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1、第一节 金属的力学性能,热处理基础知识,授课人：杨爱华,回主页,金属的力学性能,一、 强 度,四、 冲击韧性,三、 硬 度,二、 塑 性,上一页,下一页,回主页,五、 疲劳强度,一、强度,强度是机械零件（或工程构件）在设计、加工、使用过程中的主要性能指标，特别是选材和设计的主要依据。,（二）强度的测定拉伸实验,1. 拉伸试样（GB6397-86）,2. 力伸长曲线（以低碳钢试样为例）,3. 脆性材料的拉伸曲线,返 回,上一页,下一页,回主页,1. 拉伸试样（GB6397-86）,长试样：L0=10d0,短试样：L0=5d0,返 回,上一页,下一页,回主页,2. 力伸长曲线,弹性变形阶段,屈服阶
2、段,颈缩现象,拉伸试验中得出的拉伸力与伸长量的关系曲线。,强化阶段,返 回,上一页,下一页,回主页,3. 脆性材料的拉伸曲线（与低碳钢试样相对比）,脆性材料在断裂前没有明显的屈服现象。,返 回,上一页,下一页,回主页,（三）强度指标,1.屈服点,2.抗拉强度,在拉伸试验过程中，载荷不增加，试样仍能继续伸长时的应力，用符号s表示。,材料在断裂前所能承受的最大应力，用符号b表示。,脆性材料的屈服点：,试样卸除载荷后，其标距部分的残余伸长率达到试样标距长度的0.2%时的应力，用符号0.2表示。,返 回,上一页,下一页,回主页,1.屈服点,应用：s和0.2常作为零件选材和设计的依据。,脆性材料的屈服点
3、,L,F,0,F0.2,返 回,上一页,下一页,回主页,计算公式,2.抗拉强度,应用：脆性材料制作机械零件和工程构件时的选材和设计的依据。,返 回,上一页,下一页,回主页,计算公式,（二）衡量指标,二、 塑 性,金属材料断裂前发生永久变形的能力。,断面收缩率：,伸长率：,试样拉断后，标距的伸长与原始标距的百分比。,试样拉断后，颈缩处的横截面积的缩减量与原始横截面积的百分比。,返 回,上一页,下一页,回主页,（一） 定义,伸长率（ ）,l1试样拉断后的标距,mm;,l0试样的原始标距,mm。,返 回,上一页,下一页,回主页,断面收缩率（ ）,S0试样原始横截面积,mm2；,S1颈缩处的横截面积,
4、mm2 。,返 回,上一页,下一页,回主页,（一）布氏硬度,（二）洛氏硬度,三、 硬 度,（三）维氏硬度,1. 原理,（一）布氏硬度,返 回,上一页,下一页,回主页,返 回,上一页,下一页,回主页,1. 原理,（二）洛氏硬度,返 回,上一页,下一页,回主页,2. 应用范围,2067,1500N,120金刚石圆锥体,HRC,25100,1000N,1.588mm钢球,HRB,7085,600N,120金刚石圆锥体,HRA,返 回,上一页,下一页,回主页,常用洛氏硬度标度的试验范围,优点：操作简便、迅速，效率 高，可直接测量成品件 及高硬度 的材料。,3. 优缺点,缺点：压痕小，测量不准确， 需多次测量。,返 回,上一页,下一页,回主页,四、冲击韧性,（三）冲击试验原 理及方法,（二）冲击试样,返 回,上一页,下一页,回主页,计算公式 Ak=GH1 - GH2 =G（H1 - H2）,试验原理：试样被冲断过程中吸收的能量即冲击吸收功（Ak ）等于摆锤冲击试样前后的势能差。,返 回,上一页,下一页,回主页,试验过程如图所示。,冲击韧度（a k）：冲击吸收功除以试样缺口处截面积。,五、疲劳强度,