工程材料學(xué)-材料的力學(xué)性能

工程材料學(xué)南京航空航天大學(xué)梁文萍材料的靜載力學(xué)性能

拉伸試驗(yàn)

硬度材料的動(dòng)載載力學(xué)性能

沖擊試驗(yàn)

疲勞試驗(yàn)斷裂韌性第一章材料的力學(xué)性能學(xué)習(xí)目的和要求理解材料常用力學(xué)性能指標(biāo)的物理意義。了解強(qiáng)度、塑性、硬度及沖擊韌性指標(biāo)的測(cè)試方法以及使用這些指標(biāo)時(shí)應(yīng)注意的局限性，重點(diǎn)掌握布氏硬度和洛氏硬度的優(yōu)缺點(diǎn)、相互關(guān)系以及應(yīng)用場(chǎng)合。材料的性能：材料在外界因素作用下所表現(xiàn)

出來(lái)的行為。力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能工藝性能§1－1材料的力學(xué)性能1.1.1概念與定義材料的力學(xué)性能：

材料在一定環(huán)境因素下承受外加載荷所表現(xiàn)出來(lái)的行為，通常表現(xiàn)為變形（幾何形狀和尺寸的變化）與斷裂。1.1.1概念與定義材料的力學(xué)性能：

1.1.1概念與定義材料用于結(jié)構(gòu)零件時(shí)，其力學(xué)性能是工程設(shè)計(jì)的基本依據(jù)；以其它性能如物理、化學(xué)性能作為主要使用要求時(shí)，其力學(xué)性能同樣也是設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)。不同的工作條件和環(huán)境下，對(duì)力學(xué)性能的要求與側(cè)重各有不同。1.1.2材料力學(xué)性能指標(biāo)§1－2材料的靜載力學(xué)性能靜載荷：

是指大小不變或變化過(guò)程緩慢的載荷。材料的靜載力學(xué)性能指標(biāo)：

主要有強(qiáng)度、塑性、硬度等。1.2.1拉伸試驗(yàn)1.2.1拉伸試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣GB/T228-2002拉伸曲線線應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線線應(yīng)力σ＝F/S0應(yīng)變?chǔ)牛溅/l01.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)1.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)試樣在拉拉伸時(shí)a）試樣b）伸長(zhǎng)c）產(chǎn)生縮頸d）斷裂拉伸曲線線分成彈性變形形、屈服、均勻塑性性變形和局部塑性性變形等四個(gè)階階段。1.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)45號(hào)鋼鋼的外力力-伸長(zhǎng)長(zhǎng)曲線1.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)1．彈性性變形階階段（曲曲線ob段）在這個(gè)階階段中試試樣的變變形是彈彈性的。。如果在在試驗(yàn)過(guò)過(guò)程中卸卸除拉力力F，則試樣樣的伸長(zhǎng)長(zhǎng)便消失失，試樣樣標(biāo)距恢恢復(fù)到原原長(zhǎng)L0，不產(chǎn)生生殘余伸伸長(zhǎng)。超超過(guò)b點(diǎn)它就會(huì)會(huì)產(chǎn)生塑塑性變形形。b點(diǎn)所對(duì)應(yīng)應(yīng)的外力力為試樣樣產(chǎn)生彈性變形形的極限限外力，以Fe表示。1.2.1拉伸試試驗(yàn)1．彈性變變形階段（（曲線ob段）在彈性變形形階段內(nèi)的的oa段，試樣的的伸長(zhǎng)與外外力成正比比例直線關(guān)關(guān)系，即每每增加一定定外力，就就對(duì)應(yīng)一定定的伸長(zhǎng)量量，因此，，oa段也稱為線線彈性變形形階段。一一旦外力超超過(guò)曲線上上的a點(diǎn)時(shí)，正比比例關(guān)系就就破壞了。。而該點(diǎn)對(duì)對(duì)應(yīng)的外力力Fp稱為比例變形的的極限外力力。ab段為彈性變變形的非線線性階段，，此階段很很短，一般般不容易觀觀察到。2．屈服階階段（曲線線cd段）1.2.1拉伸試試驗(yàn)當(dāng)拉力超過(guò)過(guò)Fe后繼續(xù)增加加，達(dá)到Fs（即曲線上上c點(diǎn)）時(shí)，試試樣的伸長(zhǎng)長(zhǎng)突然增加加。在拉伸伸曲線上表表現(xiàn)為一橫橫平線段cd。它說(shuō)明此此時(shí)拉力雖雖然沒(méi)有增增加，但試試樣好象屈屈服于外力力而自行伸伸長(zhǎng)，這種種現(xiàn)象稱為為屈服現(xiàn)象象。cd段稱為屈服階段，它所對(duì)應(yīng)應(yīng)的外力稱稱為屈服力力，以Fs表示。2．屈服階階段（曲線線cd段）1.2.1拉伸試試驗(yàn)其實(shí)實(shí)，，試試樣樣在在超超過(guò)過(guò)彈彈性性極極限限的的外外力力作作用用下下，，即即在在bc段．．就就已已開(kāi)開(kāi)始始產(chǎn)產(chǎn)生生塑塑性性變變形形。。不不過(guò)過(guò)，，此此時(shí)時(shí)所所產(chǎn)產(chǎn)生生的的塑塑性性變變形形量量甚甚微微，，不不易易覺(jué)覺(jué)察察罷罷了了。。而而當(dāng)當(dāng)達(dá)達(dá)到到屈屈服服階階段段時(shí)時(shí)，，則則塑塑性性變變形形突突然然增增加加。。因因此此，，可可以以把把這這種種拉力力不不增增加加而而變變形形仍仍能能繼繼續(xù)續(xù)增增加加的的現(xiàn)現(xiàn)象象，表表觀觀上上看看作作是是金金屬屬?gòu)膹膹棌椥孕宰冏冃涡坞A階段段到到塑塑性性變變形形階階段段的的——個(gè)個(gè)明明顯顯標(biāo)標(biāo)志志。。3．．均均勻勻塑塑形形變變形形階階段段（（曲曲線線de段））1.2.1拉拉伸伸試試驗(yàn)驗(yàn)試樣樣在在屈屈服服力力Fs作用用下下，，屈屈服服變變形形直直至至d點(diǎn)，，至至此此，，屈屈服服階階段段已已告告結(jié)結(jié)束束。。此此后后必必須須進(jìn)進(jìn)一一步步增增加加拉拉力力才才能能使使試試樣樣進(jìn)進(jìn)一一步步伸伸長(zhǎng)長(zhǎng)。。在在de這一一階階段段中中，，金金屬屬變變形形具具有有另另一一種種特特點(diǎn)點(diǎn)．．即即隨著著變變形形量量的的增增加加金金屬屬不不斷斷強(qiáng)強(qiáng)化化，這種種現(xiàn)象象稱為為加工硬硬化（或變變形強(qiáng)強(qiáng)化））。表表現(xiàn)在在拉伸伸曲線線上就就是de段不斷斷上升升。3．均均勻塑塑形變變形階階段（（曲線線de段）1.2.1拉拉伸試試驗(yàn)在此階階段中中，試試樣的的一部部分產(chǎn)產(chǎn)生塑塑性變變形，，雖然然這一一部分分截面面減小小，使使此處處承受受負(fù)荷荷能力力下降降。但但由于于變形形強(qiáng)化化的作作用而而阻止止塑性性變形形在此此處繼繼續(xù)發(fā)發(fā)展，，使變變形推推移到到試樣樣的其其它部部位。。這樣樣、變變形和和強(qiáng)化化交替替進(jìn)行行，就就使試試樣各各部位位產(chǎn)生生了宏宏觀上上均勻勻的塑塑性變變形。。曲線線上的的d點(diǎn)是屈屈服階階段結(jié)結(jié)束點(diǎn)點(diǎn)也是是加工硬硬化開(kāi)開(kāi)始點(diǎn)點(diǎn)。4．局局部塑塑形變變形階階段（（曲線線ef段）1.2.1拉拉伸試試驗(yàn)在de里，隨隨著變變形量量的增增加，，變形形強(qiáng)化化能力力逐漸漸減小小，終終于發(fā)發(fā)生變變形強(qiáng)強(qiáng)化跟跟不上上變形形的發(fā)發(fā)展，，從而而塑性性變形形集中中在試試樣的的某一一部位位進(jìn)行行，致致使該該處截截面不不斷減減小，，而形形成““縮頸”現(xiàn)象象。這這樣，，試樣樣從產(chǎn)產(chǎn)生縮縮頸開(kāi)開(kāi)始就就結(jié)束束了均均勻塑塑性變變形階階段而而進(jìn)入入局部部塑性性變形形階段段，其其分界界處就就是拉拉伸曲曲線上上最高高的e點(diǎn)。4．局局部塑塑形變變形階階段（（曲線線ef段）1.2.1拉拉伸試試驗(yàn)在這一一階段段，變變形將將全部部局限限于試試樣的的縮頸頸處．．使縮縮頸部部位的的橫截截面積積急劇劇減小小。因因此外外力F不斷降降低，，縮頸頸部位位仍繼繼續(xù)伸伸長(zhǎng)，，最后后就在在縮頸頸處產(chǎn)產(chǎn)生斷斷裂。。拉伸伸曲線線上與與e點(diǎn)相對(duì)應(yīng)應(yīng)的外力力Fb．為試樣樣斷裂前所所能承受受的最大大拉力。1.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線線低碳鋼的的應(yīng)力-應(yīng)變曲曲線1.2.1拉拉伸試驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線線將拉伸力力—伸長(zhǎng)長(zhǎng)曲線的的縱、橫橫坐標(biāo)分分別用拉拉伸試樣樣的原始始截面積積S0和原始標(biāo)標(biāo)距長(zhǎng)度度L0去除，則則得到應(yīng)應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線線。因均均系以一一常數(shù)相相除，故故曲線形形狀不變變。這樣樣的曲線線稱為工工程應(yīng)力力-應(yīng)變變曲線。。應(yīng)力σ＝F/S0應(yīng)變?chǔ)牛溅/L01.彈彈性指標(biāo)標(biāo)：彈性變形形:隨完全卸卸載而消消失的變變形。彈性:金屬材料料受外力力作用時(shí)時(shí)產(chǎn)生變變形，當(dāng)當(dāng)外力去去掉后能能恢復(fù)到到原來(lái)形形狀及尺尺寸的性性能。剛性:材料抵抗抗彈性變變形的能能力。比例極限限σp：金屬拉伸伸曲線的的初始階階段，力力與變形形成直線線比例關(guān)關(guān)系，而而這個(gè)階階段的最最大應(yīng)力力稱為比比例極限限。彈性極限限σe：完全卸載載后不出出現(xiàn)任何何明顯殘殘余應(yīng)變變的最大大應(yīng)力,即:1.彈彈性指標(biāo)標(biāo)：彈性模量量E（在工程上上也稱材材料的剛剛度）：應(yīng)力-應(yīng)應(yīng)變曲線線上完全全彈性變變形階段段,應(yīng)力力與應(yīng)變變的比值值,即:E主要取決決于金屬屬的本身身性質(zhì)，，難以通通過(guò)合金金化、熱熱處理和和加工的的辦法使使之改變變。1.彈彈性指標(biāo)標(biāo)：彈性模量量E（在工程上上也稱材材料的剛剛度）：它表示材材料在外外載荷F作用下抵抗彈性性變形的的能力。材料的的彈性模模量主要要取決于于結(jié)合鍵鍵的本性性和原子子間的結(jié)結(jié)合力，，而材料料的成分分和組織織對(duì)它的的影響不不大，所所以說(shuō)它它是一個(gè)個(gè)對(duì)組織不不敏感的的性能指指標(biāo)，這是彈彈性模量量在性能能上的主主要特點(diǎn)點(diǎn)。改變變材料的的成分和和組織會(huì)會(huì)對(duì)材料料的強(qiáng)度度（如屈屈服強(qiáng)度度、抗拉拉強(qiáng)度））有顯著著影響，，但對(duì)材材料的剛剛度影響響不大。。1.彈彈性指標(biāo)標(biāo)：2.強(qiáng)強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)：強(qiáng)度：表征材料料對(duì)變形形和斷裂裂的抗力力的指標(biāo)標(biāo)，單位位為MPa或N/mm2。屈服強(qiáng)度度σs：試樣屈服服時(shí)承受受的最小小應(yīng)力。。表征征材料對(duì)對(duì)明顯塑塑性變形形的抗力力。屈服是是指拉拉伸過(guò)過(guò)程中中，應(yīng)應(yīng)力不不增加加或有有所下下降而而試樣樣能繼繼續(xù)變變形的的狀態(tài)態(tài)。2.強(qiáng)強(qiáng)度度指標(biāo)標(biāo)：條件屈屈服強(qiáng)強(qiáng)度σ0.2：某些材材料在在拉伸伸試驗(yàn)驗(yàn)中沒(méi)沒(méi)有明明顯的的屈服服現(xiàn)象象，規(guī)規(guī)定產(chǎn)產(chǎn)生0.2%的殘余余變形形時(shí)材材料所所承受受的應(yīng)應(yīng)力。。強(qiáng)度極極限（（抗拉拉強(qiáng)度度）σb：試樣能能承受受的最最大應(yīng)應(yīng)力。。表征征材料料對(duì)最最大均均勻變變形的的抗力力。2.強(qiáng)強(qiáng)度度指標(biāo)標(biāo)：比強(qiáng)度度：：材料的的強(qiáng)度度值與與密度度值之之比名稱密度(g/cm3)強(qiáng)度(MPa)比強(qiáng)度純鋁2.780～10030～37純鐵7.87180～28023～36純鈦4.5405～50090～111塑性變變形：：不可恢恢復(fù)的的永久久變形形。塑塑性是是表征征材料料斷裂裂前具具有塑塑性變變形的的能力力。3.塑塑性性指標(biāo)標(biāo)：斷后伸伸長(zhǎng)率率δ（δ5、δ10）：斷后試試樣標(biāo)標(biāo)距伸伸長(zhǎng)量量與原原始標(biāo)標(biāo)距之之比的的百分分率，，即：δ<2~5%屬脆性性材科科δ≈5~10%屬韌性性材料料δ>10%屬塑性性材料料3.塑塑性性指標(biāo)標(biāo)：斷面收收縮率率ψ：斷后試試樣橫橫截面面積的的最大大縮減減量與與原始始橫截截面積積之比比的百百分率率，即即：材料的的塑性性指標(biāo)標(biāo)一般般不直直接用用于機(jī)機(jī)械設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算。。零件遭遭受意意外過(guò)過(guò)載或或沖擊擊時(shí)，，通過(guò)過(guò)塑性性變形形可以以避免免突然然斷裂裂。材料具具有一一定塑塑性可可保證證某些些成型型工藝藝（如如冷沖沖壓、、軋制制、冷冷彎等等）順順利進(jìn)進(jìn)行。。對(duì)于金金屬材材料，，塑性性指標(biāo)標(biāo)還反反映了了其冶冶金質(zhì)質(zhì)量的的好壞壞。3.塑塑性性指標(biāo)標(biāo)：力學(xué)性能性能指標(biāo)說(shuō)明符號(hào)名稱強(qiáng)度σb抗拉強(qiáng)度試樣在拉斷前承受的最大應(yīng)力值σs

屈服強(qiáng)度材料開(kāi)始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時(shí)的應(yīng)力σ0.2條件屈服強(qiáng)度對(duì)于無(wú)明顯屈服的材料，規(guī)定殘余應(yīng)變?yōu)?.2時(shí)所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值塑性δ（δ5、δ10）斷后伸長(zhǎng)率試樣斷后標(biāo)距與原始標(biāo)距之比的百分率，試樣的長(zhǎng)度/直徑比為5、10時(shí)記為δ5、δ10ψ斷面收縮率試樣拉斷處橫截面積減縮量與原始橫截面積的百分比彈性σe彈性極限產(chǎn)生完全彈性變形時(shí)所能承受的最大應(yīng)力σp比例極限產(chǎn)生彈性變形并完全符合虎克定律時(shí)所能承受的最大應(yīng)力剛性E彈性模量完全彈性變形時(shí)應(yīng)力與應(yīng)變的比值，表征材料對(duì)彈性變形的抗力拉伸試試驗(yàn)的的主要要力學(xué)學(xué)性能能指標(biāo)標(biāo)小結(jié)結(jié)1.2.2硬硬度硬度是是材料料表面面抵抗抗局部部壓入入變形形或刻刻劃破破裂等等的能能力。。工程中中常用用的硬硬度指指標(biāo)有有：布氏硬硬度、、洛氏氏硬度度、維維氏硬硬度硬度的的種類類及測(cè)測(cè)試方方法硬度試驗(yàn)方法壓入法劃痕法加載速率靜載試驗(yàn)法動(dòng)載試驗(yàn)法布氏硬度洛氏硬度維氏硬度顯微硬度肖氏硬度錘擊布氏硬度莫氏硬度材料抵抗破斷的能力材料變形功的大小材料表明局部地區(qū)抵抗變形的能力HB=F/S壓痕深度布氏硬度計(jì)

1.布布氏氏硬度度(Brinell-hardness)用于于測(cè)測(cè)定定硬硬度度不不高高的的金金屬屬材材料料。。主主要要有有鑄鑄鐵鐵、、有有色色金金屬屬、、低低合合金金結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼鋼、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)調(diào)質(zhì)質(zhì)鋼鋼等等。。測(cè)定定原原理理：：用一一定定大大小小的的載載荷荷P，，把把直直徑徑為為D的的淬淬火火鋼鋼球球壓壓入入被被測(cè)測(cè)金金屬屬的的表表面面，，保保持持一一定定的的時(shí)時(shí)間間后后卸卸除除載載荷荷，，用用金金屬屬壓壓痕痕的的表表面面積積，，除除載載荷荷所所得得的的商商值值即即為為布布氏氏硬硬度度值值。。1.布布氏氏硬硬度度(Brinell-hardness)布氏氏硬硬度度測(cè)測(cè)量量示示意意圖圖適用范圍:

＜450HBS

＜650HBW布氏氏硬硬度度測(cè)測(cè)試試規(guī)規(guī)范范：：根據(jù)據(jù)材材料料的的軟軟硬硬和和試試樣樣的的不不同同選選擇擇合合適適的的載載荷荷P與鋼鋼球球直直徑徑D。d/D應(yīng)在在0.24~0.6之間間。。布氏氏硬硬度度值值的的表表示示方方法法符號(hào)號(hào)HBS或HBW之前前的的數(shù)數(shù)字字表表示示硬硬度度值值，，符符號(hào)號(hào)后后面面的的數(shù)數(shù)字字按按順順序序分分別別表表示示球球體體直直徑徑（mm））、載載荷荷及及（N））載荷荷保保持持時(shí)時(shí)間間（s））。如:120HBS10/1000/30表表示示直直徑徑為為10mm的的鋼鋼球球在在1000kgf（（9.807kN））載載荷荷作作用用下下保保持持30s測(cè)測(cè)得得的的布布氏氏硬硬度度值值為為120。。布氏硬度度的特點(diǎn)點(diǎn)為了使同同一材料料用不同同的P和和D值測(cè)測(cè)得的HB值相相同，應(yīng)應(yīng)使P/D2=常數(shù)。。壓坑面積積大，誤誤差小，，但不宜檢檢驗(yàn)成品品、小件件、薄件件；HB650不不適；；多用于毛毛坯及原原材料。。h1-h0洛氏硬度測(cè)試示意圖2.洛氏氏硬度HR(Rockwellhardness)測(cè)試原理理：用一定規(guī)規(guī)格的壓壓頭，在在一定載載荷作用用下壓入入試樣表表面，然然后測(cè)定定壓痕的的深度來(lái)來(lái)計(jì)算并并表示其其硬度的的大小，，用符號(hào)號(hào)HR來(lái)來(lái)表示。。主要有HRA、、HRB、HRC、HRF等等。2.洛氏氏硬度HR(Rockwellhardness)洛氏硬度值的表示方法硬度值可從洛氏硬度計(jì)的百分度盤上直接讀出，標(biāo)記時(shí)將硬度值置于HR前。例：60HRC、75HRA洛氏硬度度的特點(diǎn)點(diǎn)迅速方便便，可直直接讀數(shù)數(shù)；壓坑小，，適于薄薄材或成成品的檢檢測(cè)；誤差稍大大，宜不不同部位位多點(diǎn)測(cè)測(cè)量取平平均值。。2.洛氏氏硬度HR(Rockwellhardness)3.維維氏硬度度HV(Viker’shardness)測(cè)試原理理：維氏硬度度測(cè)試原原理與布布氏硬度度相同，，不同點(diǎn)點(diǎn)是壓頭頭為金剛剛石四方方角錐體體，所加加負(fù)荷較較小。所所測(cè)硬度度值精確確。改變變負(fù)荷可可測(cè)定從從極軟到到極硬材材料的硬硬度。3.維維氏硬度度HV(Viker’shardness)維氏硬度值的表示方法硬度值+HV+試驗(yàn)力（kgf）數(shù)字+載荷保持時(shí)間例：640HV30/20適用范圍:

測(cè)量薄板類

HV≈HBS

維氏硬度的特點(diǎn)HV值不隨載荷變化，即不同載荷下的HV可相互比較；測(cè)量精度高，測(cè)量范圍廣；特別適用于測(cè)定工件表面硬化層、金屬鍍層及薄片金屬的硬度。4.顯顯微硬度度測(cè)試原理理：與維氏硬硬度完全全相同，，只是所所用載荷荷要小得得多。常常用于測(cè)測(cè)定材料料中某個(gè)個(gè)相的硬硬度。測(cè)試原理理：里氏硬度度試驗(yàn)也也是動(dòng)載載荷試驗(yàn)驗(yàn)法，它它是用規(guī)規(guī)定質(zhì)量量的沖擊擊體在彈彈力作用用下以一一定速度度沖擊試試樣表面面，用沖沖頭(碳碳化鎢球球)的回回彈速度度表征金金屬的硬硬度值。。里氏硬硬度的符符號(hào)為HL。里氏硬度度計(jì)均為為手提式式，使用用方便，，可在現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量量大型工工件的硬硬度。5.里里氏硬度度（Leeb’’shardness）:5.里里氏硬度度（Leeb’’shardness）:幾種硬度度指標(biāo)小小結(jié)硬度種類硬度符號(hào)壓頭類型載荷/kgf硬度值有效范圍典型應(yīng)用布氏HBS10mm淬火鋼球1000<450退火、正火或調(diào)質(zhì)鋼件HBW10mm硬質(zhì)合金球1000<650淬火鋼等較硬材料洛氏HRA120。金剛石圓錐6070-85硬質(zhì)合金、表面淬火鋼HRB1.588mm淬火鋼球10025-100退火鋼、有色合金HRC120。金剛石圓錐15020-67一般淬火鋼件維氏HV136°金剛石四棱錐5－1200-1000經(jīng)表面處理后的材料表面層§1－3動(dòng)載力學(xué)學(xué)性能動(dòng)載荷是是指由于于運(yùn)動(dòng)而而產(chǎn)生的的作用在在構(gòu)件上上的力。。根據(jù)作用用的性質(zhì)質(zhì)不同分分為交變變載荷與與沖擊載載荷。動(dòng)載力學(xué)學(xué)性能指指標(biāo)主要要有沖擊擊韌性和和疲勞強(qiáng)強(qiáng)度。1.3.1沖沖擊韌性性韌性：材料在塑塑性變形形和斷裂裂過(guò)程中中吸收能能量的能能力。沖擊韌性性：是材料在在沖擊載載荷作用用下抵抗抗變形和和斷裂的的能力。。常用一一次彎曲曲沖擊韌韌性試驗(yàn)驗(yàn)ak值來(lái)表示示。ak值是帶缺口口標(biāo)準(zhǔn)試試樣快速速?zèng)_斷時(shí)時(shí)，單位位橫截面面積吸收收的功。。沖擊韌韌性是材材料強(qiáng)度度和塑性性綜合作作用的結(jié)結(jié)果。一次彎曲曲沖擊韌韌性試驗(yàn)驗(yàn)沖擊韌性性試樣試樣：夏夏比U型型缺口試試樣（梅梅氏試樣樣）夏比V型型缺口試試樣（夏夏氏試樣樣）試樣沖斷時(shí)所消耗的沖擊功Ak為:

Ak=mgH–mgh(J)沖擊韌性值ak：（J/cm2）Hhak的意義：：材料的韌韌性，表表示材料料在沖擊擊載荷作作用下抵抵抗變形形和斷裂裂的能力力；對(duì)材料內(nèi)內(nèi)部缺陷陷、顯微微組織變變化敏感感，可檢檢驗(yàn)材料料冶金質(zhì)質(zhì)量與熱熱加工質(zhì)質(zhì)量;受大能量量沖擊的的機(jī)件，，需一定定k以保證安安全，但但k值無(wú)法用用于零件件設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算，只只能根據(jù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)提提出k值要求。。評(píng)定材料料低溫變變脆傾向向，測(cè)定定材料的的冷脆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變溫度度TK；1.3.2疲疲勞強(qiáng)度度交變載荷荷：方向、大大小隨時(shí)時(shí)間呈周周期循環(huán)環(huán)性變化化的載荷荷。循環(huán)應(yīng)力力：周期性變變動(dòng)載荷荷作用下下產(chǎn)生循環(huán)周次次循環(huán)應(yīng)力力特征參參數(shù)：最大應(yīng)力力max、最小應(yīng)應(yīng)力min、應(yīng)力半幅幅a、平均應(yīng)應(yīng)力m應(yīng)力循環(huán)環(huán)對(duì)稱系系數(shù)r=min/max疲勞斷裂裂：定義：機(jī)件在在交變載載荷作用用下，在在長(zhǎng)時(shí)間間工作后后發(fā)生突突然斷裂裂的現(xiàn)象象。特點(diǎn)：①斷裂時(shí)的的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于靜靜載下的的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度甚至至屈服強(qiáng)強(qiáng)度；②無(wú)明顯塑塑性變形形；③無(wú)預(yù)兆、、突然發(fā)發(fā)生。機(jī)理:在交變變載荷作作用下，，材料表表面應(yīng)力力集中處處和材料料內(nèi)部缺缺陷處首首先產(chǎn)生生疲勞裂裂紋，并并隨應(yīng)力力循環(huán)周周次的增增加，疲疲勞裂紋紋不斷擴(kuò)擴(kuò)展，甚甚至零件件的有效效橫截面面面積不不能承受受外載荷荷時(shí)突然然斷裂。。測(cè)定：旋轉(zhuǎn)彎曲曲疲勞試試驗(yàn)疲勞強(qiáng)度度：材料經(jīng)無(wú)無(wú)限次循循環(huán)而不不發(fā)生斷斷裂的最最小應(yīng)力力。表征征了材料料抵抗疲疲勞斷裂裂的能力力。疲勞曲線線σ-1：材料承受對(duì)對(duì)稱循環(huán)交交變應(yīng)力時(shí)時(shí)的疲勞強(qiáng)強(qiáng)度。有色金屬的的循環(huán)次數(shù)數(shù)一般取N=108鋼材的循環(huán)環(huán)次數(shù)一般般取N=107疲勞斷裂的的危害性：：機(jī)件斷裂80%是疲疲勞斷裂；；突發(fā)性，難難以防范；；低應(yīng)力脆斷斷。影響疲勞強(qiáng)強(qiáng)度的因素素常用的工程程材料中，，金屬的疲疲勞抗力最最高（鋼的σ-1/σb約為40~50%，，有色金屬屬約為25~50%），所以抗抗疲勞機(jī)件件幾乎都選選用金屬材材料；陶瓷瓷與聚合物物的疲勞抗抗力很低，，不能用于于制造承受受交變載荷荷的零件；；纖維增強(qiáng)強(qiáng)復(fù)合材料料也有比較較好的抗疲疲勞性能，，處于交變變載荷下工工作的應(yīng)用用正逐漸增增多。影響疲勞強(qiáng)強(qiáng)度的因素素提高零件的的疲勞強(qiáng)度度可通過(guò)如如下途徑：：合理選材；；改善零件的的形狀與結(jié)結(jié)構(gòu)；減少材料的的缺陷；降低零件表表面的粗糙糙度；對(duì)零件表面面進(jìn)行強(qiáng)化化等?！?－4材料的斷裂裂韌性低應(yīng)力脆斷斷：一些大型零零件在遠(yuǎn)低低于材料的的屈服強(qiáng)度度的應(yīng)力值值作用下發(fā)發(fā)生的脆性性斷裂。低應(yīng)力脆斷斷是由于材材料本身固固有微裂紋紋，在應(yīng)力力的作用下下失穩(wěn)擴(kuò)展展的結(jié)果。。斷裂韌性