金屬的力學(xué)性能強(qiáng)

課前復(fù)習(xí)

1、什么是載荷？根據(jù)作用性質(zhì)的不同可以分為哪些？根據(jù)作用形式的不同，又可以分為哪些？2、什么是內(nèi)力？3、什么是應(yīng)力？它的作用是什么？第一頁(yè)，共二十四頁(yè)?！?-2金屬的力學(xué)性能力學(xué)性能1強(qiáng)度

2拉伸試驗(yàn)

3第二頁(yè)，共二十四頁(yè)。一、力學(xué)性能1、概念

金屬材料必須具有的一種承受機(jī)械載荷承受機(jī)械載荷或不被破壞的能力，是在外力作用下表現(xiàn)出來(lái)的性能。2、力學(xué)性能指標(biāo)

強(qiáng)度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度等

這是重點(diǎn)要熟記第三頁(yè)，共二十四頁(yè)。二、強(qiáng)度1、概念

金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力，其大小用應(yīng)力來(lái)表示。2、類型

根據(jù)載荷的作用方式不同，分為：

抗拉強(qiáng)度——強(qiáng)度指標(biāo)——拉伸試驗(yàn)測(cè)定抗壓強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度抗扭強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度這是重點(diǎn)要熟記第四頁(yè)，共二十四頁(yè)。三、拉伸試驗(yàn)1、拉伸試樣材料：低碳鋼——塑性材料鑄鐵——脆性材料標(biāo)準(zhǔn)試樣：尺寸符合國(guó)標(biāo)的試樣標(biāo)距：等截面測(cè)試部分長(zhǎng)度L0=10d0；L0=5d0標(biāo)點(diǎn)

l0d0有點(diǎn)難要好好聽啊第五頁(yè)，共二十四頁(yè)。三、拉伸試驗(yàn)2、力-伸長(zhǎng)曲線（低碳鋼拉伸試驗(yàn)）低碳鋼拉-伸長(zhǎng)曲線（動(dòng)畫）O

FDL彈性階段屈服階段縮頸階段FeFeLFmesb強(qiáng)化階段很重要的圖這是難點(diǎn)第六頁(yè)，共二十四頁(yè)。三、拉伸試驗(yàn)彈性變形階段

Fe為發(fā)生最大彈性變形時(shí)的載荷。外力撤去，則變形完全消失。

屈服階段外力大于Fe后，試樣發(fā)生塑性變形，當(dāng)外力增加到FeL后，曲線為鋸齒狀，這種拉伸力不增加變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服。FeL為屈服載荷。工程上使用金屬材料，除低碳鋼、中碳鋼及少數(shù)合金鋼有屈服現(xiàn)象外，大多數(shù)沒(méi)有明顯的屈服現(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“縮頸”。如鑄鐵等。強(qiáng)化階段隨著變形增大，變形抗力也逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為形變強(qiáng)化，F(xiàn)m為試樣在屈服階段后所能抵抗的最大力?？s頸階段

當(dāng)外力達(dá)到最大力Fm后，試樣的某一直徑處發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸”。

此時(shí)截面縮小，變形繼續(xù)在此截面發(fā)生，所需外力也隨之逐漸降低，直至斷裂。第七頁(yè)，共二十四頁(yè)。三、拉伸試驗(yàn)低碳鋼拉伸試驗(yàn)現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：第八頁(yè)，共二十四頁(yè)。三.塑性常用δ和ψ作為衡量塑性的指標(biāo)。伸長(zhǎng)率：材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不引起破壞的能力。斷面收縮率:FFL良好的塑性是金屬材料進(jìn)行塑性加工的必要條件。第九頁(yè)，共二十四頁(yè)。4、硬度定義：材料抵抗表面局部彈塑性變形的能力。1)布氏硬度HB布氏硬度計(jì)第十頁(yè)，共二十四頁(yè)。壓頭為鋼球時(shí)，布氏硬度用符號(hào)HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時(shí)，用符號(hào)HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf載荷作用下保持30s測(cè)得的布氏硬度值為120。

布氏硬度壓痕表示方法：硬度值+HBS(HBW)+D+F+t第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)。布氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點(diǎn)：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。應(yīng)用：適于測(cè)量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度。材料的b與HB之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系：對(duì)于低碳鋼:b(MPa)≈3.6HB

對(duì)于高碳鋼：b(MPa)≈3.4HB

對(duì)于鑄鐵：b(MPa)≈1HB或b(MPa)≈0.6(HB-40)第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)。2)洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測(cè)試示意圖洛氏硬度計(jì)洛氏硬度用符號(hào)HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。

第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)。符號(hào)HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。HRA用于測(cè)量高硬度材料,如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測(cè)量低硬度材料,如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測(cè)量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便，壓痕小，適用范圍廣。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第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)。1．沖擊韌度（沖擊韌性）

AKU=mg（H1–H2）（J）aK=

AKU/S（J/cm2）材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。

第二節(jié)動(dòng)態(tài)時(shí)材料的力學(xué)性能第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)。材料的aK值愈大，韌性就愈好；材料的aK值愈小，材料的脆性愈大通常把a(bǔ)K值小的材料稱為脆性材料研究表明，材料的aK值隨試驗(yàn)溫度的降低而降低。

加載速度越快，溫度越低，表面及冶金質(zhì)量越差，aK在值越低。標(biāo)準(zhǔn)沖擊試樣有兩種，一種是Ｕ形缺口試樣，另一種是Ｖ形缺口試樣。它們的沖擊韌度值分別以aKU和aKV。第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)。TITANIC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)第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)。Titanic號(hào)鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗(yàn)結(jié)果Titanic近代船用鋼板第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)。第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)。MH370第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)。鞏固練習(xí)1、名詞：力學(xué)性能、強(qiáng)度、屈服、縮頸2、判斷題：使用性能是指金屬材料在使用條件下所能表現(xiàn)出來(lái)的性能。（）3、金屬材料的性能包括

和

兩方面。4、力學(xué)性能包括

、

、

、

及

、

。5、強(qiáng)度的大小通常用符號(hào)

來(lái)表示，單位是

。6、簡(jiǎn)述低碳鋼拉伸試驗(yàn)中，拉-伸長(zhǎng)曲線的4個(gè)階段。第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)。課堂小結(jié)

主要內(nèi)容力學(xué)性能強(qiáng)度拉伸實(shí)驗(yàn)概念衡量指標(biāo)概念類型