金属材料的主要性能.ppt

布氏硬度布氏硬度试验原理图式中：F—试验力，N；D—压头的直径,mmHBS表示用淬火钢球作为压头测出的硬度值。HBW表示用硬质合金球作为压头测出的硬度值。单位面积所受的力值即为硬度第31页,共48页，星期六，2024年，5月洛氏硬度洛氏硬度试验原理图试验时，先加初试验力，然后加主试验力，压入试样表面之后，去除主试验力，在保留初试验力的情况下，根据试样残余压痕深度增量来衡量试样的硬度大小。第32页,共48页，星期六，2024年，5月布氏硬度与洛氏硬度的特点比较布氏硬度的特点：布氏硬度因压痕面积较大，HB值的代表性较全面，而且实验数据的重复性也好，但由于淬火钢球本身的变形问题，不能试验太硬的材料，一般在HB450以上的就不能使用。由于压痕较大，成品检验也有困难。通常用于测定铸铁、有色金属、低合金结构钢等材料的硬度。第33页,共48页，星期六，2024年，5月洛氏硬度的特点：洛氏硬度HR可以用于硬度很高的材料，而且压痕很小，几乎不损伤工件表面，故在钢件热处理质量检查中应用最多。但洛氏硬度由于压痕较小，硬度代表性就差些，如果材料中有偏析或组织不均的情况，则所测硬度值的重复性也差。第34页,共48页，星期六，2024年，5月三、冲击韧度（ak）有些机件在工作时要受到高速作用的载荷冲击，如锻压机的锤杆、冲床的冲头、汽车变速齿轮、飞机的起落架等。瞬时冲击引起的应力和应变要比静载荷引起的应力和应变大得多，因此在选择制造该类机件的材料时，必须考虑材料的抗冲击能力，即冲击韧度。第35页,共48页，星期六，2024年，5月TITANICTITANIC的沉没与船体材料脆性断裂失效有关!!!第36页,共48页，星期六，2024年，5月金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力叫做冲击韧度。常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲击韧度(大能量、一次冲断）。试验表明，在冲击载荷不太大的情况下，金属材料承受多次重复冲击的能力，主要取决于强度。冲击值对组织缺陷很敏感，因此冲击试验是生产上用来检验冶炼、热加工、热处理等工艺质量的有效方法。第37页,共48页，星期六，2024年，5月夏比冲击试验试验原理ak=AK/A（J·cm-2）式中：Ak—折断试样所消耗的冲击功（J）A—试样断口处的原始截面积（mm2）冲击韧度：第38页,共48页，星期六，2024年，5月标准冲击试样有两种，一种是夏比Ｕ形缺口试样，另一种是夏比Ｖ形缺口试样同一条件下同一材料制作的两种试样，其Ｕ形试样的ak值明显大于Ｖ形试样的ak，所以这两种试样的值ak不能相互比较。对于脆性材料试样一般不开缺口。第39页,共48页，星期六，2024年，5月四、疲劳强度工程上一些机件工作时受交变应力或循环应力作用，即使工作应力低于材料的屈服强度，但经过一定循环周次后仍会发生断裂，这样的断裂现象称之为疲劳。零件的疲劳断裂过程可分为裂纹产生、裂纹扩展和瞬间断裂三个阶段。疲劳的概念:第40页,共48页，星期六，2024年，5月金属材料在无数次重复或交变载荷作用下而不致引起断裂的最大应力，叫做疲劳强度。材料的疲劳强度通常在旋转对称弯曲疲劳试验机上测定。疲劳强度的概念第41页,共48页，星期六，2024年，5月在循环载荷作用下，材料承受一定的循环应力σ和断裂时相应的循环次数N之间的关系可以用曲线来描述，即σ－Ｎ之间的关系曲线，称疲劳曲线σ-N曲线疲劳曲线当零件所受的应力按正弦曲线对称循环时，疲劳强度以符号σ-1表示，即当应力低于σ-1值，既使循环周次无穷多也不发生断裂。第42页,共48页，星期六，2024年，5月无数次应力循环：对于钢材为107，有色金属和某些超高强度钢常取108。σ-N曲线第43页,共48页，星期六，2024年，5月第二节金属材料的物理、化学及工艺性能一、金属的物理性能1．?密度2．?熔点3．?导热性4．?导电性5．?热膨胀性6．?磁性第44页,共48页，星期六，2024年，5月二、金属的化学性能它是金属材料在室温或高温时抵抗各种化学作用的能力，主要是指抵抗活泼介质的化学侵蚀能力，1.耐腐蚀性(如耐酸性、耐碱性等)2．抗氧化性3．化学稳定性第45页,共48页，星期六，2024年，5月三、金属的工艺性能工艺性能是物理、化学、力学性能的综合。按工艺