1.4 金属材料的韧性（课件）-高一《金属加工基础》同步精品课堂（机工版·第2版）

《金属加工基础》 机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第一单元 金属材料的力学性能 模块四 金属材料的韧性 知识目标 了解金属材料韧性的概念、夏比摆锤冲击试验和吸收能量的概念。 能力目标 熟悉夏比摆锤冲击试验方法的原理和运用。 情感目标 理解冲击吸收能量和温度的关系，并能在实际生活中合理运用。 三维目标 导入情景 01 什么是金属材料的韧性？ 导入情景 01 部分零件工作时受到的力是冲击载荷，如锻锤锤杆、钢钎、冲压模具、曲轴、压力机连杆等，这些零件除要求具备足够的强度、塑性、硬度外，还应具有足够的韧性。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 一、韧性 定义：韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 单位：金属材料韧性的大小通常采用吸收能量K （单位是J）来衡量 测定方法：GB/T 229—2007 金属材料夏比摆锤冲击试验方法 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 GB/T 229—2007 标准使用符号、名称及单位 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 夏比摆锤冲击试验 夏比摆锤冲击试样 V形缺口试样 U形缺口试样 ｛ 带V形缺口的试样，称为夏比V形缺口试样； 带U形缺口的试样，称为夏比U形缺口试样。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 夏比摆锤冲击试验 试验原理：将带有缺口的标准试样安置在冲击试验机的机架上，使试样的缺口位于两支座中间，并背向摆锤的冲击方向。将一定质量的摆锤升高到规定高度H，则摆锤具有势能AKV1（V形缺口试样）或AKU1（U形缺口试样）；当摆锤落下将试样冲断后，摆锤继续向前升高到H2，此时摆锤的剩余势能是AKV2或AKU2，则冲击试样的吸收能量K就等于摆锤冲断试样过程中所失去的势能。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 夏比冲击试验原理 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 夏比摆锤冲击试验程序 1、试验前检查试验设备和仪器； 2、加热或冷却试样达到规定温度并保温； 3、试样对中定位； 4、释放摆锤一次打击试样，记录吸收能量 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 夏比摆锤冲击试验 V形缺口试样：KV2或KV8=AKV1-AKV2 U形缺口试样：KU2或KU8=AKU1-AKU2 式中 KV2或KU2 ——用切削刃半径为2mm的摆锤测定的吸收能量 （J）； KV8 或KU8 ——用切削刃半径为8mm的摆锤测定的吸收能量 （J）。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 2mm摆锤刀刃 8mm摆锤刀刃 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 吸收能量KV2或KV8（KU2或 KU8）可以从试验机的刻度盘上直接读出，它是表征金属材料韧性的重要指标。 显然，吸收能量越大，表示金属材料抵抗冲击试验力而不破坏的能力越强。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 吸收能量K对组织缺陷非常敏感，它可灵敏地反映出金属材料的质量、宏观缺口和显微组织的差异，能有效地检验金属材料在冶炼、成形加工、热处理工艺等方面的质量。 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 冲击吸收能量与温度的关系 冲击吸收能量对温度非常敏感。有些金属材料在室温时可能并不显示脆性，但在较低温度下，则可能发生脆断。 金属材料的吸收能量与温度之间的关系曲线一般包括高吸收能量区、过渡区和低吸收能量区三部分。 吸收能量-温度曲线 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 冲击吸收能量与温度的关系 在进行不同温度的一系列冲击试验时，随试验温度的降低，冲击吸收能量总的变化趋势是随着温度的降低而降低。 当温度降至某一数值时，冲击吸收能量急剧下降，金属材料由韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为冷脆转变。 吸收能量-温度曲线 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 冲击吸收能量与温度的关系 金属材料在一系列不同温度的冲击试验中，冲击吸收能量急剧变化或断口韧性急剧转变的温度区域，称为韧脆转变温度区。 金属材料的韧脆转变温度越低，说明金属材料的低温抗冲击性越好。 吸收能量-温度曲线 1.韧性是金属材料在断裂前吸收变形能量的能力。 新知学习 02 冲击吸收能量与温度的关系 非合金钢的韧脆转变温度