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1、第二讲硬度、韧性与疲劳第二讲硬度、韧性与疲劳【教学内容】1、硬度、韧性的概念及其意义；2、疲劳的概念及其意义。【教学要求】1、较深入地认识硬度、韧性的概念、试验原理和方法，有一定的分析和运用能力；2、认识疲劳的危害和提高疲劳强度的措施。1第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度一、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。1摆锤式一次冲击试验冲击吸收功:试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功(Ak)。Ak=mgh-mgh12第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度一、韧性1摆锤式
2、一次冲击试验冲击吸收功:试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功(Ak)。Ak=mgh-mgh1冲击韧度:冲击试样缺口底部单位横截面积上的冲击吸收功(a k）。Ak越大，材料的韧性越好。3第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度一、韧性1摆锤式一次冲击试验40Cr40Cr钢冲击吸收功测定试验钢冲击吸收功测定试验4第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度一、韧性1摆锤式一次冲击试验冲击吸收功 Ak 与温度有关。由左图可知，Ak 随温度降低而减少，在某一温度区域，Ak急剧变化，此温度区域称为韧脆转变温度。脆转变温度越低，材料的低温冲击性能越好。5第一章
3、第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度一、韧性2小能量多次冲击试验简介金属材料抵抗小能量多次冲击的能力叫做多冲抗力。机械零件一般是在受多次小能量重复冲击后才破坏的。多冲抗力可用一定冲击能量下冲断周次N表示。试验证明，材料的多冲抗力取决于材料强度与韧性的综合力学性能，冲击能量高时，主要取决于材料的韧性；冲击能量低时,主要取决于强度。6第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度二、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b，甚至小于S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。7第一章第一章 金属的力学性能金属的力学性能第三节韧性与疲劳强度二、疲劳强度试验证明，当低于某一数值时，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。8