(dá)到最大值當(dāng)載荷達(dá)到最大值Fm后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，后，試樣的直徑發(fā)生局部收縮，稱為稱為“縮頸縮頸”。工程上使用的金屬材料，多數(shù)沒(méi)有明。工程上使用的金屬材料，多數(shù)沒(méi)有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材

7、料，不但沒(méi)有屈服現(xiàn)象，顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒(méi)有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生而且也不產(chǎn)生“縮頸縮頸”。如鑄鐵等。如鑄鐵等。kmFpslsFFpmFo sROAD ENERGY一、彈性和塑性一、彈性和塑性二、強(qiáng)度指標(biāo)：二、強(qiáng)度指標(biāo)：強(qiáng)度是金屬?gòu)?qiáng)度是金屬材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。1.1.屈服強(qiáng)度和規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力屈服強(qiáng)度和規(guī)定殘余伸長(zhǎng)應(yīng)力（1 1）屈服強(qiáng)度是指材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形（屈服）時(shí)的應(yīng)力，屈服）屈服強(qiáng)度是指材料開(kāi)始產(chǎn)生明顯塑性變形（屈服）時(shí)的應(yīng)力，屈服強(qiáng)度是機(jī)械零件選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。計(jì)算公式：強(qiáng)度是機(jī)械零件選材和設(shè)計(jì)的依據(jù)。計(jì)算公式

8、：式中式中 ：屈服強(qiáng)度，：屈服強(qiáng)度，MPa;MPa; : :拉伸試樣產(chǎn)生屈服時(shí)的恒定拉力或首次下降的最小拉力，拉伸試樣產(chǎn)生屈服時(shí)的恒定拉力或首次下降的最小拉力，N N； : :拉伸試樣原始橫截面積拉伸試樣原始橫截面積, , 。（2 2）規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度是指拉伸試樣在卸除拉伸力后，其標(biāo)距部）規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度是指拉伸試樣在卸除拉伸力后，其標(biāo)距部分的殘余伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距比值達(dá)到規(guī)定的百分比是的應(yīng)力，用分的殘余伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距比值達(dá)到規(guī)定的百分比是的應(yīng)力，用 表示，如表示，如 表示規(guī)定殘余伸長(zhǎng)率為表示規(guī)定殘余伸長(zhǎng)率為0.2%0.2%時(shí)的應(yīng)力。時(shí)的應(yīng)力。0eSFRsLLLResLF0SrR2 . 0rR2m

9、mROAD ENERGY一、彈性和塑性2.抗拉強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度是指拉伸試樣拉斷前所承受的最大量稱拉應(yīng)力，用 符號(hào) 表示。 可用下式計(jì)算： 式中 ：抗拉強(qiáng)度，MPa； ：拉伸試樣承受的最大載荷，N； ：拉伸試樣原始橫截面積， 。 是表征金屬材料有均勻塑性變形向局部集中塑性變形過(guò)渡的臨界值，也是表征金屬材料在靜拉伸條件下的最大承載能力。 mRmR0SFRmmmRmF0S2mmmRROAD ENERGY三、塑性三、塑性 塑性是金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。金屬塑性是金屬材料在斷裂前發(fā)生不可逆永久變形的能力。金屬材料的塑性可以用拉伸試樣斷裂時(shí)的最大相對(duì)變形量來(lái)表示。主材料的塑性可以用拉伸試樣

10、斷裂時(shí)的最大相對(duì)變形量來(lái)表示。主要指標(biāo)為斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。要指標(biāo)為斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。1.1.斷后伸長(zhǎng)率斷后伸長(zhǎng)率 拉伸試樣拉斷后的標(biāo)距伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比稱為斷后伸拉伸試樣拉斷后的標(biāo)距伸長(zhǎng)與原始標(biāo)距的百分比稱為斷后伸長(zhǎng)率，用符號(hào)長(zhǎng)率，用符號(hào) 表示?？捎孟率接?jì)算：表示?？捎孟率接?jì)算： = = 式中式中 ：斷后伸長(zhǎng)率，：斷后伸長(zhǎng)率，% %； ：拉斷拉伸試樣對(duì)接后測(cè)出的標(biāo)距長(zhǎng)度：拉斷拉伸試樣對(duì)接后測(cè)出的標(biāo)距長(zhǎng)度,mm,mm； ：拉伸試樣原始標(biāo)距，：拉伸試樣原始標(biāo)距，mmmm。其中短拉伸試樣的斷后伸長(zhǎng)率用符號(hào)其中短拉伸試樣的斷后伸長(zhǎng)率用符號(hào) ，長(zhǎng)拉伸試樣測(cè)定的斷后，長(zhǎng)拉伸試樣測(cè)定的斷后試

11、樣的斷后生產(chǎn)率用符號(hào)試樣的斷后生產(chǎn)率用符號(hào) 。拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象一、彈性和塑性一、彈性和塑性3 .11A%100)(00LLLUUL0L3 .11AA或3 .11AA或3 .11AA或AROAD ENERGY一、彈性和塑性 2.斷面收縮率 斷面收縮率是指拉伸試樣拉斷后頸縮處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比，用符號(hào) 表示，可用下式計(jì)算： 式中 ：斷面收縮率，%； ：拉伸試樣原始橫截面積， ； ：拉伸試樣斷口處橫截面積， 。 10%，塑性材料。 %100)(00SSSZUZUS2mm0S2mmZZZZROAD ENERGYu說(shuō)明：說(shuō)明：1.1.金屬材料的伸長(zhǎng)率（金屬材料的伸長(zhǎng)率（ ）和斷

12、面收縮率（）和斷面收縮率（ ）數(shù)值越大）數(shù)值越大，表示材料的塑性越好，表示材料的塑性越好。2.2.用斷面收縮率表示塑性比伸長(zhǎng)率更接近真實(shí)變形。用斷面收縮率表示塑性比伸長(zhǎng)率更接近真實(shí)變形。例例1.1.有一直徑有一直徑 =10mm=10mm， =100mm=100mm的低碳鋼試樣，拉伸驗(yàn)時(shí)測(cè)的低碳鋼試樣，拉伸驗(yàn)時(shí)測(cè)得得 =21KN=21KN， =29KN=29KN， =5.65mm=5.65mm， =138mm=138mm，求：，求： 、 、 、 。一、彈性和塑性一、彈性和塑性3 .11AA或Z0d0LsLFmFUdULLRemRAZROAD ENERGY二、硬度二、硬度n 硬度硬度: :材料抵抗

13、更硬的物體壓入其內(nèi)的能力材料抵抗更硬的物體壓入其內(nèi)的能力 , ,是材料性能的一個(gè)綜合物是材料性能的一個(gè)綜合物理量。表示材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷理量。表示材料在一個(gè)小的體積范圍內(nèi)抵抗彈性變形、塑性變形或破斷的能力。硬度測(cè)定方法有的能力。硬度測(cè)定方法有壓入法、劃痕法、回彈高度法壓入法、劃痕法、回彈高度法等，其中壓入法等，其中壓入法應(yīng)用最廣。在壓入法中根據(jù)應(yīng)用最廣。在壓入法中根據(jù)載荷、壓頭和表示方法載荷、壓頭和表示方法的不同，常將硬度分的不同，常將硬度分為為布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度三種。三種。1.1.布氏硬度布氏硬度HB(Brinell-h

14、ardness)HB(Brinell-hardness) 用直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球,在一定壓力P下,將鋼球垂直地壓入金屬表面,并保持壓力到規(guī)定的時(shí)間后卸荷,測(cè)壓痕直徑d。 （1）布氏硬度的布氏硬度的測(cè)試原理測(cè)試原理：用一定直徑的球體（鋼球或硬質(zhì)合金），以規(guī)定的試驗(yàn)力壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，然后用測(cè)量表面壓痕直徑來(lái)計(jì)算硬度。 ROAD ENERGY布氏硬度計(jì)二、硬度二、硬度)(2102. 022dDDDPHB n 布氏硬度布氏硬度HB(Brinellhardness)HB(Brinellhardness)ROAD ENERGY二、硬度 壓頭為鋼球時(shí)壓頭為鋼球時(shí)，布氏硬度用

15、符號(hào)，布氏硬度用符號(hào)HBSHBS表示，適用于布氏硬度值在表示，適用于布氏硬度值在450450以下的材料。以下的材料。 壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)，用符號(hào)HBWHBW表示，適用于布氏硬度在表示，適用于布氏硬度在650650以下的材料以下的材料 當(dāng)當(dāng)F F、D D一定時(shí)，布氏硬度與一定時(shí)，布氏硬度與d d有關(guān)，有關(guān)，d d越小，布氏硬度值越大，硬度越高。越小，布氏硬度值越大，硬度越高。（2 2）布氏硬度的表示方法：符號(hào)）布氏硬度的表示方法：符號(hào)HBSHBS之前的數(shù)字為硬度值符號(hào)后面按以下順序用數(shù)字之前的數(shù)字為硬度值符號(hào)后面按以下順序用數(shù)字表示條件：表示條件：1 1）球體直徑；）球

16、體直徑；2 2）試驗(yàn)力；）試驗(yàn)力；3 3）試驗(yàn)力保持的時(shí)間（）試驗(yàn)力保持的時(shí)間（10101515不標(biāo)注）。不標(biāo)注）。例例1. 1. 170HBS10/100/30、530HBW5/750解：（1）表示用直徑10mm的鋼球，在9807N的試驗(yàn)力作用下，保持30S時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為170。 （2）表示用直徑5mm的硬質(zhì)合金球，在7355N的試驗(yàn)力作用下，保持1015s時(shí)測(cè)得的布氏硬度值為530。應(yīng)用范圍：主要適于灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度應(yīng)用范圍：主要適于灰鑄鐵、有色金屬、各種軟鋼等硬度不高的材料。不高的材料。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：耗時(shí)，測(cè)高硬度材料

17、有限，壓痕大，不宜成品及薄件缺點(diǎn)：耗時(shí)，測(cè)高硬度材料有限，壓痕大，不宜成品及薄件布氏硬度壓痕ROAD ENERGY二、硬度二、硬度2.2.洛氏硬度洛氏硬度HR(Rockwll hardness)HR(Rockwll hardness) 用金剛石圓錐或鋼球作壓頭，在規(guī)定的預(yù)載荷和總載荷下，壓入材料，卸載后，測(cè)其深度，可在洛氏硬度計(jì)上直接讀出，無(wú)單位。每0.002mm壓痕深度為一個(gè)洛氏硬度單位。測(cè)試原理：采用金剛石圓錐體或淬火鋼球壓頭，壓入金屬表面后，經(jīng)規(guī)定保持時(shí)間后即除主試驗(yàn)力，以測(cè)量的壓痕深度來(lái)計(jì)算洛氏硬度值。壓頭：錐角為120金剛石圓錐或1.588mm鋼球ROAD ENERGY二、硬度二、硬

18、度h1-h0洛氏硬度測(cè)試示意圖洛氏硬度計(jì)u 洛氏硬度計(jì)一般用于洛氏硬度計(jì)一般用于HB450HB450的試驗(yàn)的試驗(yàn)n 洛氏硬度用符號(hào)洛氏硬度用符號(hào)HRHR表示表示n 根據(jù)壓頭類(lèi)型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為根據(jù)壓頭類(lèi)型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A A、B B、C C。 ROAD ENERGYn符號(hào)符號(hào)HRHR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。的標(biāo)尺。lHRA用于測(cè)量高硬度材料, 如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。lHRB用于測(cè)量低硬度材料, 如有色金屬和退火、正火鋼等。lHRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。l洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)： 操作

19、簡(jiǎn)單迅速，能直接從刻度盤(pán)上讀出硬度值；壓痕小，可測(cè)成品及較薄工件；測(cè)硬度范圍大。l缺點(diǎn)：測(cè)量結(jié)果分散度大。鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕二、硬度二、硬度ROAD ENERGY二、硬度二、硬度n 洛氏硬度的分類(lèi)及應(yīng)用洛氏硬度的分類(lèi)及應(yīng)用ROAD ENERGY二、硬度二、硬度n 布氏硬度與洛氏硬度的比較布氏硬度與洛氏硬度的比較u 洛氏硬度壓痕很小，測(cè)量值有局部性，須測(cè)數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi)；布氏硬度壓痕較大，測(cè)量值準(zhǔn)，不適用成品和薄片，一般不歸于無(wú)損檢測(cè)一類(lèi)。u 洛氏硬度的硬度值是一無(wú)名數(shù)，沒(méi)有單位。（因此習(xí)慣稱洛式硬度為多少度是不正確的。）布氏硬度的硬度值有單位，且和抗

20、拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。u 洛氏硬度直接在表盤(pán)上顯示、也可以數(shù)字顯示，操作方便，快捷直觀，適用于大量生產(chǎn)中。布氏硬度需要用顯微鏡測(cè)量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。ROAD ENERGY二、硬度二、硬度3.3.維氏硬度維氏硬度HVHV維氏硬度計(jì)維氏硬度試驗(yàn)原理維氏硬度壓痕維氏硬度維氏硬度是一種以正四棱錐金剛石為壓頭的硬度測(cè)量方法。硬度值的定義硬度值的定義與布氏硬度相同，即壓痕表面上單位面積所承受的壓力。所不同的是壓痕形狀為正四棱錐形。ROAD ENERGYu 維氏硬度用符號(hào)維氏硬度用符號(hào)HVHV表示，符號(hào)前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)字按順序分別表示載荷值表示，符號(hào)前的數(shù)字為硬度值，后面的數(shù)

21、字按順序分別表示載荷值及載荷保持時(shí)間。試驗(yàn)力保持時(shí)間為及載荷保持時(shí)間。試驗(yàn)力保持時(shí)間為1015S時(shí)，可以不標(biāo)出試驗(yàn)力保持時(shí)間。例如：640HV30表示用30kgf(294.2N)試驗(yàn)力，保持1015S測(cè)定的維氏硬度值為640；640HV30/20表示用30kgf(294.2N)試驗(yàn)力，保持20S測(cè)定的維氏硬度值為640。應(yīng)用：可測(cè)較薄的材料，也可測(cè)量表面滲碳、滲透層的硬度，可測(cè)定很軟到很硬的各種金屬材料的硬度、準(zhǔn)確。小負(fù)荷維氏硬度計(jì)顯微維氏硬度計(jì)二、硬度二、硬度ROAD ENERGYu 金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力叫做沖擊韌度。常金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力叫做沖擊韌度。常

22、用夏比擺錘沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊韌度。用夏比擺錘沖擊試驗(yàn)來(lái)測(cè)定金屬材料的沖擊韌度。 三、沖擊韌度三、沖擊韌度u 指標(biāo)為沖擊韌性值ak(通過(guò)沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。ROAD ENERGYA Ak k= =GHGH1 1 - GH- GH2 2 =G=G（H H1 1 - H- H2 2）u試驗(yàn)原理：試樣被沖斷過(guò)程中吸收的能量即沖擊吸收功（Ak ）等于擺錘沖擊試樣前后的勢(shì)能差。沖擊韌度（沖擊韌度（a k）：沖擊吸收功除以試樣缺口處截面積。）：沖擊吸收功除以試樣缺口處截面積。三、沖擊韌度三、沖擊韌度ROAD ENERGYak = AK/S （Jcm-2）Ak沖斷試樣所消耗的沖擊功（J）S試樣斷口處的原

23、始截面積（cm2）三、沖擊韌度三、沖擊韌度ROAD ENERGYu材料韌性判據(jù)為沖擊韌性ak ，低值為脆性材料，高值為韌性材料。u在沖擊載荷下工作的零件，很少是受大能量一次沖擊而破壞的；往往是受小能量多次重復(fù)沖擊而破壞的。u試驗(yàn)表明：在沖擊能量不太大的情況下，其承受反復(fù)沖擊的能力主要取決于強(qiáng)度，而不是很高的沖擊韌性ak 。三、沖擊韌度三、沖擊韌度ROAD ENERGY韌脆轉(zhuǎn)變溫度韌脆轉(zhuǎn)變溫度u 材料的沖擊韌性隨溫度下降材料的沖擊韌性隨溫度下降而下降。而下降。在某一溫度范圍內(nèi)在某一溫度范圍內(nèi)沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象沖擊韌性值急劇下降的現(xiàn)象稱稱韌脆轉(zhuǎn)變韌脆轉(zhuǎn)變。發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變發(fā)生韌脆轉(zhuǎn)變的溫度范圍稱

24、的溫度范圍稱韌脆轉(zhuǎn)變韌脆轉(zhuǎn)變溫度溫度。材料的使用溫度應(yīng)高于韌材料的使用溫度應(yīng)高于韌脆轉(zhuǎn)變溫度。脆轉(zhuǎn)變溫度。韌三、沖擊韌度三、沖擊韌度ROAD ENERGYTITANIC建造中的Titanic 號(hào)TITANIC的沉沒(méi)與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)ROAD ENERGYu 材料在低于材料在低于 s s的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。的重復(fù)交變應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂的現(xiàn)象。u 材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力稱為疲勞材料在規(guī)定次數(shù)應(yīng)力循環(huán)后仍不發(fā)生斷裂時(shí)的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。用極限。用 -1-1表示。表示。u 鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為鋼鐵材料規(guī)定次數(shù)為10107 7，有色金屬合金為，有色金屬合金為10108 8。疲勞應(yīng)力示意圖疲勞曲線示意圖四、疲勞強(qiáng)度四、疲勞強(qiáng)度ROAD ENERGYu 材料的疲勞強(qiáng)度通常在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱材料的疲勞強(qiáng)度通常在旋轉(zhuǎn)對(duì)稱彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定疲勞曲線彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī)上測(cè)定疲勞曲線, ,即交變應(yīng)力與斷裂前的循環(huán)次即交變應(yīng)力與斷裂前的循環(huán)次數(shù)數(shù)N N之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。u 疲勞破壞原因疲勞破壞原因: : 材料有雜質(zhì)材料有雜質(zhì), ,表面表面劃痕劃痕, ,能引起應(yīng)力集中（指受力能引起應(yīng)力集中（指受力構(gòu)件由于幾何形狀、外形尺寸發(fā)構(gòu)件由于幾何形狀、外形尺寸發(fā)生突變而引起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯生突變而引起局部范圍內(nèi)應(yīng)力顯著增大的現(xiàn)象）著增大的現(xiàn)象）, ,導(dǎo)致微裂紋