金屬材料力學(xué)性能測(cè)試

金屬材料力學(xué)性能測(cè)試冉春華E-mail:ranchunhua@126.com1編輯ppt目錄一、金屬材料力學(xué)性能簡(jiǎn)介二、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)三、高溫電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)五、低溫沖擊試驗(yàn)機(jī)六、示波沖擊試驗(yàn)機(jī)四、常溫沖擊試驗(yàn)機(jī)2編輯ppt一、金屬材料力學(xué)性能簡(jiǎn)介材料的性能使用性能工藝性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)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(xué)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(qiáng)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(guò)程中吸收能量的能力靜載時(shí)動(dòng)載時(shí)剛度：產(chǎn)生彈性變形的難易程度循環(huán)應(yīng)力或循環(huán)應(yīng)變，產(chǎn)生局部損傷，裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過(guò)程4編輯ppt二、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo)：最大拉力:100KN預(yù)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(cè)試各種材料在常溫條件下的拉伸、壓縮力學(xué)性能。（屈服強(qiáng)度，抗、拉壓強(qiáng)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(zhǎng)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(biāo)為彈性極限

e，即材料承受最大彈性變形時(shí)的應(yīng)力。剛度：材料保持原有形狀與尺寸的能力。指標(biāo)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(qiáng)化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對(duì)彈性模量的影響很小?？梢酝ㄟ^(guò)增加橫截面積或改變截面形狀來(lái)提高零件的剛度。

10編輯ppt2、強(qiáng)度與塑性強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗變形與斷裂的能力。

屈服強(qiáng)度

s：材料發(fā)生微量塑性變形時(shí)的應(yīng)力值。

條件屈服強(qiáng)度

0.2：國(guó)標(biāo)中規(guī)定為試樣的塑性變形量為試樣標(biāo)距的0.2%時(shí)材料所承受的的應(yīng)力值。抗拉強(qiáng)度

b：材料斷裂前所承受的最大應(yīng)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(biāo)為：

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

相同時(shí)，l0

，

。只有當(dāng)l0/d0

為常數(shù)時(shí)，塑性值才有可比性。

當(dāng)l0=10d0

時(shí)，伸長(zhǎng)率用

10

表示；當(dāng)l0=5d0

時(shí)，伸長(zhǎng)率用

5

表示。顯然

5>

10③

<5%時(shí)，無(wú)頸縮，為脆性材料表征

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

σ=M/WM=FL/4(三點(diǎn)彎曲)M=FL/2(四點(diǎn)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(shù)指標(biāo)：最大壓力:100KN預(yù)變性：定位移

定壓力速率：0-120mm/min17編輯ppt特點(diǎn)：拉伸時(shí)塑性很好的材料在壓縮時(shí)只發(fā)生壓縮變形而不會(huì)斷裂。脆性金屬材料在拉伸時(shí)產(chǎn)生垂直于載荷軸線的正斷，塑性幾乎為零，而在壓縮時(shí)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(xué)行為1-拉伸力-位移2-壓力-位移19編輯ppt三、高溫電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)高溫電子萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)技術(shù)指標(biāo)：最大拉力：300KN溫度范圍：100-200℃200-500℃500-900℃保溫時(shí)間：樣品尺寸確定拉伸速度：0—120mm/min主要功能：測(cè)試各種材料在高溫條件下的拉伸力學(xué)性能。（屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度和彈性模量）20編輯ppt21編輯ppt高溫拉伸試樣-加引伸計(jì)22編輯ppt拉斷前拉斷后高溫拉伸試樣-加引伸計(jì)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(biāo)為沖擊韌性值ak(通過(guò)沖擊實(shí)驗(yàn)測(cè)得)。24編輯ppt25編輯ppt沖擊試樣本實(shí)驗(yàn)采用GB/T229-1994標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10mmx10mmx55mmV型缺口試樣26編輯ppt添加實(shí)物圖Q235-10mmx10mmx55mmV型缺口試樣27編輯ppt五、低溫沖擊冷脆轉(zhuǎn)變溫度Tk：由于溫度降低造成金屬由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)的溫度。測(cè)定Tk的方法：（1）能量法：沖擊吸收功降低到某一個(gè)具體數(shù)值時(shí)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(shí)所對(duì)應(yīng)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(yàn)機(jī)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