中职高一高教版《机械基础》1.2.3 金属材料的力学性能2课件

1 金属的力学性能 3、 硬度 　　硬度是材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能力它衡量材料软硬的判据。 目前最常用的硬度试验法是布氏硬度试验法、洛氏硬度试验法和维氏硬度试验法。 2 　　1）布氏硬度 kgf/mm2 　　式中A压—压痕球形表面积，mm2 　　　 Ｄ—压头直径，mm2 ｄ—压痕平均直径，mm。 kgf/mm2 (试验力F单位用kgf) （可从资源中心下载拉伸试验视频资料演示） 3 　　1）布氏硬度 　　布氏硬度的表示方法： 140HBS10／10000／30 500HBW5／7500 　　一般在零件图或工艺文件上标柱材料要求的布氏硬度值时，不规定试验条件，只标出要求的硬度范围和硬度符号，例如200～230HBS。 　　HBS用于测试硬度值小于450的材料；HBW用于测量硬度值在450～650范围的材料。 　　布氏硬度主要用来测定铸铁、有色金属、以及退火、正火和调质处理的钢材的硬度，如半成品和原材料。 4 　　2）洛氏硬度 　　式中，C为常数，压头是金刚石圆锥时，C＝100；压头为淬火钢球时,C＝130。 5 　　2）洛氏硬度 以淬火、低温回火GCr15钢为例，测量HRC值（从资源中心下载） 6 　　2）洛氏硬度 　　洛氏硬度无单位，需标明硬度标尺符号，在符号前面写出硬度值，如60HRC、80HRA、90HRB。洛氏硬度各标尺之间没有对应关系，不能直接比较硬度值的高低。 　　洛氏硬度试验操作简单、迅速、压痕小，主要用于测试热处理后硬度较高的成品零件及较薄的工件，对于组织和硬度不均匀的材料，硬度值波动较大，准确性不如布氏硬度值。 7 　　3）维氏硬度 Kgf/mm2 　　式中 F—试验力，N 　　　　 Ao—压痕面积，mm2 d—压痕对角线的算术平均值，mm。 以淬火、低温回火T8A钢为例，测量HV值 （从资源中心下载相关视频资料） 8 　　3）维氏硬度 　　维氏硬度值一般不标单位，在符号HV前写出硬度值。 　　维氏硬度试验因试验力小（常用49.03N），压痕浅，轮廓清晰，数值准确，试验力选择范围大（49.03~980.7N），所以可测量从很软到很硬材料的硬度，维氏硬度值之间能直接进行比较。 　　维氏硬度常用来测试薄片材料、金属镀层及零件表面硬化层的硬度，但试验麻烦，不宜用于成批生产的常规检验。 9 三 金属的力学性能 3、 硬度 　　特别说明：各种硬度试验法测得的硬度值不能进行直接比较，必须通过硬度换算表换算成一种硬度值后，方能比较硬度高低。 10 4、韧性与疲劳强度 　　1）韧性 　　韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量金属材料抵抗冲击载荷能力。 　　韧性的判据通过冲击试验来测定。 　（注：可从资源中心下载相关视频资料） 40Cr钢冲击吸收功测定试验 11 　　5、疲劳强度 　　循环应力：应力的大小和方向随时间作周期性的变化。 　　零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的σb，甚至小于σS强度的情况下发生断裂的现象称为金属的疲劳，金属疲劳的判据是疲劳强度。 12 　　二、疲劳强度 　　试验证明，当σ低于某一数值时，材料可经过无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳强度。 　　在工程上，疲劳强度是指在一定的循环次数下不发生断裂的最大应力。一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。 　　合理设计零件结构、避免应力集中、降低表面粗糙度值、进行表面滚压、喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。 $