材料力學(xué)性能概念

1、本文詳細(xì)介紹金屬材料試驗(yàn)時(shí)幾個(gè)常用的概念，以供參考學(xué)習(xí)。一、抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度，表征材料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應(yīng)力之前，變形是均勻一致的，但超出之后，金屬開始出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，即產(chǎn)生集中變形；對于沒有（或很?。┚鶆蛩苄宰冃蔚拇嘈圆牧希从沉瞬牧系臄嗔芽沽?。符號為Rm，單位為MPa?？估瓘?qiáng)度（tensile strength）試樣拉斷前承受的最大標(biāo)稱拉應(yīng)力。抗拉強(qiáng)度是金屬由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是金屬在靜拉伸條件下的最大承載能力。對于塑性材料，它表征材料最大均勻塑性變形的抗力，拉伸試樣在承受最大拉應(yīng)力之前，變形是均勻一致的，但超出之后，金屬開始出現(xiàn)縮頸現(xiàn)

2、象，即產(chǎn)生集中變形；對于沒有(或很小)均勻塑性變形的脆性材料，它反映了材料的斷裂抗力。符號為Rm，單位為MPa。試樣在拉伸過程中，材料經(jīng)過屈服階段后進(jìn)入強(qiáng)化階段后隨著橫向截面尺寸明顯縮小在拉斷時(shí)所承受的最大力（Fb），除以試樣原橫截面積（So）所得的應(yīng)力（），稱為抗拉強(qiáng)度或者強(qiáng)度極限（b），單位為N/mm2（MPa）。它表示金屬材料在拉力作用下抵抗破壞的最大能力。計(jì)算公式為：=Fb/So式中：Fb-試樣拉斷時(shí)所承受的最大力，N（牛頓）； So-試樣原始橫截面積，mm?？估瓘?qiáng)度（ Rm）指材料在拉斷前承受最大應(yīng)力值。 萬能材料試驗(yàn)機(jī)當(dāng)鋼材屈服到一定程度后，由于內(nèi)部晶粒重新排列，其抵抗變形能力又重

3、新提高，此時(shí)變形雖然發(fā)展很快，但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高，直至應(yīng)力達(dá)最大值。此后，鋼材抵抗變形的能力明顯降低，并在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形，此處試件截面迅速縮小，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象，直至斷裂破壞。鋼材受拉斷裂前的最大應(yīng)力值稱為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。單位:N/mm2(單位面積承受的公斤力)抗拉強(qiáng)度：Tensile strength.抗拉強(qiáng)度=Eh，其中E為楊氏模量，h為材料厚度目前國內(nèi)測量抗拉強(qiáng)度比較普遍的方法是采用萬能材料試驗(yàn)機(jī)等來進(jìn)行材料抗拉/壓強(qiáng)度的測定!二、屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度：是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的

4、應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。大于此極限的外力作用，將會(huì)使零件永久失效，無法恢復(fù)。1概念屈服強(qiáng)度：是金屬材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力。對于無明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限，稱為條件屈服極限或屈服強(qiáng)度。大于此極限的外力作用，將會(huì)使零件永久失效，無法恢復(fù)。如低碳鋼的屈服極限為207MPa，當(dāng)大于此極限的外力作用之下，零件將會(huì)產(chǎn)生永久變形，小于這個(gè)的，零件還會(huì)恢復(fù)原來的樣子。（1）對于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強(qiáng)度就是屈服點(diǎn)的應(yīng)力（屈服值）；（2）對于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達(dá)到規(guī)定值（通常

5、為0.2%的原始標(biāo)距）時(shí)的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)，是材料的實(shí)際使用極限。因?yàn)樵趹?yīng)力超過材料屈服極限后產(chǎn)生頸縮，應(yīng)變增大，使材料破壞，不能正常使用。當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，進(jìn)入屈服階段后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(ReL或Rp0.2)。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為

6、條件屈服強(qiáng)度（yield strength）。首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷后可以恢復(fù)原來形狀）和塑性變形（外力撤銷后不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化，伸長或縮短）。建筑鋼材以 屈服強(qiáng)度 作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的依據(jù)。2概要1yield strength，又稱為屈服極限 ，常用符號s，是材料屈服的臨界應(yīng)力值。（1）對于屈服現(xiàn)象明顯的材料，屈服強(qiáng)度就是屈服點(diǎn)的應(yīng)力（屈服值）；（2）對于屈服現(xiàn)象不明顯的材料，與應(yīng)力-應(yīng)變的直線關(guān)系的極限偏差達(dá)到規(guī)定值（通常為0.2%的原始標(biāo)距）時(shí)的應(yīng)力。通常用作固體材料力學(xué)機(jī)械性質(zhì)的評價(jià)指標(biāo)，是材料的實(shí)際使用極限。因?yàn)樵趹?yīng)力超過材料屈服極限后產(chǎn)生塑

7、性變形，應(yīng)變增大，使材料失效，不能正常使用。當(dāng)應(yīng)力超過彈性極限后，進(jìn)入屈服階段后，變形增加較快，此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外，還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)后，塑性應(yīng)變急劇增加，應(yīng)力應(yīng)變出現(xiàn)微小波動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱為下屈服點(diǎn)和上屈服點(diǎn)。由于下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定，因此以它作為材料抗力的指標(biāo)，稱為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度(ReL或Rp0.2)。a屈服點(diǎn)yield point（s）試樣在試驗(yàn)過程中力不增加（保持恒定）仍能繼續(xù)伸長（變形）時(shí)的應(yīng)力。b上屈服點(diǎn)upper yield point（su）試樣發(fā)生屈服而力首次下降前的最大應(yīng)力。c下屈服點(diǎn)lower yield poi

8、nt（sL）當(dāng)不計(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)屈服階段中的最小應(yīng)力。有些鋼材(如高碳鋼)無明顯的屈服現(xiàn)象，通常以發(fā)生微量的塑性變形(0.2%)時(shí)的應(yīng)力作為該鋼材的屈服強(qiáng)度，稱為條件屈服強(qiáng)度（yield strength）。首先解釋一下材料受力變形。材料的變形分為彈性變形（外力撤銷后可以恢復(fù)原來形狀）和塑性變形（外力撤銷后不能恢復(fù)原來形狀，形狀發(fā)生變化，伸長或縮短）建筑鋼材以 屈服強(qiáng)度 作為設(shè)計(jì)應(yīng)力的依據(jù)。所謂屈服，是指達(dá)到一定的變形應(yīng)力之后，金屬開始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過渡，它標(biāo)志著宏觀塑性變形的開始。3類型（1）：銀文屈服：銀紋現(xiàn)象與應(yīng)力發(fā)白。（2）：剪切屈服。屈服強(qiáng)度測定無明顯屈服現(xiàn)象的金屬

9、材料需測量其規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度或規(guī)定殘余伸長應(yīng)力，而有明顯屈服現(xiàn)象的金屬材料，則可以測量其屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。一般而言，只測定下屈服強(qiáng)度。通常測定上屈服強(qiáng)度及下屈服強(qiáng)度的方法有兩種：圖示法和指針法。圖示法試驗(yàn)時(shí)用自動(dòng)記錄裝置繪制力-夾頭位移圖。要求力軸比例為每mm所代表的應(yīng)力一般小于10N/mm2，曲線至少要繪制到屈服階段結(jié)束點(diǎn)。在曲線上確定屈服平臺(tái)恒定的力Fe、屈服階段中力首次下降前的最大力Feh或者不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力FeL。屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度可以按以下公式來計(jì)算：屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：Re=Fe/So；Fe為屈服時(shí)的恒定力。上屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：Reh=Feh/

10、So；Feh為屈服階段中力首次下降前的最大力。下屈服強(qiáng)度計(jì)算公式：ReL=FeL/So；FeL為不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力FeL。指針法試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)測力度盤的指針首次停止轉(zhuǎn)動(dòng)的恒定力或者指針首次回轉(zhuǎn)前的最大力或者不到初始瞬時(shí)效應(yīng)的最小力，分別對應(yīng)著屈服強(qiáng)度、上屈服強(qiáng)度、下屈服強(qiáng)度。24標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工程上常用的屈服標(biāo)準(zhǔn)有三種：1、比例極限應(yīng)力-應(yīng)變曲線上符合線性關(guān)系的最高應(yīng)力，國際上常采用p表示，超過p時(shí)即認(rèn)為材料開始屈服。2、彈性極限試樣加載后再卸載，以不出現(xiàn)殘留的永久變形為標(biāo)準(zhǔn)，材料能夠完全彈性恢復(fù)的最高應(yīng)力。國際上通常以ReL表示。應(yīng)力超過ReL時(shí)即認(rèn)為材料開始屈服。3、屈服強(qiáng)度 以規(guī)定發(fā)生一定的

11、殘留變形為標(biāo)準(zhǔn)，如通常以0.2%殘留變形的應(yīng)力作為屈服強(qiáng)度，符號為Rp0.2。5影響因素影響屈服強(qiáng)度的內(nèi)在因素有：結(jié)合鍵、組織、結(jié)構(gòu)、原子本性。如將金屬的屈服強(qiáng)度與陶瓷、高分子材料比較可看出結(jié)合鍵的影響是根本性的。從組織結(jié)構(gòu)的影響來看，可以有四種強(qiáng)化機(jī)制影響金屬材料的屈服強(qiáng)度，這就是：(1)固溶強(qiáng)化；(2)形變強(qiáng)化；(3)沉淀強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化；(4)晶界和亞晶強(qiáng)化。沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化是工業(yè)合金中提高材料屈服強(qiáng)度的最常用的手段。在這幾種強(qiáng)化機(jī)制中，前三種機(jī)制在提高材料強(qiáng)度的同時(shí)，也降低了塑性，只有細(xì)化晶粒和亞晶，既能提高強(qiáng)度又能增加塑性。影響屈服強(qiáng)度的外在因素有：溫度、應(yīng)變速率、應(yīng)力狀態(tài)。隨著溫度

12、的降低與應(yīng)變速率的增高,材料的屈服強(qiáng)度升高，尤其是體心立方金屬對溫度和應(yīng)變速率特別敏感，這導(dǎo)致了鋼的低溫脆化。應(yīng)力狀態(tài)的影響也很重要。雖然屈服強(qiáng)度是反映材料的內(nèi)在性能的一個(gè)本質(zhì)指標(biāo)，但應(yīng)力狀態(tài)不同，屈服強(qiáng)度值也不同。我們通常所說的材料的屈服強(qiáng)度一般是指在單向拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度。6工程意義傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，對塑性材料，以屈服強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定許用應(yīng)力=ys/n，安全系數(shù)n因場合不同可從1.1到2或更大，對脆性材料，以抗拉強(qiáng)度為標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定許用應(yīng)力=b/n，安全系數(shù)n一般取6。需要注意的是，按照傳統(tǒng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)方法，必然會(huì)導(dǎo)致片面追求材料的高屈服強(qiáng)度，但是隨著材料屈服強(qiáng)度的提高，材料的抗脆斷強(qiáng)度在降低，

13、材料的脆斷危險(xiǎn)性增加了。屈服強(qiáng)度不僅有直接的使用意義，在工程上也是材料的某些力學(xué)行為和工藝性能的大致度量。例如材料屈服強(qiáng)度增高，對應(yīng)力腐蝕和氫脆就敏感；材料屈服強(qiáng)度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服強(qiáng)度是材料性能中不可缺少的重要指標(biāo)。三、斷裂伸長率斷裂伸長率斷裂伸長率 elongation at break 試樣在拉斷時(shí)的位移值與原長的比值。以百分比表示（%） 斷裂伸長率 的計(jì)算方法原長L。,橫截面積A,在軸向拉力N作用下,變形后的斷裂長度為L，于是斷裂伸長L=L-L。 應(yīng)變?yōu)?L/L 橫截面上的正應(yīng)力=P/A 將（1）、（2）帶入虎克定律得：P/A=E*L/L 得: L=PL/

14、EA 式中:E是材料的彈性模量斷裂伸長率=L/L。*100%編織袋生產(chǎn)過程中所涉及的斷裂伸長率斷裂伸長率,是指扁絲拉伸時(shí)有效標(biāo)線部分(兩夾具間)拉斷時(shí)長度增加量與初始有效標(biāo)線部分(兩夾具間)長度的百分比,斷裂伸長率是衡量扁絲韌性(彈性)指標(biāo)。具有較大的斷裂伸長率，表征扁絲抗沖擊時(shí)有一定的單性伸長,不會(huì)立即脆斷。國標(biāo)中要求斷裂伸長率為15-30%.斷裂伸長率與拉伸率的區(qū)別 材料的拉伸過程一般是想經(jīng)過彈性變形階段，達(dá)到屈服點(diǎn)之后發(fā)生塑性變形，達(dá)到斷裂點(diǎn)后發(fā)生斷裂。所以，一般所說的斷裂伸長率是指整個(gè)過程的伸長率，而拉伸率一般說的是發(fā)生塑性變形的那個(gè)階段所產(chǎn)生的伸長率。 四、硬度本詞條涉及醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)

15、專業(yè)知識(shí)，認(rèn)證工作正在進(jìn)行中，當(dāng)前內(nèi)容僅供參考。誠邀更多本領(lǐng)域?qū)＜規(guī)椭覀児餐晟圃~條，為網(wǎng)民提供更多權(quán)威可信的知識(shí)。（現(xiàn)在加入） 材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對外界物體入侵的局部抵抗能力，是比較各種材料軟硬的指標(biāo)。由于規(guī)定了不同的測試方法，所以有不同的硬度標(biāo)準(zhǔn)。各種硬度標(biāo)準(zhǔn)的力學(xué)含義不同，相互不能直接換算，但可通過試驗(yàn)加以對比。早在1822年，F(xiàn)riedrich mohs提出用10種礦物來衡量世界上最硬的和最軟的物體，這是所謂的摩氏硬度計(jì)。硬度試驗(yàn)是機(jī)械性能試驗(yàn)中最簡單易行的一種試驗(yàn)方法。為了能用硬度試驗(yàn)代替某些機(jī)械性能試驗(yàn)，生產(chǎn)上需要一個(gè)比較準(zhǔn)確的硬度和強(qiáng)度的換算關(guān)系。1

16、基本概念硬度分為：劃痕硬度。主要用于比較不同礦物的軟硬程度，方法是選一根一端硬一端軟的棒，將被測材料沿棒劃過，根據(jù)出現(xiàn)劃痕的位置確定被測材料的軟硬。定性地說，硬物體劃出的劃痕長，軟物體劃出的劃痕短。壓入硬度。主要用于金屬材料，方法是用一定的載荷將規(guī)定的壓頭壓入被測材料，以材料表面局部塑性變形的大小比較被測材料的軟硬。由于壓頭、載荷以及載荷持續(xù)時(shí)間的不同，壓入硬度有多種，主要是布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度和顯微硬度等幾種?；靥捕?。主要用于金屬材料，方法是使一特制的小錘從一定高度自由下落沖擊被測材料的試樣，并以試樣在沖擊過程中儲(chǔ)存（繼而釋放）應(yīng)變能的多少（通過小錘的回跳高度測定）確定材料的硬度。

17、早在1822年，F(xiàn)riedrich Mohs提出摩氏硬度計(jì)。按照他們的軟硬程度分為十級：1）滑石2）石膏3）方解石4）螢石5）磷灰石6）正長石7）石英8）黃玉9）剛玉10）金剛石簡單記憶方法：滑 石 方、螢 磷 長、石英 黃玉 剛 金剛。各級之間硬度的差異不是均等的，等級之間只表示硬度的相對大小。試驗(yàn)鋼鐵硬度的最普通方法是用銼刀在工件邊緣上銼擦，由其表面所呈現(xiàn)的擦痕深淺以判定其硬度的高低。這種方法稱為銼試法，這種方法不太科學(xué)。用硬度試驗(yàn)機(jī)來試驗(yàn)比較準(zhǔn)確，是現(xiàn)代試驗(yàn)硬度常用的方法。常用的硬度測定方法有布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等測試方法。硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)，它既可理

18、解為是材料抵抗彈性變形、塑性變形或破壞的能力，也可表述為材料抵抗殘余變形和反破壞的能力。硬度不是一個(gè)簡單的物理概念，而是材料彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的綜合指標(biāo)。硬度試驗(yàn)根據(jù)其測試方法的不同可分為靜壓法（如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等）、劃痕法（如莫氏硬度）、回跳法（如肖氏硬度）及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。布氏硬度以HBN(kgf/mm2)表示（HBSHBW）（參照GB/T2311984），生產(chǎn)中常用布氏硬度法測定經(jīng)退火、正火和調(diào)質(zhì)的鋼件，以及鑄鐵、有色金屬、低合金結(jié)構(gòu)鋼等毛胚或半成品的硬度。洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD四種，它們的測量范圍和應(yīng)用范圍也不同。一般生產(chǎn)

19、中HRC用得最多。壓痕較小，可測較薄的材料和硬的材料和成品件的硬度。維氏硬度以HV表示（參照GB/T4340-1999），測量極薄試樣。2硬度分類洛氏硬度洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，三種壓頭，它們共有9種組合，對應(yīng)于洛氏硬度的9個(gè)標(biāo)尺。這9個(gè)標(biāo)尺的應(yīng)用涵蓋了幾乎所有常用的金屬材料。最常用標(biāo)尺是HRC、HRB和HRF，其中HRC標(biāo)尺用于測試淬火鋼、回火鋼、調(diào)質(zhì)鋼和部分不銹鋼。這是金屬加工行業(yè)應(yīng)用最多的硬度試驗(yàn)方法。HRB標(biāo)尺用于測試各種退火鋼、正火鋼、軟鋼、部分不銹鋼及較硬的銅合金。HRF標(biāo)尺用于測試純銅、較軟的銅合金和硬鋁合金。HRA標(biāo)尺盡管也可用于大多數(shù)黑色金屬，但是實(shí)際應(yīng)用上一般只限于測試

20、硬質(zhì)合金和薄硬鋼帶材料。表面洛氏硬度試驗(yàn)采用三種試驗(yàn)力，兩種壓頭，它們有6種組合，對應(yīng)于表面洛氏硬度的6個(gè)標(biāo)尺。表面洛氏硬度試驗(yàn)是對洛氏硬度試驗(yàn)的一種補(bǔ)充，在采用洛氏硬度試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)遇到材料較薄，試樣較小，表面硬化層較淺或測試表面鍍覆層時(shí)，就應(yīng)改用表面洛氏硬度試驗(yàn)。這時(shí)采用與洛氏硬度試驗(yàn)相同的壓頭，采用只有洛氏硬度試驗(yàn)幾分之一大小的試驗(yàn)力，就可以在上述試樣上得到有效的硬度試驗(yàn)結(jié)果。表面洛氏硬度的N標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRC、HRA和HRD測試的材料；T標(biāo)尺適用于類似洛氏硬度的HRB、HRF和HRG測試的材料。HRC標(biāo)尺的使用范圍是2070HRC，當(dāng)硬度值小于20HRC時(shí)，因?yàn)閴侯^的圓錐部分壓

21、入太多，靈敏度下降，這時(shí)應(yīng)改用HRB標(biāo)尺。盡管HRC標(biāo)尺被規(guī)定的上限值為70HRC，但是當(dāng)試樣硬度大于67HRC時(shí)，壓頭尖端承受的壓力過大，金剛石容易損壞，壓頭壽命會(huì)大大縮短，因此一般應(yīng)改用HRA標(biāo)尺。HRA標(biāo)尺的使用范圍是20-88HRA，由美國標(biāo)準(zhǔn)ASTM E140可以獲得以下?lián)Q算關(guān)系：27HRA30HRB60HRA100HRB20HRC85.6HRA68HRC可見，HRA標(biāo)尺的測試范圍涵蓋了從軟鋼（HRB）、硬鋼（HRC）到硬質(zhì)合金的硬度范圍。然而，事實(shí)上HRA標(biāo)尺很少用于測試軟鋼，主要用于測試薄硬鋼板、深層滲碳鋼和硬質(zhì)合金。在硬質(zhì)合金方面，由于技術(shù)進(jìn)步，有些材料硬度已達(dá)到93-94HR

22、A，這已超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。工程上超出HRA高端的測量范圍已成為慣例。 HRA標(biāo)尺有一個(gè)特殊用途。在使用洛氏硬度計(jì)測試鋼試樣時(shí)，如果不知試樣是軟鋼還是硬鋼，可先用HRA標(biāo)尺試測一下，當(dāng)硬度值小于60HRA時(shí)可改用HRB標(biāo)尺，當(dāng)硬度值大于60HRA時(shí)可改用HRC標(biāo)尺。HRB標(biāo)尺的使用范圍是20100HRB，當(dāng)硬度值低于20HRB時(shí)，由于鋼球的壓入深度過大，金屬蠕變加劇，試樣在試驗(yàn)力作用下的變形時(shí)間延長，測試值準(zhǔn)確度降低，此時(shí)應(yīng)改用HRF標(biāo)尺。當(dāng)硬度值大于100HRB時(shí)，因?yàn)殇撉驂喝肷疃冗^淺，靈敏度降低，精度下降，此時(shí)應(yīng)改用HRC標(biāo)尺。在使用HRB標(biāo)尺測試鋼試樣時(shí)，一個(gè)特別值得注意的地方是：當(dāng)預(yù)先不知道

23、試樣是軟鋼還是硬鋼時(shí)，決不可使用HRB標(biāo)尺做測試，因?yàn)橛娩撉驂侯^誤測了淬火鋼，鋼球就可能會(huì)變形，鋼球壓頭就會(huì)損壞，這是鋼球壓頭損壞的主要原因。遇到這種情況時(shí)應(yīng)先用金剛石壓頭，用HRA標(biāo)尺測試一下，再?zèng)Q定是用HRB還是用HRC。HRF標(biāo)尺的使用范圍是60100HRF。HRF標(biāo)尺是國外使用較多的一個(gè)標(biāo)尺，它是測試純銅和較軟的銅合金材料很好的檢測手段。但是在我國，也存在標(biāo)準(zhǔn)硬度塊短缺的問題，它的應(yīng)用也受到了限制。HRG標(biāo)尺適用于HRB值接近100的材料，對于鈹青銅、磷青銅、可鍛鑄鐵這些硬度范圍介于HRB標(biāo)尺的高端和HRC標(biāo)尺低端的材料，如果改用HRG標(biāo)尺，就可以大大改善測試的靈敏度，提高測試精度。其

24、他1.HRC含意是洛氏硬度C標(biāo)尺，2.HRC和HB在生產(chǎn)中的應(yīng)用都很廣泛3.HRC適用范圍HRC 2067，相當(dāng)于HB225650若硬度高于此范圍則用洛氏硬度A標(biāo)尺HRA。若硬度低于此范圍則用洛氏硬度B標(biāo)尺HRB。布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。4.洛氏硬度計(jì)C標(biāo)尺之壓頭為頂角120度的金剛石圓錐，試驗(yàn)載荷為一確定值，中國標(biāo)準(zhǔn)是150公斤力。布氏硬度計(jì)之壓頭為淬硬鋼球（HBS)或硬質(zhì)合金球（HBW），試驗(yàn)載荷隨球直徑不同而不同，從3000到31.25公斤力。5.洛氏硬度壓痕很小，測量值有局部性，須測數(shù)點(diǎn)求平均值，適用成品和薄片，歸于無損檢測一類。布氏硬度壓痕較大，測量值準(zhǔn)，不適用成品和

25、薄片，一般不歸于無損檢測一類。6.洛氏硬度的硬度值是一無名數(shù)，沒有單位。（因此習(xí)慣稱洛氏硬度為多少度是不正確的。）布氏硬度的硬度值有單位，且和抗拉強(qiáng)度有一定的近似關(guān)系。7.洛氏硬度直接在表盤上顯示、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量壓痕直徑，然后查表或計(jì)算，操作較繁瑣。8.在一定條件下，HB與HRC可以查表互換。其心算公式可大概記為：1HRC1/10HB。布氏硬度布氏硬度(HB)一般用于材料較軟的時(shí)候，如有色金屬、熱處理之前或退火后的鋼鐵。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度較高的材料，如熱處理后的硬度等等。布氏硬度(HB)是以一定大小的試驗(yàn)載荷，將一定直

26、徑的淬硬鋼球或硬質(zhì)合金球壓入被測金屬表面，保持規(guī)定時(shí)間，然后卸荷，測量被測表面壓痕直徑。布氏硬度值是載荷除以壓痕球形表面積所得的商。一般為：以一定的載荷將一定大小的淬硬鋼球壓入材料表面，保持一段時(shí)間，去載后，負(fù)荷與其壓痕面積之比值，即為布氏硬度值(HB)，單位為公斤力/mm2 (N/mm2)。測試載荷與測試鋼球的直徑需根據(jù)材料的實(shí)際性能再確定。標(biāo)注方法舉例150HBW10/1000/30表示壓頭直徑為10mm的硬質(zhì)合金球，在1000kgf試驗(yàn)力的作用下，保持30s時(shí)測得的布氏硬度值為150維氏硬度維氏硬度試驗(yàn)方法是英國史密斯（R.L.Smith）和塞德蘭德（C.E.Sandland）于1925

27、年提出的。英國的維克斯阿姆斯特朗（Vickers-Armstrong）公司試制了第一臺(tái)以此方法進(jìn)行試驗(yàn)的硬度計(jì)。和布氏、洛氏硬度試驗(yàn)相比，維氏硬度試驗(yàn)測量范圍較寬，從較軟材料到超硬材料，幾乎涵蓋各種材料。維氏硬度的測定原理基本上和布氏硬度相同，也是根據(jù)壓痕單位面積上的載荷來計(jì)算硬度值。所不同的是維氏硬度試驗(yàn)的壓頭是金剛石的正四棱錐體。試驗(yàn)時(shí)，在一定載荷的作用下，試樣表面上壓出一個(gè)四方錐形的壓痕，測量壓痕對角線長度，除以計(jì)算壓痕的表面積，載荷除以表面積的數(shù)值就是試樣的硬度值，用符號HV表示。里氏硬度里氏硬度是以HL表示，里氏硬度測試技術(shù)是由瑞士狄爾馬，里伯博士發(fā)明的，它是用一定質(zhì)量的裝有碳化鎢球

28、頭的沖擊體，在一定力的作用下沖擊試件表面，然后反彈。由于材料硬度不同，撞擊后的反彈速度也不同。在沖擊裝置上安裝有永磁材料，當(dāng)沖擊體上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其外圍線圈便感應(yīng)出與速度成正比的電磁信號，再通過電子線路轉(zhuǎn)換成里氏硬度值。標(biāo)注方法舉例640HV肖氏硬度簡稱HS。表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。測試數(shù)值為1000x撞銷返回速度/撞銷初始速度（即為碰撞前后的速度比乘以1000）巴氏硬度巴柯爾(Barcol)硬度(簡稱巴氏硬度), 最早由美國 Barbe

29、r-Colman公司提出，是近代國際上廣泛采用的一種硬度門類，一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下，壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義每壓入0.0076mm為一個(gè)巴氏硬度單位。巴氏硬度單位表示為HBa。努氏硬度努氏硬度是作為絕對數(shù)值而測得的硬度，主要在加工方面使用該數(shù)值。一般來說，金剛石的努氏硬度為70008000千克/平方毫米韋氏硬度一定形狀的硬鋼壓針，在標(biāo)準(zhǔn)彈簧試驗(yàn)力作用下壓入試樣表面，用壓針的壓入深度確定材料硬度，定義0.01mm的壓入深度為一個(gè)韋氏硬度單位。韋氏硬度單位表示為HW。3硬度測定實(shí)踐證明，金屬材料的各種硬度值之間，硬度值與強(qiáng)度值之間具有近似的相應(yīng)關(guān)系。因

30、為硬度值是由起始塑性變形抗力和繼續(xù)塑性變形抗力決定的，材料的強(qiáng)度越高，塑性變形抗力越高，硬度值也就越高。壓入法（布氏、洛氏、維氏）測量硬度，硬度值表示材料表面抵抗另一物體壓入時(shí)所引起的塑性變形的能力?；靥ǎㄐな?、里氏）測量硬度，硬度值代表金屬彈性變形功能的大小?？虅澐y量硬度，硬度值表示金屬抵抗表面局部破裂的能力。另外,天然水中的鈣鎂含量也用硬度表示.我國規(guī)定的硬度是:1L水中含的鈣鹽,鎂鹽折合成CaO和MgO的總量相當(dāng)于10mgCaO(將MgO也換算成CaO)時(shí),其硬度是1.水的硬度是水質(zhì)的重要指標(biāo),通常分為五類:很軟水軟水 中硬水硬水 很硬水04488161630301.肖氏硬度(HS)

31、=布氏硬度(BHN)/10+122.肖氏硬度(HS)=洛氏硬度(HRC)+153.洛氏硬度(HRC)= 布氏硬度(BHN)/10-3硬度測定范圍:HS100HBW 3 660HRC 2070 ， HRA 2088， HRB 20100HR15N 7094，HR30N 4286，HR45N 2077HR15T 6793，HR30T 2982，HR45T 1072HV40004測試種類1. HRA:(洛氏A)用于量測熱處理硬質(zhì)鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼及其它軟硬材質(zhì)的硬度測試。2. HK:(Knoop 努氏)用于量測較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。3. HRC:(Rockwell C洛

32、氏)用于量測熱處理鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。4. HRB:(Rockwell B洛氏)用于量測較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。5. HR30T:(Rockwell 30T洛氏) 用于量測較軟材質(zhì)的鋼及非鐵材料之硬度。6. HB5:(Brinell 布氏5)用于量測鋁、軟質(zhì)鋁合金、鑄鐵、銅、黃銅等。7. HB30:(Brinell 布氏30)用于熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。8. HV:(Vickers維氏)適用于量測各類材料。9. R:(Tensile module拉伸模數(shù) N/mm2)用于熱處理鋼、退火深冷處理鋼材、沖拉材料鋼、深沖鋼帶料等。10. H

33、R15N:(Rockwell 洛氏HR15N)用于量測熱處理硬質(zhì)鋼材、氮化物、滲碳冶煉物、軸承鋼、工具鋼等。5測量方法洛氏硬度：采用測量壓入深度的方式，硬度值可直接讀出，操作簡單快捷，工作效率高。然而由于金剛石壓頭的生產(chǎn)及測量機(jī)構(gòu)精度不佳。特點(diǎn)：1.測量迅速簡便，效率高；2.試驗(yàn)力小，壓痕小；3.可測定各種材料的硬度；4.可測定較薄工件的硬度；5.可測成品；6.測量精度低，需要多次測量取平均值。維氏硬度：代號：HV簡介：維氏硬度 英文詞條名：Vickers-hardness 表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國科學(xué)家維克斯首先提出。以49.03980.7N（5kg10kg）的負(fù)荷,將相對面夾角為13

34、6的方錐形金剛石壓入器壓材料表面,保持規(guī)定時(shí)間后，用測量壓痕對角線長度，再按公式來計(jì)算硬度的大小。它適用于較大工件和較深表面層的硬度測定。維氏硬度尚有小負(fù)荷維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.96149.03N，它適用于較薄工件、工具表面或鍍層的硬度測定；顯微維氏硬度，試驗(yàn)負(fù)荷1.961N，適用于金屬箔、極薄表面層的硬度測定。HV-適用于顯微鏡分析。維氏硬度(HV) 以120kg以內(nèi)的載荷和頂角為136的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面，用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值，即為維氏硬度值(HV)。維氏硬度計(jì)算公式為： P為載荷，如10kg。 d為壓痕對角線長度(mm)。 HV10維氏硬度計(jì)測量范圍寬廣，可以測量

35、目前工業(yè)上所用到的幾乎全部金屬材料，從很軟的材料（幾個(gè)維氏硬度單位）到很硬的材料（3000個(gè)維氏硬度單位）都可測量。測試樣圖：維氏硬度照片陶瓷拋光樣品壓痕光學(xué)顯微鏡照片(對角線d)布氏硬度：具有較大的壓頭和較大的試驗(yàn)力,得到壓痕較大，因而能測出試樣較大范圍的性能。與抗拉強(qiáng)度有著近似的換算關(guān)系。測量結(jié)果較為準(zhǔn)確。對材料表面破壞較大，不適合測量成品。測量過程復(fù)雜費(fèi)事。適合測量灰鑄鐵、軸承合金和具有粗大晶粒的金屬材料，適用于原料及半成品硬度測量。對于測量精度，維氏大于布氏，布氏大于洛氏。特點(diǎn)：1.試驗(yàn)力大，壓痕打，準(zhǔn)確性高； 2.測量效率低；3.不宜測量太小或太薄的試樣；4.不宜測高硬度材料；5.不

36、宜測成品。顯微硬度：壓痕極小，可以歸為無損檢測一類；適用于測量諸如鐘表較微小的零件，及表面滲碳、氮化等表面硬化層的硬度。除了正四棱錐金剛石壓頭之外，還有三角形角錐體、雙錐形、船底形、雙柱形壓頭，適用于測量特殊材料和形狀的硬度。努氏硬度：努氏硬度測量精度比維氏硬度還要高，而且同樣試驗(yàn)力下，比維氏硬度壓入深度較淺，適合測量薄層硬度。再加上努氏壓頭作用下壓痕周圍脆裂傾向性小，適合測量高硬度金屬陶瓷材料，人造寶石及玻璃、礦石等脆性材料。肖氏硬度：肖氏硬度 - Shore scleroscope hardness .操作簡單，測量迅速，試驗(yàn)力小，基本不損壞工件，適合現(xiàn)場測量大型工件，廣泛應(yīng)用于軋輥及機(jī)床

37、、大齒輪、螺旋槳等大型工件。肖氏硬度是軋輥重要指標(biāo)之一。簡稱HS。表示材料硬度的一種標(biāo)準(zhǔn)。由英國人肖爾(Albert F.Shore)首先提出。應(yīng)用彈性回跳法將撞銷從一定高度落到所試材料的表面上而發(fā)生回跳。撞銷是一只具有尖端的小錐，尖端上常鑲有金剛鉆。用測得的撞銷回跳的高度來表示硬度。肖氏硬度試驗(yàn)是一種動(dòng)態(tài)力試驗(yàn)，與布、洛、維等靜態(tài)力試驗(yàn)法相比，準(zhǔn)確度稍差，受測試時(shí)的垂直性，試樣表面光潔度等因素的影響，數(shù)據(jù)分散性較大，其測試結(jié)果的比較只限于彈性模量相同的材料。它對試樣的厚度和重量都有一定要求，不適于較薄和較小試樣，但是它是一種輕便的手提式儀器，便于現(xiàn)場測試，其結(jié)構(gòu)簡單，便于操作，測試效率高。肖

38、氏硬度計(jì)適用于測定黑色金屬和有色金屬的肖氏硬度值。肖氏硬度計(jì)便于攜帶，特別適用于冶金、重型機(jī)械行業(yè)中的中大型工件，例如大型構(gòu)件、鑄件、鍛件、曲軸、軋輥、特大型齒輪、機(jī)床導(dǎo)軌等工件。在橡膠、塑料行業(yè)中常稱作邵氏硬度。五、模量材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比。modulus（復(fù)數(shù)形式為modulis）材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比。相應(yīng)于不同的受力狀態(tài)，有不同的稱謂。例如，拉伸模量（E）；剪切模量（G）；體積模量（K）；縱向壓縮量（L）等。該詞由拉丁語“小量度”演化而來。原來專指材料在彈性極限內(nèi)的一個(gè)力學(xué)參數(shù)。故在不加任何定冠詞時(shí)往往就認(rèn)為指彈性模量，即應(yīng)力與應(yīng)變之比是一常數(shù)。該值的大小是表示此材料

39、在外力作用下抵抗彈性變形的能力。2彈性模量拼音:tanxingmoliang英文名稱：modulus elasticity定義：材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系（即符合胡克定律），其比例系數(shù)稱為彈性模量。單位：力/長度2，在國際單位制中單位是Pa。意義：彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，相當(dāng)于普通彈簧中的剛度。彈性模量是彈性材料的一種最重要、最具特征的力學(xué)性質(zhì)。是物體彈性

40、變形難易程度的表征。用E表示。定義為理想材料有小形變時(shí)應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。E以單位面積上承受的力表示，單位為牛/米2。模量的性質(zhì)依賴于形變的性質(zhì)。剪切形變時(shí)的模量稱為剪切模量，用G表示；壓縮形變時(shí)的模量稱為壓縮模量，用K表示。模量的倒數(shù)稱為柔量，用J表示。拉伸試驗(yàn)中得到的屈服極限b和強(qiáng)度極限S，反映了材料對力的作用的承受能力，而延伸率或截面收縮率，反映了材料縮性變形的能力，為了表示材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的難易程度，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，材料彈性模量E的意義通常是以零件的剛度體現(xiàn)出來的，這是因?yàn)橐坏┝慵磻?yīng)力設(shè)計(jì)定型，在彈性變形范圍內(nèi)的服役過程中，是以其所受負(fù)荷而產(chǎn)生的變形量來判斷其剛度的。一般

41、按引起單位應(yīng)變的負(fù)荷為該零件的剛度，例如，在拉壓構(gòu)件中其剛度為：式中A0為零件的橫截面積。由上式可見，要想提高零件的剛度EA0,亦即要減少零件的彈性變形，可選用高彈性模量的材料和適當(dāng)加大承載的橫截面積，剛度的重要性在于它決定了零件服役時(shí)穩(wěn)定性，對細(xì)長桿件和薄壁構(gòu)件尤為重要。因此，構(gòu)件的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算來說，彈性模量E是經(jīng)常要用到的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從虎克定律，即變形與受力成正比。拉伸彈性模量E，也叫楊氏模量。彈性模量在比例極限內(nèi)，材料所受應(yīng)力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)變之比，用牛/米2表示。3動(dòng)態(tài)模量由于應(yīng)力導(dǎo)前應(yīng)變一個(gè)相位角，使得應(yīng)變分

42、成了兩個(gè)部分，第一部分為彈性貢獻(xiàn)，與應(yīng)變成線性關(guān)系，第二部分為粘性貢獻(xiàn)，與應(yīng)變速率成線性關(guān)系。即彈性響應(yīng)與粘性響應(yīng)分別造成各自的應(yīng)力，其線性加和就是材料的總應(yīng)力。公式：E(t)=|(t)|/|(t)|=/(1)式中:E(t)為動(dòng)態(tài)模量;(t)、(t)為應(yīng)力和應(yīng)變時(shí)間函數(shù);、分別為應(yīng)力和應(yīng)變的振幅。由于相位差的存在，動(dòng)態(tài)模量是一個(gè)復(fù)數(shù)，G=G+iG，G是彈性響應(yīng)的系數(shù)，稱為儲(chǔ)能模量；G/為黏性響應(yīng)的系數(shù)，故稱為損耗模量。G和G合稱動(dòng)態(tài)模量4正切模量tangentmodulus在靜態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線上每點(diǎn)的斜率，稱為正切模量。通常塑性材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線是非線性的，一般來說某點(diǎn)的正切模量是由該點(diǎn)附近應(yīng)

43、力變化量與應(yīng)變變化量之比進(jìn)行計(jì)算。塑性材料不同于金屬材性，它具有黏彈性，這就導(dǎo)致力與形變關(guān)系不是線性關(guān)系。工程上希望知道其相關(guān)模量，從而提出正切模量。該模量只能看作是非彈性極限范圍內(nèi)的宏觀的模量的一種表述，為設(shè)計(jì)提供一種參考。六、楊氏模量楊氏模量(Youngs modulus)是描述固體材料抵抗形變能力的物理量。一條長度為L、截面積為S的金屬絲在力F作用下伸長L。F/S叫應(yīng)力，其物理意義是金屬絲單位截面積所受到的力；L/L叫應(yīng)變，其物理意義是金屬絲單位長度所對應(yīng)的伸長量。應(yīng)力與應(yīng)變的比叫彈性模量：即。L是微小變化量。1概述楊氏模量，它是沿縱向的彈性模量，也是材料力學(xué)中的名詞。1807年因英國醫(yī)

44、生兼物理學(xué)家托馬斯楊(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的結(jié)果而命名。根據(jù)胡克定律，在物體的彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，比值被稱為材料的楊氏模量，它是表征材料性質(zhì)的一個(gè)物理量，僅取決于材料本身的物理性質(zhì)。楊氏模量的大小標(biāo)志了材料的剛性，楊氏模量越大，越不容易發(fā)生形變。楊氏彈性模量是選定機(jī)械零件材料的依據(jù)之一，是工程技術(shù)設(shè)計(jì)中常用的參數(shù)。楊氏模量的測定對研究金屬材料、光纖材料、半導(dǎo)體、納米材料、聚合物、陶瓷、橡膠等各種材料的力學(xué)性質(zhì)有著重要意義，還可用于機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、生物力學(xué)、地質(zhì)等領(lǐng)域。測量楊氏模量的方法一般有拉伸法、梁彎曲法、振動(dòng)法、內(nèi)耗法等，還出現(xiàn)了利用光纖位移傳

45、感器、莫爾條紋、電渦流傳感器和波動(dòng)傳遞技術(shù)（微波或超聲波）等實(shí)驗(yàn)技術(shù)和方法測量楊氏模量。2簡介英文名稱：modulus of elasticity定義：材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系（即符合胡克定律），其比例系數(shù)稱為彈性模量。單位：牛頓每平方毫米（楊氏模量的量綱同壓強(qiáng)，在SI單位制中，壓強(qiáng)的單位為Pa也就是帕斯卡。但是通常在工程的使用中，因各材料楊氏模量的量值都十分的大，所以常以百萬帕斯卡-MPa或十億帕斯卡-GPa作為其單位：1牛頓每平方毫米為1MPa，1千牛頓每平方毫米為1Gpa）。意義：彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力

46、也越大，即材料剛度越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小說明：又稱楊氏模量。彈性材料的一種最重要、最具特征的力學(xué)性質(zhì)。是物體彈性變形難易程度的表征。用E表示。定義為理想材料有小形變時(shí)應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比。E以單位面積上承受的力表示，單位為N/m2。模量的性質(zhì)依賴于形變的性質(zhì)。剪切形變時(shí)的模量稱為剪切模量，用G表示；壓縮形變時(shí)的模量稱為壓縮模量，用K表示。模量的倒數(shù)稱為柔量，用J表示。拉伸試驗(yàn)中得到的屈服極限S和強(qiáng)度極限b，反映了材料對力的作用的承受能力，而延伸率或截面收縮率，反映了材料塑型變形的能力，為了表示材料在彈性范圍內(nèi)抵抗變形的難易程度，在實(shí)際工程結(jié)構(gòu)中，材料彈性模量E的意義通常是

47、以零件的剛度體現(xiàn)出來的，這是因?yàn)橐坏┝慵磻?yīng)力設(shè)計(jì)定型，在彈性變形范圍內(nèi)的服役過程中，是以其所受負(fù)荷而產(chǎn)生的變形量來判斷其剛度的。一般按引起單位應(yīng)變的負(fù)荷為該零件的剛度，例如，在拉壓構(gòu)件中其剛度為：EA0式中A0為零件的橫截面積。由上式可見，要想提高零件的剛度EA0，亦即要減少零件的彈性變形，可選用高彈性模量的材料和適當(dāng)加大承載的橫截面積，剛度的重要性在于它決定了零件服役時(shí)穩(wěn)定性，對細(xì)長桿件和薄壁構(gòu)件尤為重要。因此，構(gòu)件的理論分析和設(shè)計(jì)計(jì)算來說，彈性模量E是經(jīng)常要用到的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。在彈性范圍內(nèi)大多數(shù)材料服從胡克定律，即變形與受力成正比?？v向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例常數(shù)就是材料的彈性模量E

48、，也叫楊氏模量。彈性模量在比例極限內(nèi)，材料所受應(yīng)力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產(chǎn)生的相應(yīng)應(yīng)變之比，用N/m2表示。彈性模量：材料的抗彈性變形的一個(gè)量，材料剛度的一個(gè)指標(biāo)。它只與材料的化學(xué)成分有關(guān)，與其組織變化無關(guān)，與熱處理狀態(tài)無關(guān)。各種鋼的彈性模量差別很小，金屬合金化對其彈性模量影響也很小。3特性根據(jù)不同的受力情況，分別有相應(yīng)的拉伸彈性模量(楊氏模量)、剪切彈性模量(剛性模量)、體積彈性模量等。它是一個(gè)材料常數(shù)，表征材料抵抗彈性變形的能力，其數(shù)值大小反映該材料彈性變形的難易程度。對一般材料而言，該值比較穩(wěn)定，但就高聚物而言則對溫度和加載速率等條件的依賴性較明顯。對于有些材料在彈性范

49、圍內(nèi)應(yīng)力-應(yīng)變曲線不符合直線關(guān)系的，則可根據(jù)需要可以取切線彈性模量、割線彈性模量等人為定義的辦法來代替它的彈性模量值。4范性形變固體在外力作用下將發(fā)生形變，如果外力撤去后相應(yīng)的形變消失，這種形變稱為彈性形變。如果外力撤去后仍有殘余形變，這種形變稱為范性形變。應(yīng)力Tensile stress（）單位面積上所受到的力（F/A，其中A=cross-sectional area=S 面積 ）。楊氏模量實(shí)驗(yàn)原理應(yīng)變Tensile strain （ ）：是指在外力作用下的相對形變（相對伸長e/L，其中e=extension=L）它反映了物體形變的大小。胡克定律：在物體的彈性限度內(nèi)，應(yīng)力與應(yīng)變成正比，其比例

50、系數(shù)稱為楊氏模量（記為E）。用公式表達(dá)為：E=(FL)/(AL)E在數(shù)值上等于產(chǎn)生單位應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力。它的單位是與應(yīng)力的單位相同。楊氏彈性模量是材料的屬性，與外力及物體的形狀無關(guān)，取決于材料的組成。舉例來說，大部分金屬在合金成分不同、熱處理在加工過程中的應(yīng)用，其楊氏模量值會(huì)有5%或者更大的波動(dòng)。楊氏模數(shù)(Youngs modulus )是材料力學(xué)中的名詞，彈性材料承受正向應(yīng)力時(shí)會(huì)產(chǎn)生正向應(yīng)變，定義為正向應(yīng)力與正向應(yīng)變的比值。公式記為E = / 其中，E 表示楊氏模數(shù)， 表示正向應(yīng)力， 表示正向應(yīng)變。楊氏模量大，說明在壓縮或拉伸材料時(shí)，材料的形變小。5單位楊氏模量的因次同壓強(qiáng)，在SI單位制中，壓強(qiáng)

51、的單位為Pa也就是帕斯卡。但是通常在工程的使用中，因各材料楊氏模量的量值都十分的大，所以常以百萬帕斯卡（MPa）或十億帕斯卡（GPa）作為其單位。6測試方法楊氏模量測試方法一般有靜態(tài)法和動(dòng)態(tài)法。動(dòng)態(tài)法有脈沖激振法、聲頻共振法、聲速法等。脈沖激振法：通過合適的外力給定試樣脈沖激振信號，當(dāng)激振信號中的某一頻率與試樣的固有頻率相一致時(shí)，產(chǎn)生共振，此時(shí)振幅最大，延時(shí)最長，這個(gè)波通過測試探針或測量話筒的傳遞轉(zhuǎn)換成電訊號送入儀器，測出試樣的固有頻率，由公式 計(jì)算得出楊氏模量E。特點(diǎn)：國際通用的一種常溫測試方法； 信號激發(fā)、接收結(jié)構(gòu)簡單，測試測試準(zhǔn)確；準(zhǔn)確、直觀。聲頻共振法：指有聲頻發(fā)生器發(fā)送聲頻電信號，由

52、換能器轉(zhuǎn)換為振動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)試樣，再由換能器接收并轉(zhuǎn)換為電信號，分析此信號與發(fā)生器信號在示波器上形成的圖形，得出試樣的固有頻率f，由公式E=C1wf得出試樣的楊氏模量。特點(diǎn)： - 聲頻發(fā)生器、放大器等組成激發(fā)器；- 換能器接收信號，示波器顯示信號；-李薩如圖形判斷試樣固有頻率。缺點(diǎn)：- 激發(fā)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必要時(shí)激發(fā)器需要與試樣表面耦合，操作不方便；- 示波器數(shù)據(jù)處理及顯示單一；- 可能存在多個(gè)李薩如圖形，易誤判；- 該方法不方便用于高溫測試。聲速法：由信號發(fā)生器給出超聲信號，測試信號在試樣中的傳播時(shí)間，得出該信號在試樣中的傳播速度，由公式E=2計(jì)算得試樣楊氏模量。特點(diǎn)：-超聲波發(fā)生器及換能器組成激發(fā)

53、系統(tǒng)；- 換能器轉(zhuǎn)換信號；- 測試超聲波在試樣兩平行面的傳播時(shí)間差，計(jì)算聲速。缺點(diǎn)：- 激發(fā)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，必要時(shí)激發(fā)器需要與試樣表面耦合，操作不方便；- 時(shí)間差的信號處理點(diǎn)容易引入誤差，只能得出近似楊氏模量；- 該方法不方便用于高溫測試。靜態(tài)法靜態(tài)法是指在試樣上施加一恒定的彎曲應(yīng)力，測定其彈性彎曲撓度，或是在試樣上施加一恒定的拉伸（或壓縮）應(yīng)力，測定其彈性變形量；或根據(jù)應(yīng)力和應(yīng)變計(jì)算彈性模量。特點(diǎn)：- 國內(nèi)采用的方法，國內(nèi)外耐火行業(yè)目前還沒制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)；- 獲得材料的真實(shí)變形量 應(yīng)力-應(yīng)變曲線。缺點(diǎn)：試樣用量大；準(zhǔn)確度低；不能重復(fù)測定。七、沖擊強(qiáng)度金屬材料、機(jī)械零件和構(gòu)件抗沖擊破壞的能力。在很短時(shí)間內(nèi)以較高速度作用于零件上的載荷，稱沖擊載荷。由沖擊載荷作用而產(chǎn)生的應(yīng)力稱沖擊應(yīng)力。由于沖擊時(shí)間極短，加上物體接觸變形等因素影響，