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1、精品名师归纳总结绪论弹性：指材料在外力作用下保持和复原固有外形和尺寸的才能。塑性：材料在外力作用下发生不行逆的永久变形的才能。刚度：材料在受力时抗击弹性变形的才能。强度：材料对变形和断裂的抗力。韧性：指材料在断裂前吸取塑性变形和断裂功的才能。硬度：材料的软硬程度。耐磨性：材料抗击磨损的才能。寿命：指材料在外力的长期或重复作用下抗击损耗和失效的能。材料的力学性能的取决因素：内因一一化学成分、组织结构、残余应力、表面和内部的缺陷等。外因一一载荷的性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件的变化。第一章 材料在单向静拉伸载荷下的力学性能1.1 拉伸力一伸长曲线和应力一应变曲线应力一应变曲线退火低碳钢在
2、拉伸力作用下的力学行为可分为弹性变形、不匀称屈服塑性变形、匀称塑性变形和不匀称集中塑性变形和断裂几个阶段。弹性变形阶段：曲线的起始部分,图中的oa 段。多数情形下呈直线形式,符合虎克定律。屈服阶段：超出弹性变形范畴之后,有的材料在塑性变形初期产生明显的塑性流淌。此时,在外力不增加或增加很小或略有降低的情形下,变形继续产生,拉伸图上显现平台或呈锯齿状,如图中的ab 段。匀称塑性变形阶段：屈服后,欲连续变形,必须不断增加载荷,此阶段的变形是匀称的,直到曲线达到最高点,匀称可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结变形终止,如图中的be 段。不匀称塑性变形阶段：从试样承担的最大应力点开头直到退
3、火低碳钢应力一应变曲线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断裂点为止,如图中的ed 段。在此阶段,随变形增大,载荷不断下降,产生大量不匀称变形,且集中在颈缩处,最终载荷达到断裂载荷时, 试样断裂。弹性模量 E: 应力一应变曲线与横轴夹角的大小表示材料对弹性变形的抗力,用弹性模量E可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结-1 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表示。(a) 弹性一弹塑性型： Oa为弹性变形阶段,在 a 点偏离直线关系,进入弹一塑性阶段,开始发生塑 性变形,开头发生塑性变形的应力称为屈服点,屈服点以后的变形包括弹性变形和塑性变形。在 m点卸载,
4、应力沿 mn降至零,发生加工硬化。(b) 弹性- 不匀称塑性 -匀称塑性型：与前者不同在于显现了明显的屈服点aa。有时呈屈服 平台状,有时呈齿状。应变约1%3%。退火低碳钢和某些有色金属具有此行为。(c) 弹性- 匀称塑性型：未显现颈缩前的匀称变形过程中发生断裂。主要是很多金属及合金、部分陶瓷和非晶态高聚物具有此种曲线。(d) 弹性- 不匀称塑性型：形变强化过程中显现多次局部失稳,其塑性变形方式通常是孪生而不是滑移。当孪生速率超过试验机夹头运动速度时,载荷会突然放松而出现锯齿形的曲线。某些低溶质固溶体铝合金及含杂质的铁合金具有此行为。加工硬化：材料经受肯定的塑性变形后,其屈服应力上升的现象称为
5、应变强化或加工硬化。颈缩：材料经匀称形变后显现集中变形的现象称为颈缩。1.2 弹性变形材料受外力作用发生尺寸和外形的变化,称为变形。外力去除后,随之消逝的变形为弹性变 形,剩余的 即永久性的 变形为 塑性变形。弹性变形的重要特点是其可逆性,即受力作用后产生变形,卸除载荷后,变形消逝。曲线 1：两原子间的引力 曲线 2: 两原子间的斥力 曲线 3: 两原子之间的作用力当原子间相互平稳力受外力而受到破坏时,原子位置相应调整,产生位移。而位移总和在宏观上表现为变形。- 3 -图 1 川 弹性变形的双原子榄型可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结外力去除后,原子依靠之间的作用力又回到原先平稳
6、位置,位移消逝,宏观变形消逝弹性模量 E: 表征材料抗击正应变的才能。在单向受力状态下？ .=切变模量 G: 表征材料抗击剪切变形的才能。在纯剪切应力状态下.=TxyYxyy 泊松比 V 反映材料受力后横向正应变与受力方向上正应变之比。单向受力状态下X体积弹性模量 K: 表示物体在三向压缩下,压强p 与体积变化率 0N之间的线性比例关系。.= -31-2.刚度：工程上弹性模量为称为材料的刚度,表征金属材料对弹性变形的抗力,其值越大,就在相同的应力状态下产生的弹性变形量越小。弹性比功：弹性比功又称弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功而不发生永久变形的才能金属拉伸时的弹性比功用应力一应变
7、曲线下影线的面积表示,即2e2E式中, ae 为弹性比功, oe 为弹性极限 材料由弹性变形过渡到弹塑性变形时的应力 。为最大弹性应变。在应力作用下应变不断随时间而进展的行为,以及应力去除后应变逐步复原的现象都统称为弹性后效。实际金属在外力作用下产生弹性变形,开头时沿OA线产生瞬时 弹性应变 OC, 假如载荷保持不变,仍产生随时间延长而逐步增加的应变 CH。这种在加载状态下产生的滞弹性变形称为正弹性后效。卸载时 ,延 BD线只有应变 DH 立刻消逝,而应变 OD是卸载后随时间延长才缓慢消逝的,这种在卸载后产生 的滞弹性变形称为反弹性后效。弹性滞后环：弹性变形时因应变滞后于外加应力,使加载线和卸
8、载线不重合而形成的回线称为弹性滞后环。存在弹性滞后环的现象说明,加载时金属消耗的变形功大于卸载时金属复原变形释放出的 功,环面积大小代表被金属吸取的那部分功。交变循环载荷,加载速度慢滞后环的面积相当于金属在单向循环应力或交变循环应力作用下消耗不行逆能量的多少,即可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结表示金属吸取不行逆变形功的才能,成为金属的内耗,又称 循环韧性。循环韧性是指在塑性区加 载时材料吸取不行逆变形功的才能。内耗是指在弹性区加载时材料吸取不行逆变形功的才能。一 般这两个名词可以混用包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形（残余应变为1%4%）,卸载后同向加载,规定残余
9、伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加,反向加载时规定残余伸长应力降低的现象,称为包申格效应。包申格效应产生的缘由（位错理论）：初次加载变形时,位错源在滑移面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结上产生的位错受阻,塞积后产生背应力,背应力反作用于位错源,当背应力足够大时,可使位错源停止开动。预变形时位错的运动方向和背应力的方向相 反。反向加载时位错运动的方向和背应力方向一样,塑性变形相对简单1.3 塑性变形图丨包申格效应背应力帮忙位错运动 ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结塑性变形的方式：滑移和孪生。其中,滑移是金属材料在切应力作用下,位错沿滑移面和滑 移方向运动而进行的
10、切变过程,是最主要的变形机制。孪生也是金属材料在切应力作用下的一种 塑性变形方式,一般发生在低温形变或快速形变时,受晶体结构的影响较大 -fccbcchcp 。塑性变形的特点1、 各晶粒塑性变形的不同时性和不匀称性：多晶体试样受到外力作用后,大部分区域尚处在弹性变形范畴内,塑性变形第一在个别取向有利的晶粒内,塑性变形不行能在不同晶粒中同时开头。一个晶粒的塑性变形必定受到相邻不同位向晶粒的限制,由于各晶粒的位向差异,这种限制在变形晶粒的不同区域上是不同的,在同一晶粒内的不同区域的变形量也是不同的。2、 各晶粒塑性变形的相互制约与和谐：多晶体作为一个整体,不答应晶粒仅在一个滑移系中变形, 否就将造
11、成晶界开裂。五个独立的滑移系开动,才能确保产生任何方向不受约束的塑性变形。3、 塑性变形后金属的晶格发生点阵畸变,储存能量,产生内应力。4、 塑性应变量提高,金属强度增大,产生加工硬化。屈服：受力试样中,应力达到某一特定值后,开头大规模塑性变形的现象称为屈服。出现屈服现象的金属材料拉伸时,试样在外力不增加仍能连续伸长时的应力称为屈服点。试 样发生屈服而首次下降前的最大应力称为上屈服点,即为 osu 。当不计初始瞬时效应（指在屈服过程中试验为第一次发生下降）时屈服阶段中的最小应力称为下屈服点,记为 Oslo屈服现象的本质（不确定）：金属材料在拉伸试验时产生的屈服现象是其开头产生宏观塑性变形的一种
12、标志。参考拉伸力一伸长曲线,材料从弹性变形阶段向塑性变形阶段过渡是明显的,表现在试验过程中外力不增加试样仍能连续伸长或外力增加到肯定数值时突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情形下,试样连续伸长变形,这便是屈服现象。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结金属材料一般是多晶体合金,往往具有多相组织,因此,争论影响屈服强度的因素,必需注 意以下几点：屈服变形是位错增殖和运动的结果。实际金属材料的力学行为是由很多晶粒综合作用的结果。各种外界因素通过影响位错运动而影响屈服强度。影响屈服强度的因素：内在因素一一金属本性及晶格类型。晶格大小和亚结构。溶质元素。 其次相。外在因素 温度。应变速率
13、。应力状态。相变强化：通过热处理方式,在不转变金属成分的前提下,转变金属的晶格结构,使金属的强度得以提高的方法称为相变强化。细晶强化：削减晶粒尺寸会削减晶粒内部位错塞积的数量,削减位错塞积群的长度,降低塞 积点处的应力,相邻晶粒中位错源开动所需的外加切应力提高,屈服强度增加。这种通过细化晶 粒尺寸提高材料强度的方法称为细晶强化。固溶强化：金属中溶入溶质原子（间隙固溶、置换固溶）形成固溶体,其屈服强度会明显提高,这种提高强度的方法称为固溶强化。（通常,间隙固溶体的强化成效大于置换当然体）弥散强化：金属中的其次相质点通过粉末冶金等方法获得。沉淀强化（析出强化）：金属中的其次相质点通过固溶处理加时效
14、等方法获得。应变速率硬化：因应变速率增加而产生的强度提高效应的现象。颈缩：颈缩是韧性金属材料在拉伸试验时,变形集中于局部区域的现象,是材料加工硬化和试样截面减小共同作用的结果。颈缩判据： n=eb, 当金属材料的应变硬化指数等于最大真实匀称塑性应变量时产生颈缩。抗拉强度：试件断裂前所能承担的最大工程应力称为抗拉强度,用来表征材料对最大匀称塑性变形的抗力。 ob _Fb , OD 为抗拉强度。 Fb 为最大载荷。 Ao 为试件的原始截面积。Ao两个塑性指标1 断后伸长率试样拉断后标距的伸长量与原始标距的百分比。带咛 X 100%,Lo 为试L0样原始标距长度, Li 为试样断裂后的标距长度。2、
15、断面收缩率 収试样拉断后颈缩处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。书=X 100%,Ao 为试样原始横截面积, Ai 为颈缩处最小横截面。Ao,金属材料塑性与强度的关系：一般来讲,材料的强度提高,其变形抗力提高,变形才能下降,塑性降低。相变强化、固溶强化、加工硬化及其次相弥散强化一般都会使塑性降低。细晶强化不仅提高强度仍时塑性提高。韧性：指材料在断裂前吸取塑性变形功和断裂功的才能。韧度：度量材料韧性的力学性能指标,分为静力韧度、冲击韧度和断裂韧度。金属材料在静可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结拉伸时单位体积材料断裂前所吸取的功定义为静力韧度,它是强度和塑性的综合指标。1.
16、6 材料的断裂材料在塑性变形过程中,也在产生微孔,微孔的产生与进展,导致材料中微裂纹的形成与长大,这种损耗达到临界状态时,裂纹失稳,实现最终的断裂。塑性变形一裂纹的形成一裂纹扩展一断裂韧性断裂与脆性断裂断裂前不发生明显塑性变形一一脆性断裂。断裂前发生明显塑性变形一一韧性断裂。脆性断裂所需的能量：分开原子+新表面的表面能。韧性断裂所需的能量：分开原子+新表面 的表面能+塑性变形消耗的能量（远大于前两者之和）韧性断裂是金属材料断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂。（ d）（ e）曲 1.44 拉诩宏现断口示意图杯 tt 弑詩口形廡示直图韧性断裂宏观断口外形呈杯锥状,由纤维区、放射区和剪切唇三个区域组成
17、。纤维区：光滑圆柱试样受拉伸力作用,产生颈缩时试样的应力状态也由单向变为三向,且中心区轴向应力最大。在中心三向拉应力作用下,塑性变形难于进行,致使试样中各部分的夹杂物或其次相质点本身碎裂,或使夹杂物质点与基体界面脱离而形成微孔,微孔不断长大和聚合就形成显微裂纹。显微裂纹形成、扩展过程重复进行就形成锯齿状的纤维区。放射区：环状纤维区进展到肯定尺寸（临界裂纹尺寸）后,裂纹开头快速扩展（失稳扩展） 而形成放射区。放射区是裂纹作快速低能撕裂而形成的,有放射线花样特点,放射线平行于裂纹 扩展方向而垂直于裂纹前端（每一瞬时）的轮廓线,并逆指向裂纹源。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结剪切唇：
18、放射区形成后,试样承载面积只剩下最外侧的环状面积,最终由拉伸应力的分切应力所切断,形成与拉伸轴呈 45。的杯状或锥状剪切唇。脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。脆性断裂的断裂面一般与正应力垂直,断口平齐而光亮,常呈放射状或结晶状。耳- 电脆性断裂断口的人字形花样光亮。断面上的放射状条纹汇聚于一个中心,此中心区域就是裂纹源。板状矩形截面拉伸试样：“人”字纹花样的放射方向与裂纹扩展方向平行,但其尖顶指向裂纹源。沿晶断裂与穿晶断裂沿晶断裂：指裂纹在晶界上形成并沿晶界扩展的断裂形式,大多是脆性断裂。在多晶体变形 中,晶界起和谐相邻晶粒变形的作用,当晶界受
19、到损耗,其变形才能被消弱,不足以和谐相邻晶 粒的变形时,便形成晶界断裂。断裂机制： 晶界由脆性相析出（如过共析钢中二次渗碳体析出）。 高温晶界变弱（加热温度过高,晶界熔化）。有害元素沿晶界富集（合金钢的回火脆性） ; 晶界上有弥散相析出（奥 氏体高锰钢固溶处理后再加热时沿晶界析出碳化物）。腐蚀环境下晶界被腐蚀等缘由使晶界脆化 或弱化所致。断裂过程：沿晶断裂过程包括裂纹的形成与扩展。晶界受损的材料受力变形时,晶内的运动 位错受阻于晶界,在晶界处造成应力集中,当集中应力达到晶界强度时,便将晶界挤裂。断口形貌：沿晶断裂的性质取决于Og （沿晶断裂应力有关的常数）与屈服强度os 的相对大小。 当 og
20、v O 时,晶界开裂发生于宏观屈服之前,晶界无塑性变形,断裂呈宏观脆性,产生冰糖状断口。当 o o 时, 先发生宏观屈服变形和形变强化,晶界有塑性变形,在完成肯定的变形量后发生微孔型沿晶断裂,产生石状 断口。穿晶断裂：指裂纹沿晶内（穿过晶粒）扩展的断裂。穿晶断裂可依据不同的微观断裂机制而可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结具有不同的微观断口形貌特点,主要有解理、微孔集合、准解理等。一般的,从宏观上看,穿晶断裂既可以是脆性断裂,也可以是韧性断裂。纯剪切断裂与微孔集合型断裂、解理断裂剪切断裂是金属材料在切应力作用下沿滑移面分别而造成的滑移面分别断裂,一般是韧性断裂,分为 纯剪切断裂和微
21、孔集合型断裂。其中,纯剪切断裂主要在纯金属特殊是在单晶体金属中产生,其断口呈锐利的楔形或刀尖形,这是纯粹由滑移流变所造成的断裂。微孔集合型断裂是通 过微孔形核、长大聚合而导致材料分别的,常用金属材料一般均产生这类性质的断裂。（町甘帕弓幕障外面开番光缺物肢裂微孔集合型断裂的断口形貌为韧窝花样。在每一个韧窝内都含有一个其次相质点或者折断的 夹杂物或者夹杂物颗粒,材料中的非金属夹杂物或其次相或其他脆性相颗粒是微孔形成的核心。 韧窝断口就是微孔开裂后连续长大和连接的结果。箴孔飛咸过程示童图图徽孔的长大和连接韧窝形成过程： 韧窝的形成与异相粒子有关,在外力作用下产生塑性变形时,异相阻碍基体滑移,便在异相
22、与基体滑移面交界处造成应力集中,当应力集中达到异相与基体界面结合强度或异相本身强度时,会使二者界面脱离或异相自身断裂,从而形成裂纹（微孔）,并不断扩大,最终使夹杂物之间基体金属产生“内颈缩”,当颈缩达到肯定程度后基体金属被撕裂或剪切断裂,使空洞连接,从而形成韧窝断口形貌。影响韧窝形成的因素：韧窝的形成位置、外形、大小和深浅受很多因素影响,大致归纳起来可分为三个方面 成核粒子的大小和分布。材料的塑性变形才能,特殊是形变硬化的才能。 外部因素（包括应力大小、应力状态、温度、变形速度等）。韧窝外形主要取决于应力状态或应力与断面的相对取向,有等轴韧窝、拉长韧窝和撕裂韧窝三类。 解理断裂：金属材料在肯定
23、条件下当外加正应力达到肯定数值后以极快速率沿肯定晶体学平面产生的穿晶断裂,该晶体学平面为解理面。解理面一般是低指数晶面,如体心立方点阵金属的（100）面和密排六方点阵金属的（0001）面。一般的,解理断裂总是脆性断裂,而脆性断裂却不肯定是解理断裂。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结解理断口的微观形貌特点：对于抱负单晶体而言,解理断裂可以是完全沿单一结晶面的分别,其解理断口是一毫无特点的抱负平面。在实际晶体中,由于缺陷的存在,断裂并不是沿单一的结晶面解理,而是沿一组平行的结晶面解理,从而在不同高度上平行的解理面以解理台阶相连。在解理裂纹扩展过程中,台阶汇合形成“河流”花样,解理台阶
24、、“河流”花样即为典型的解理断口微观形貌特点。解理断裂的另一微观特点是存 在舌状花样。断裂示瘟图酚裂前琴性 吏那的士小1L3口t断钗时无明品窗肚变序 * 断取泄是平齐a槪裂时有塑性旻老曲呈灰色纤雉状斷忌面 的取冋誉观睛留面 丨肾大正应 力牙向 宠观撕裂面 | 基大切应力方向裂敛存晨建経沿聶浙胡裂餃湘晶界反展1報统穿过晶粒內部F8&=无咽昱更形 . 沿樓理乔片离 . 窪晶断霍带西折翅 机親 裂熾孔聚含斷沿晶- 畀儼孔 累音. 沿晶时裂沿晶冈微 孔聚合、 夸晶时瞬o2 几乎全部的材料都能产生塑性变形。刻划法一 -莫氏硬度。表征材料对切断的抗力。回跳法一一肖氏硬度。表征金属弹性变形功的大小。同一类方
25、式的硬度可以换算。不同类方式就只能采纳同一材料进行标定。压入法是最主要的试验方法。布氏硬度2原理：在直径 D的钢珠上,加肯定载荷p, 压在被试金属的表面,依据金属表面压痕的陷凹面积 F 运算出应力值,以此值作为硬度值大小的计量指标。布氏硬度值的符号以HB kgf/mm ,1kgf=9.80665N 标记,就 HB =三=,式中, t 为压痕陷凹深度。 n D为压痕陷凹面积。F n Dt在 p 和 D 肯定时, t 大,就说明材料的形变抗力低,硬度值小。反之就说明材料的形变抗力高,硬度值大。直观上,测量压痕直径比测量压痕陷凹深度要简单,由D、d、t 三者之间的几何关系可得：HB =2pn D-D
26、 2-d 21.2 读数：载荷、压头直径、保持时间是布氏硬度试验的三要素。 150HBS10/1000/30 表示采纳淬 火钢球, 压头直径 10mm,载荷 1000kg,载荷保持时间 30s 测得的布氏硬度值为 150;200HBW10/3000/10表示采纳硬质合金钢球,压头直径10mm, 载荷 3000kg,载荷保持时间 10s 测得的布氏硬度值为 200。优点： 压痕面积大,能反映金属表面较大体积范畴内各组成相综合平均的性能数据;验数据稳固,重复性好,试验数据从小到大都可以统一起来。特殊相宜于测得灰铸铁、轴承合金、等具有粗大晶粒或粗大组成相的金属材料。缺点：对于 450HB以上的硬材料
27、,因钢球变形已很显著,影响所测数据的正确性,因此不能使用。 由于此法产生的压痕较大,故不宜于某些表面不答应有较大压痕的成品检验,也不宜于薄件试验。因需测量 d 值,故被测处要求平稳,操作和测量都需较长时间,在要求快速检定大量成品时不适合。洛氏硬度洛氏硬度试验是目前应用最广泛的一种方法,它是测定压痕深度来表征材料的硬度值。原理：洛氏硬度以压痕陷凹深度t 作为计量硬度值的指标,所以在同一硬度级下,金属越硬就压痕深度t 越小,越软就 t 越大。假如直接以 t 的大小作为指标,就将显现硬金属t 值小从而硬 度值小,软金属的 t可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结值大从而硬度值大的现象。为此
28、,只能实行一个不得已的措施,即用选定的常数来减去所得 t 值,以其差值来标志洛氏硬度值。此常数规定为0.2mm （用于 HRC、HRA）和 0.26mm （用于 HRB）,此外在读数上再规定 0.002mm为一度,这样前一常数为100 度（在试验机 表盘上为 100 格（一圈）,后一常数为130 度（在表盘上为一圈再加 30 格,为 130 格）,因此HRC =t=0.2 - t = 100 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结HRB = 0.26 - t = 130 -压头与载荷的搭配：洛氏硬度的压头分硬质和软质两种。硬质的由顶角0.0020.0021 2 0 。 的 金 刚
29、石 圆 锥 体可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结制成,适用于测定淬火钢等较硬的金属材料。软质的为直径 1/16（ 1.875mm）或 1/8 （ 3.175mm）钢球,适用于退火钢、有色金属等较软材料硬度值的测定。生产上用得最多的是A 级、B 级和 C 级,即 HRA（金刚石圆锥压头、 60kgf 载荷）, HRB （ 1/16 钢球压头、 100kgf 载荷）和 HRC （金 刚石圆锥压头、150kgf 载荷）,而其中又以 HRC用的最普遍。优点：有硬质、软质两种压头,适用于各种不同硬质材料的检验,不存在压头变形冋题;压痕小,不伤工件表面。操作快速,立刻得出数据,生产效率高,适
30、用于大量生产中的成品检验。缺点：不同硬度级测得的硬度值无法统一起来,如 HRA , HRB, HRC数据不具有可比性 ;对组织结构不一样,特殊是具有粗大组成相或粗大晶粒的金属材料,因压痕太小,可能正好压在个别组成相上,缺乏代表性。材料中有偏析或组织不匀称时,数据重复性差,分散度大。维氏硬度原理：与布氏硬度相同,也是依据单位压痕陷凹面积上承担的载荷,即应力值作为硬度值的计量指标。所不同的是,维氏硬度采纳锥面夹角为136。的四方角锥体,有金刚石制成。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结运算公式：HV= F=佃僚可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结优点：不存在布氏硬度试验载荷
31、p 和压头直径 D的规定条件的约束,以及压头变形问题,且通过维氏硬度试验所得到的硬度值和通过布氏硬度试验所得到的硬度值能完全相等。不存在洛氏硬度试验那种硬度值无法统一的问题,维氏硬度试验和洛氏硬度试验一样可以试验任何软硬的材料,并且比洛氏硬度试验能更好的测试极薄件的硬度。采纳四方角锥,当载荷转变时压入角不变,因此载荷可以任意挑选。缺点：硬度值需通过测量对角线后才能运算（或查表）出来,生产效率没有洛氏硬度试验高,不相宜成批生产的质量检验读数： 640HV30/20 （维氏硬度值 HV试验载荷 / 加载时间）显微硬度显微硬度是用来测量尺寸很小或很薄零件的硬度,或者是用来测量各种显微组织的硬度。其试
32、验原理与维氏硬度相同。所不同的是,载荷以gf 计量,压痕对角线长度以微米计量。压头：一种是维氏压头,和宏观的维氏硬度压头一样,只是在金刚石四方锥的制造上和测量上更加严可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结p格。另一种是努氏压头,它是一菱形的金刚锥体。努氏硬度的运算公式： HK = =彩努氏硬度和维氏显微硬度的比较： 在测量渗碳（或氮化）淬硬层的硬度分布时,努氏压痕的排列与分布较维氏压痕更紧凑。 在相同的对角线长度下（努氏压痕以长对角线计）,努氏压痕的深度与面积只有维氏压痕的 15%,这对测量薄层硬度如电镀层特殊相宜。2.6 缺口试样在静载荷下的力学性能缺口效应：实际机件不是横截面匀称
33、无变化的光滑体,往往存在截面的急剧变化,这些截面变化的部位可视为缺口,由于缺口的存在,在静载荷作用下缺口截面上的应力状态将发生变化,产生缺口效应。缺口效应的影响： 引起应力集中。 应力状态由单向转变为两向或三向应力状态应变集中。局部应变速率增大。腐蚀倾向加大。金属材料的缺口敏锐性指标用缺口试件的抗拉强度abn 与等截面尺寸光滑试件的抗拉强度Ob 的比值表示,称为缺口敏锐度,记为NSR, 即 NSR=型。NSR越大,缺口敏锐性越小。脆性材Ob料的 NSR总是小于 1, 说明缺口根部尚未发生明显塑性变形时就已经断了,对缺口很敏锐。高强度材料的 NSR般也小于 1, 塑性材料的 NSR 般大于 1。
34、可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第三章材料在冲击载荷下的力学性能3.3低温脆性低温脆性：随温度降低金属材料由韧性断裂转变为脆性断裂的现象。发生脆性转变的温度称为脆性转变温度。什么材料简单发生低温脆断 .对于以面心六方金属为基础的中、低强度材料和大部分密排六方金属,在很宽的温度范畴内其冲击功都很高,基本不存在低温脆性问题。只有以体心立方金属为基础的,如中低强度钢和铍、锌等具有明显的低温脆性,这些金属材料称为冷脆金属。低温脆性是材料屈服强度随温度降低急剧增加的结果。屈服点 cs 随温度下降反而上升,材料的解理断裂强度oc 随温度变 化很小,两条曲线相交于一点,交点对应的温度即为韧脆
35、转变温度 Tk。当温度高于 Tk 时, o o 材料受载后先屈服再断裂为韧性断裂。低于 Tk 时,外加应力先达到 o,材料表现为脆性断裂。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结低温脆性的本质o s 和 o c 随温度变化示意图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结1 2柯垂尔提出的脆断条件,即公式 Cid .+ k yk y = a GY 只要公式左端大于右端之值,即0 0,就可发生脆断。 G是组织结构不敏锐的性能,凡是增加c、ky 和 d 的因素都将促进脆断,使冷脆断转化温度上升。凡使 a 和 Y 值减小的也将促使脆断,使冷脆断转化温度上升。0位错在晶体中运动的点阵摩擦阻
36、力,包括派纳力、溶质原子以及其次相对位错运动的阻力。对体心立方金属,派纳力随温度的降低而急剧上升,这是体心立方金属产生冷脆的主要缘由。ky 反映位错被原子或其次相钉扎运动难易程度的参量,ky 值越大,位错运动越困难。ky 值并不由于温度降低而显著增加。d晶粒直径。细化晶粒既提高断裂强度也提高屈服强度,但断裂强度相对提高较多,因此细化晶粒总是使冷脆转化温度降低。a 表示在外加载荷下切应力和正应力之比。Y 材料的有效表面能。影响韧脆转变温度 ？.的主要因素1、材料晶格类型的影响：体心立方金属在温度较高时,变形才能尚好,在低温下,脆性增加。2、合金成分的影响：钢中的C、P、0、H、N、Mo、Al 、
37、Si 都使 Tk 上升。 Ni 、Mn、Ti 、V 都使 Tk 下降。3、晶粒尺寸的影响：细化晶粒使Tk 下降,同时仍可以改善塑性韧性。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结4、显微组织的影响：冷作时效、上贝氏体使Tk 上升。低温马氏体、奥氏体、高温回火组织都 使 Tk 下降。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结第四章材料的断裂韧性4.1 概述断裂是工程构件最危急的一种失效方式,特殊是脆性断裂,它是突然发生的破坏,断裂前没有明显的征兆,经常引起灾难性的破坏事故并造成庞大的经济缺失。4.2 裂纹尖端的应力场II 型（滑开型）裂纹形式三种断裂类型I 型裂纹（张开型）：拉应力垂
38、直于裂纹面扩展面,裂纹沿作用力方向张开,沿裂纹面扩展。如轴的横向裂纹在轴向拉力或弯曲力作用下的扩 展、容器纵向裂纹在内压力下的扩展。II 型裂纹（滑开型）：切应力平行于裂纹面 ,而且与裂纹垂直,裂纹沿裂纹面平行滑开扩展。 如轮齿或花键根部沿切线方向的裂纹,或者受 扭转的薄壁圆筒上的环形裂纹。III 型裂纹（撕开型）：切应力平行作用于裂纹面,而且与裂纹线平行,裂纹沿裂纹面撕开扩展。如圆周上有一环形切槽,受到扭转作用引起的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结断裂。应力强度因子 KI :（& .III 型（滑开型）裂纹形式表征裂纹尖端应力场特性。裂纹尖端区域的确定点,其应力重量就由KI可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结打算,KI 越大应力场各应力重量也越大。任何I 型断裂的应力场强度因子的一般形式为KI =与裂纹几何外形及加载方式有关,一般丫=12 ; 同理, Ku =丫&,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结丫応,丫 为裂纹的外形系数,KIII4.3 断裂韧性和断裂判据裂纹体发生失稳断裂的临界KI 值记作 Kc 或 KIC,称为断裂韧性。 KC 是平面应力状态下的断裂韧性,表示平面应力条件下材料抗击裂纹失稳扩展的才能。Kic 为平面应变下的断裂韧性,表示在平面应变条件下材料抗击裂纹