金屬材料力學性能測試

金屬材料力學性能測試冉春華E-mail:ranchunhua@126.com1編輯ppt目錄一、金屬材料力學性能簡介二、電子萬能試驗機三、高溫電子萬能試驗機五、低溫沖擊試驗機六、示波沖擊試驗機四、常溫沖擊試驗機2編輯ppt一、金屬材料力學性能簡介材料的性能使用性能工藝性能力學性能物理性能化學性能鑄造性能鍛壓性能焊接性能熱處理性能3編輯ppt力學性能——材料抵抗各種外加載荷的能力。彈性：彈性形變硬度：抵抗硬物壓入的能力強度：抵抗永久變形和斷裂的能力疲勞：塑性：塑性變形韌性：塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力靜載時動載時剛度：產(chǎn)生彈性變形的難易程度循環(huán)應力或循環(huán)應變，產(chǎn)生局部損傷，裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程4編輯ppt二、電子萬能試驗機電子萬能材料試驗機技術指標：最大拉力:100KN預變形：定位移、定拉力拉伸速率：0-120mm/min常用速率：Mg合金——1~3mm/min低碳鋼——5~8mm/min主要功能：測試各種材料在常溫條件下的拉伸、壓縮力學性能。（屈服強度，抗、拉壓強度和彈性模量）5編輯ppt

6編輯ppt表1圓形橫截面比例試樣

7編輯ppt表2矩形橫截面比例試樣8編輯ppt低碳鋼的拉伸力-伸長曲線FesbkLFsFbO屈服彈性變形縮頸斷裂塑性變形9編輯ppt1、彈性和剛度彈性：指標為彈性極限

e，即材料承受最大彈性變形時的應力。剛度：材料保持原有形狀與尺寸的能力。指標為彈性模量E。彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，其他強化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對彈性模量的影響很小?？梢酝ㄟ^增加橫截面積或改變截面形狀來提高零件的剛度。

10編輯ppt2、強度與塑性強度：材料在外力作用下抵抗變形與斷裂的能力。

屈服強度

s：材料發(fā)生微量塑性變形時的應力值。

條件屈服強度

0.2：國標中規(guī)定為試樣的塑性變形量為試樣標距的0.2%時材料所承受的的應力值?？估瓘姸?/p>

b：材料斷裂前所承受的最大應力值。

0.2sF11編輯ppt塑性：材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不破壞的性能

指標為：

伸長率：斷面收縮率：斷裂后拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象12編輯ppt說明：①用斷面收縮率表示塑性比伸長率更接近真實變形。②直徑d0

相同時，l0

，

。只有當l0/d0

為常數(shù)時，塑性值才有可比性。

當l0=10d0

時，伸長率用

10

表示；當l0=5d0

時，伸長率用

5

表示。顯然

5>

10③

<5%時，無頸縮，為脆性材料表征

>5%時，有頸縮，為塑性材料表征13編輯ppt彎曲特點：（1）試樣形狀簡單、操作方便。常用于測定鑄鐵、鑄造合金、工具鋼和硬質合金等脆性和低塑形材料的強度和顯示塑性的差別。（2）彎曲試樣表面應力最大，可較靈敏地反映材料表面缺陷。技術指標：最大壓力:100KN速率：0-120mm/min14編輯ppt15編輯ppt抗彎強度按下式計算：

σ=M/WM=FL/4(三點彎曲)M=FL/2(四點彎曲)W=πd3/32(圓柱形試樣)W=bh2/6(矩形試樣，b-寬，h-高)16編輯ppt壓縮技術指標：最大壓力:100KN預變性：定位移

定壓力速率：0-120mm/min17編輯ppt特點：拉伸時塑性很好的材料在壓縮時只發(fā)生壓縮變形而不會斷裂。脆性金屬材料在拉伸時產(chǎn)生垂直于載荷軸線的正斷，塑性幾乎為零，而在壓縮時除能產(chǎn)生一定的塑形變形外，常沿與軸線呈45°方向產(chǎn)生斷裂，具有切斷特征。18編輯ppt金屬壓力-位移曲線

1-脆性材料2-塑性材料脆性金屬材料在拉伸和壓縮載荷下的力學行為1-拉伸力-位移2-壓力-位移19編輯ppt三、高溫電子萬能試驗機高溫電子萬能材料試驗機技術指標：最大拉力：300KN溫度范圍：100-200℃200-500℃500-900℃保溫時間：樣品尺寸確定拉伸速度：0—120mm/min主要功能：測試各種材料在高溫條件下的拉伸力學性能。（屈服強度，抗拉強度和彈性模量）20編輯ppt21編輯ppt高溫拉伸試樣-加引伸計22編輯ppt拉斷前拉斷后高溫拉伸試樣-加引伸計23編輯ppt四、常溫沖擊沖擊韌性：是指材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力。指標為沖擊韌性值ak(通過沖擊實驗測得)。24編輯ppt25編輯ppt沖擊試樣本實驗采用GB/T229-1994標準規(guī)定的10mmx10mmx55mmV型缺口試樣26編輯ppt添加實物圖Q235-10mmx10mmx55mmV型缺口試樣27編輯ppt五、低溫沖擊冷脆轉變溫度Tk：由于溫度降低造成金屬由韌性狀態(tài)轉變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的溫度。測定Tk的方法：（1）能量法：沖擊吸收功降低到某一個具體數(shù)值時的溫度定為Tk。（2）端口形貌法：端口形貌中纖維區(qū)所占面積下降到50%時所對應的溫度。28編輯ppt纖維區(qū)晶狀區(qū)剪切唇29編輯ppt六、示波沖擊示波沖擊試驗機30編輯ppt

力特征值：

Fgy-屈服力

Fm-最大力

Fiu-裂紋啟裂力

Fa-裂紋止裂力

位移特征值：

Sgy-屈服位移

Sm-最大力位移

Siu-裂紋啟裂力