无机材料物理性能资料.pptx

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1、会计学1无机材料物理性能资料无机材料物理性能资料n 断裂行为断裂行为断裂行为断裂行为n 理论结合强度理论结合强度理论结合强度理论结合强度n 断裂理论断裂理论断裂理论断裂理论 第二章第二章 无机材料脆性断裂与强度无机材料脆性断裂与强度第1页/共59页2-12-1 脆性断裂现象脆性断裂现象第2页/共59页断裂现象断裂现象脆性断裂的断裂面脆性断裂的断裂面第3页/共59页断裂现象断裂现象船身断裂，一分为二的船身断裂，一分为二的Schenectady 号油轮号油轮第4页/共59页垮塌后的彩虹桥垮塌后的彩虹桥脆脆性性断断裂裂第5页/共59页 4040人死亡；人死亡；人死亡；人死亡；14 14人受伤；人受伤

2、；人受伤；人受伤；直接经济损失直接经济损失直接经济损失直接经济损失631631万元。万元。万元。万元。1999 1999年年年年1 1月月月月4 4日，我国重庆市綦江县日，我国重庆市綦江县日，我国重庆市綦江县日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成：彩虹桥发生垮塌，造成：彩虹桥发生垮塌，造成：彩虹桥发生垮塌，造成：断裂现象断裂现象第6页/共59页脆性断裂现象脆性断裂现象断裂现象分类断裂现象分类断裂现象分类断裂现象分类:n n金属类：金属类：金属类：金属类：先是弹性形变，然后塑性变，先是弹性形变，然后塑性变，先是弹性形变，然后塑性变，先是弹性形变，然后塑性变，直至断裂。直至断裂。直至断裂。直至断

3、裂。n n高分子类：高分子类：高分子类：高分子类：先是弹性形变（很大），先是弹性形变（很大），先是弹性形变（很大），先是弹性形变（很大），然然然然 后塑性形变，直至断裂。后塑性形变，直至断裂。后塑性形变，直至断裂。后塑性形变，直至断裂。n n无机材料：无机材料：无机材料：无机材料：先是弹性形变（较小），先是弹性形变（较小），先是弹性形变（较小），先是弹性形变（较小），然然然然 后不发生塑性形变（或很小）后不发生塑性形变（或很小）后不发生塑性形变（或很小）后不发生塑性形变（或很小）而直接脆性断裂。而直接脆性断裂。而直接脆性断裂。而直接脆性断裂。第7页/共59页脆性断裂现象脆性断裂现象 脆性断裂的

4、特点脆性断裂的特点l l断裂前无明显的预兆断裂前无明显的预兆断裂前无明显的预兆断裂前无明显的预兆l l断裂处往往存在一定的断断裂处往往存在一定的断断裂处往往存在一定的断断裂处往往存在一定的断裂源裂源裂源裂源l l由于断裂源的存在，实际由于断裂源的存在，实际由于断裂源的存在，实际由于断裂源的存在，实际断裂强度断裂强度断裂强度断裂强度 远远小于理论强度远远小于理论强度远远小于理论强度远远小于理论强度第8页/共59页脆性断裂现象脆性断裂现象脆性断裂的微观过程脆性断裂的微观过程突发性裂纹扩展突发性裂纹扩展突发性裂纹扩展突发性裂纹扩展裂纹的缓慢生长裂纹的缓慢生长裂纹的缓慢生长裂纹的缓慢生长第9页/共59

5、页2-22-2 理论结合强度理论结合强度固体的强度固体的强度固体材料抵抗固体材料抵抗破坏的能力破坏的能力n n按破坏形式分：屈服强度按破坏形式分：屈服强度按破坏形式分：屈服强度按破坏形式分：屈服强度 断裂强度断裂强度断裂强度断裂强度n n按讨论方式分：理论强度按讨论方式分：理论强度按讨论方式分：理论强度按讨论方式分：理论强度 实际强度实际强度实际强度实际强度断裂理论第10页/共59页理论结合强度理论结合强度Orowan 模模型型断裂理论原子间约束力和距离间的关系原子间约束力和距离间的关系第11页/共59页理论结合强度的推导理论结合强度的推导理论结合强度的推导理论结合强度的推导断裂理论断裂功断裂

6、功 形成两个新的表面形成两个新的表面 由虎克定由虎克定律律 第12页/共59页理论结合强度理论结合强度Orowan 模模型型根据根据根据根据Orowan Orowan Orowan Orowan 模型，经过推导出：模型，经过推导出：模型，经过推导出：模型，经过推导出：高强度的固体必须要求高强度的固体必须要求E E、大，大，a a小，小，约为约为aE/100aE/100，故理论结合强度可写成：，故理论结合强度可写成：断裂理论第13页/共59页理论结合强度的推导理论结合强度的推导理论结合强度的推导理论结合强度的推导材料材料thKg/mm2 c th/c材料材料 th c th/cAl2O3晶须晶须

7、500015403.3Al2O3宝石宝石500064.477.6铁晶须铁晶须300013002.3BeO357023.8150奥氏型钢奥氏型钢20483206.4MgO245030.181.4硼硼348024014.5Si3N4热压热压385010038.5硬木硬木10.5SiC49009551.6玻璃玻璃69310.566.0Si3N4烧结烧结385029.5130NaCl4001040.0AlN28006010046.728.0Al2O3刚玉刚玉500044.1113第14页/共59页线弹性断裂力学的基本理论线弹性断裂力学的基本理论v InglisInglis断裂理论断裂理论断裂理论断裂理

8、论 v Griffith Griffith脆断理论脆断理论脆断理论脆断理论 v Irwin-Orowan Irwin-Orowan 理论理论理论理论 断裂理论第15页/共59页InglisInglis断裂理论断裂理论贡献贡献：看到了缺陷、解释了实际强度远低于看到了缺陷、解释了实际强度远低于看到了缺陷、解释了实际强度远低于看到了缺陷、解释了实际强度远低于 理论强度的事实。理论强度的事实。理论强度的事实。理论强度的事实。缺点缺点：沿用了传统的强度理论，引用了现成沿用了传统的强度理论，引用了现成沿用了传统的强度理论，引用了现成沿用了传统的强度理论，引用了现成 的弹性力学应力集中理论，并将缺陷的弹性力

9、学应力集中理论，并将缺陷的弹性力学应力集中理论，并将缺陷的弹性力学应力集中理论，并将缺陷 视为椭园孔，未能讨论裂纹型的缺陷。视为椭园孔，未能讨论裂纹型的缺陷。视为椭园孔，未能讨论裂纹型的缺陷。视为椭园孔，未能讨论裂纹型的缺陷。断裂理论第16页/共59页InglisInglis断裂理论断裂理论c2c微裂纹端部的曲率对应于原子间微裂纹端部的曲率对应于原子间距距断裂理论第17页/共59页InglisInglis断裂理论断裂理论 孔洞两个端部的应力几乎取决于孔洞的长度和端部的曲率半径而与孔洞的形状无关，依据弹性理论孔洞两个端部的应力几乎取决于孔洞的长度和端部的曲率半径而与孔洞的形状无关，依据弹性理论：

10、考虑到裂纹尖端曲率半径考虑到裂纹尖端曲率半径与晶格常数与晶格常数 相当相当:故故断裂理论裂纹扩展的条件是：裂纹扩展的条件是：考虑到考虑到:一旦一旦一旦一旦c c增加，增加，增加，增加，进一步增大，更大于进一步增大，更大于进一步增大，更大于进一步增大，更大于 ，裂纹加速扩展，裂纹加速扩展，裂纹加速扩展，裂纹加速扩展第18页/共59页GriffithGriffith断裂理论断裂理论裂纹扩散临界条件的导出裂纹扩散临界条件的导出 断裂理论第19页/共59页GriffithGriffith断裂理论断裂理论(稳定稳定)(临界临界)(扩展扩展)(为表面能为表面能)断裂理论 当当裂裂纹纹进进一一步步扩扩展展一

11、一个个微微小小量量时时，单单位位面面积积释释放放的的能能量为量为 ，形成新生的单位表面积所需的表面能为，形成新生的单位表面积所需的表面能为：第20页/共59页GriffithGriffith断裂理论断裂理论弹性力学方法可求得裂纹扩展时的弹性能改变量：弹性力学方法可求得裂纹扩展时的弹性能改变量：由临界条件得：由临界条件得：断裂理论平面应力状态下裂平面应力状态下裂纹扩展时的临界裂纹扩展时的临界裂纹长度或临界应力：纹长度或临界应力：平面应变状态下裂平面应变状态下裂纹扩展时的临界裂纹扩展时的临界裂纹长度或临界应力：纹长度或临界应力：第21页/共59页GriffithGriffith断裂理论断裂理论n

12、n重要意义：重要意义：首首首首次次次次确确确确定定定定了了了了载载载载荷荷荷荷、形形形形状状状状、裂裂裂裂纹纹纹纹长长长长度度度度和和和和材材材材料料料料裂裂裂裂纹纹纹纹抵抵抵抵抗抗抗抗力力力力之之之之间间间间的的的的关关关关系系系系，为为为为断断断断裂力学的创立奠定了理论基础。裂力学的创立奠定了理论基础。裂力学的创立奠定了理论基础。裂力学的创立奠定了理论基础。断裂理论第22页/共59页Irwin-Orowan理论理论 n n对有塑性性能的金对有塑性性能的金属材料属材料:平面应变状态平面应变状态:平面应力状态平面应力状态:断裂理论第23页/共59页 p为裂纹扩展单位面积在塑性变形中所作的塑性功

13、，由于为裂纹扩展单位面积在塑性变形中所作的塑性功，由于 p (约为约为 的的103量级量级)Irwin-Orowan理论理论 断裂理论第24页/共59页应力场强度因子和应力场强度因子和平面应变断裂韧性平面应变断裂韧性第25页/共59页 2002年11月19日，希腊“威望”号油轮在西班牙加利西亚省所属海域触礁，断裂断裂成两截，随后逐渐下沉。据悉，这艘船上共装有7.7万吨燃料油。生态学家称这可能是世界上最严重的燃油泄漏事件之一。第26页/共59页19121912年号称永不沉没的豪华的泰坦尼克号年号称永不沉没的豪华的泰坦尼克号(TitanicTitanic)沉没于冰海中。沉没于冰海中。1985198

14、5年以后，探险家们数次年以后，探险家们数次深潜到海底研究沉船，取出遗物。深潜到海底研究沉船，取出遗物。19951995年年2 2月美国月美国科科学大众学大众(Popular SciencePopular Science）杂志发表了）杂志发表了R Gannon R Gannon 的的文章，标题是文章，标题是What Really Sank The TitanicWhat Really Sank The Titanic,回回答了答了8080年未解之谜。上图是两个冲击试验结果，左面的年未解之谜。上图是两个冲击试验结果，左面的试样取自海底的试样取自海底的TitanicTitanic号，右面的是近代船用

15、钢板的号，右面的是近代船用钢板的冲击试样。由于早年的冲击试样。由于早年的Titanic Titanic 号采用了号采用了含硫高含硫高的钢板，的钢板，韧性很差，特别是在低温呈韧性很差，特别是在低温呈脆性脆性。所以，冲击试样是典。所以，冲击试样是典型的脆性断口。近代船用钢板的冲击试样则具有相当好型的脆性断口。近代船用钢板的冲击试样则具有相当好的低温韧性的低温韧性。第27页/共59页裂纹扩展方式裂纹扩展方式第28页/共59页裂纹尖端应力场分析裂纹尖端应力场分析掰开型2 arrxxyy 第29页/共59页裂纹尖端应力场分析裂纹尖端应力场分析掰开型K KI I称为应力场强度因子称为应力场强度因子第30页

16、/共59页裂纹尖端应力场分析裂纹尖端应力场分析掰开型裂纹尖端处的一点：裂纹尖端处的一点：裂纹扩展的主要动力裂纹扩展的主要动力 y y即是前述的即是前述的 A所以：所以：第31页/共59页应力场强度因子应力场强度因子大而薄的板，大而薄的板，中心穿透裂纹中心穿透裂纹 大而薄的板，大而薄的板，边缘穿透裂纹边缘穿透裂纹 单边直通切口三单边直通切口三点弯曲梁试样点弯曲梁试样 第32页/共59页 线性断裂力学判据线性断裂力学判据线性断裂力学判据线性断裂力学判据 K KI I=K=KICIC K KI I应力强度因子应力强度因子应力强度因子应力强度因子 K KICIC断裂韧性断裂韧性断裂韧性断裂韧性(临界应

17、力强度因子，临界应力强度因子，临界应力强度因子，临界应力强度因子，由实验确定由实验确定由实验确定由实验确定)应力场强度因子应力场强度因子第33页/共59页临界应力场强度因子临界应力场强度因子(平面应力状态平面应力状态)(平面应变状态平面应变状态)第34页/共59页断裂韧性断裂韧性 临界应力强度因子临界应力强度因子KIC ：当：当KI随着外应力增大到某一临界值，裂纹尖端处的局部应力不断增大到足以使原子键分离的应力随着外应力增大到某一临界值，裂纹尖端处的局部应力不断增大到足以使原子键分离的应力 th，此时，裂纹快速扩展并导致试样断裂。，此时，裂纹快速扩展并导致试样断裂。KIC=c（c)由由:c=（

18、2E /c)1/2 得：得：KIC=（2E )1/2第35页/共59页断裂韧性参数断裂韧性参数(KIC)：是材料固有的性能，也是材料的组成和显微结构的函数是材料固有的性能，也是材料的组成和显微结构的函数,是材料抵抗裂纹扩展的阻力因素。与裂纹的大小、形状以及外力无关。随着材料的弹性模量和断裂能的增加而提高是材料抵抗裂纹扩展的阻力因素。与裂纹的大小、形状以及外力无关。随着材料的弹性模量和断裂能的增加而提高.第36页/共59页经典强度理论与断裂力学强度理论的比较经典强度理论与断裂力学强度理论的比较 经典强度理论经典强度理论 断裂强度理论断裂强度理论断裂准则：断裂准则：b/n K1=（c)K1c 经典

19、强度理论无法保证所设计构件的安全，问题出现在哪儿？经典强度理论无法保证所设计构件的安全，问题出现在哪儿？断裂强度理论又为什么能够保证构件安全？断裂强度理论又为什么能够保证构件安全？第37页/共59页 经典强度理论设计依据的经典强度理论设计依据的 b、s是在尽可能排除缺陷的情况下取得的，是在尽可能排除缺陷的情况下取得的，不反映缺陷对强度的影响。不反映缺陷对强度的影响。而断裂强度理论充分考虑了缺陷对强度的影响，并依此设计和使用材料，因此是安全的。而断裂强度理论充分考虑了缺陷对强度的影响，并依此设计和使用材料，因此是安全的。第38页/共59页 有一构件，实际使用应力为有一构件，实际使用应力为1.30

20、GPa,有下列两种钢供选：有下列两种钢供选：甲钢：甲钢：f=1.95GPa,K1c=45Mpam 12 乙钢：乙钢：f=1.56GPa,K1c=75Mpam 12 传统设计：甲钢的安全系数传统设计：甲钢的安全系数:1.5，乙钢的安全系数乙钢的安全系数 1.2断裂力学观点：断裂力学观点：最大裂纹尺寸为最大裂纹尺寸为1mm,Y=1.5 甲钢的断裂应力为甲钢的断裂应力为:1.0GPa 乙钢的断裂应力为乙钢的断裂应力为:1.67GPa第39页/共59页225 5 裂纹的起源与快速扩展裂纹的起源与快速扩展裂纹的起源裂纹的起源vv 晶体微观缺陷发展成裂纹晶体微观缺陷发展成裂纹晶体微观缺陷发展成裂纹晶体微观

21、缺陷发展成裂纹v材料表面的机械强度损伤与材料表面的机械强度损伤与材料表面的机械强度损伤与材料表面的机械强度损伤与化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀 形成成的表面裂纹形成成的表面裂纹形成成的表面裂纹形成成的表面裂纹最危最危最危最危险的的裂纹险的的裂纹险的的裂纹险的的裂纹 (裂纹的扩展由表面裂纹开裂纹的扩展由表面裂纹开裂纹的扩展由表面裂纹开裂纹的扩展由表面裂纹开始始始始)v热应力引起裂纹热应力引起裂纹热应力引起裂纹热应力引起裂纹v气体逸出形成的裂纹气体逸出形成的裂纹气体逸出形成的裂纹气体逸出形成的裂纹v晶体生长或无定形向晶形转晶体生长或无定形向晶形转晶体生长或无定形向晶形转晶体生长或无定形向晶形转变

22、形成裂纹变形成裂纹变形成裂纹变形成裂纹第40页/共59页裂纹的起源与快速扩展裂纹的起源与快速扩展裂纹的快速扩张（失稳扩展）裂纹的快速扩张（失稳扩展）n n裂纹扩展的动力：裂纹扩展的动力：裂纹扩展的动力：裂纹扩展的动力：n n裂裂裂裂纹纹纹纹扩扩扩扩展展展展的的的的阻阻阻阻力力力力：GGc c =2 2 超超过过临临界界状状态态后后，多多余余的的能能量的去向量的去向n n裂纹的加速扩展裂纹的加速扩展裂纹的加速扩展裂纹的加速扩展n n裂纹的繁殖裂纹的繁殖裂纹的繁殖裂纹的繁殖n n最后形成复杂的断面最后形成复杂的断面最后形成复杂的断面最后形成复杂的断面第41页/共59页防止裂纹扩展的措施防止裂纹扩展

23、的措施 使用应力不超过使用应力不超过使用应力不超过使用应力不超过c c c c 在材料中设置吸收能量的装置在材料中设置吸收能量的装置在材料中设置吸收能量的装置在材料中设置吸收能量的装置 人为地在材料中造成大量极微人为地在材料中造成大量极微人为地在材料中造成大量极微人为地在材料中造成大量极微 细的小于临界尺寸的裂纹。细的小于临界尺寸的裂纹。细的小于临界尺寸的裂纹。细的小于临界尺寸的裂纹。第42页/共59页无机材料中裂纹的亚临界生长无机材料中裂纹的亚临界生长 n在在临临界界应应力力之之下下，裂裂纹纹随随时时间间的的推推移移而而发发生生的的缓缓慢慢扩扩展展的的现现象象称称为为亚亚临临界界生生长长，或

24、或称称为为静静态疲劳态疲劳。n材料在循环应力或渐增应力作材料在循环应力或渐增应力作用下的延时破坏叫做用下的延时破坏叫做动态疲劳动态疲劳。第43页/共59页裂纹亚临界生长机制裂纹亚临界生长机制1.1.应力腐蚀理论应力腐蚀理论要要 点点：在在 一一 定定 的的 坏坏 境境 条条 件件 和和 应应 力力 场场 强强 度度因因子子作作用用下下，材材料料中中关关键键裂裂纹纹尖尖端端处处，裂裂纹纹扩扩展展的的动动力力与与裂裂纹纹阻阻力力的的相相对对大大小小，构构成成裂裂纹纹生生长长或或不不生生长长的的必必要充分条件。要充分条件。起起 因因：材材 料料 长长 期期 暴暴 露露 在在 腐腐 蚀蚀 性性 环环

25、境境 介介 质中，断裂强度降低质中，断裂强度降低。第44页/共59页应力腐蚀理论应力腐蚀理论K K K K值随亚临界裂纹增长的变化值随亚临界裂纹增长的变化值随亚临界裂纹增长的变化值随亚临界裂纹增长的变化 裂纹亚临界生长机制第45页/共59页应力腐蚀理论应力腐蚀理论裂纹裂纹尖端尖端吸附介质表吸附介质表面面 能能 下下 降降新裂纹新裂纹尖尖 端端动力动力阻力阻力动力动力阻力阻力腐蚀介质腐蚀介质裂纹停止生长裂纹停止生长裂纹生长裂纹生长裂裂纹纹快快速速生生长长断裂断裂裂纹亚临界生长机制第46页/共59页应力腐蚀理论应力腐蚀理论n n开裂阻力开裂阻力：Gc=dWs/dc=2 n n开裂动力：开裂动力：G

26、=2c/E 开裂阻力的减小，使得动力开裂阻力的减小，使得动力大于阻力大于阻力裂纹亚临界生长机制第47页/共59页无机材料强度的统计特性无机材料强度的统计特性无机材料强度波动原因的分析无机材料强度波动原因的分析n n材材料料的的临临界界应应力力只只决决定定于于材材料中的料中的最大最大裂纹长度裂纹长度n n裂裂纹纹的的长长度度c在在材材料料内内的的分分布布是是随随机机的的体体积积越越大大，存存在在最最大大裂裂纹纹长长度度的的概概率率也也越越大大。而而材材料料中中，只只要要有有一一条条最最大大长长度度的的初初始始裂裂纹纹，材材料料就就要要失效失效第48页/共59页提高强度改进韧性的途径提高强度改进韧

27、性的途径n n影响材料强度的因素影响材料强度的因素提提提提高高高高材材材材料料料料的的的的强强强强度度度度是是是是指指指指提提提提高高高高其其其其抵抵抵抵抗抗抗抗弹弹弹弹性性性性、塑塑塑塑性性性性及及及及断断断断裂裂裂裂形形形形变变变变的的的的能能能能力力力力，这这这这几几几几项项项项主主主主要要要要决决决决定定定定的的的的指指指指标标标标是是是是E E或或或或G G、及裂纹长度。及裂纹长度。及裂纹长度。及裂纹长度。弹弹弹弹性性性性模模模模量量量量表表表表示示示示原原原原子子子子间间间间的的的的结结结结合合合合力力力力，它它它它是是是是一一一一种种种种结结结结构构构构不不不不敏敏敏敏感感感感性

28、性性性能能能能常常常常数数数数，则则则则与与与与微微微微观观观观结结结结构构构构有有有有关关关关(但但但但单单单单相相相相材材材材料料料料的微观结构对其影响不大的微观结构对其影响不大的微观结构对其影响不大的微观结构对其影响不大)。关键的因素是裂纹长度。关键的因素是裂纹长度。第49页/共59页提高强度改进韧性的途径提高强度改进韧性的途径l l 微晶，高密度与高微晶，高密度与高纯度纯度l l 提高抗裂能力与预提高抗裂能力与预加应力加应力l l 化学强化化学强化l l 相变增韧相变增韧l l 弥散增韧弥散增韧l l 复合增韧复合增韧第50页/共59页硬度硬度硬度硬度n n材料抵抗表面局部塑性变形材料

29、抵抗表面局部塑性变形材料抵抗表面局部塑性变形材料抵抗表面局部塑性变形的能力。的能力。的能力。的能力。n n布氏硬度布氏硬度布氏硬度布氏硬度HBHBHBHB布布氏氏硬硬度度计计第51页/共59页 n n压压压压头头头头为为为为钢钢钢钢球球球球时时时时，布布布布氏氏氏氏硬硬硬硬度度度度用用用用符符符符号号号号HBSHBS表表表表示示示示，适适适适用用用用于于于于布氏硬度值在布氏硬度值在布氏硬度值在布氏硬度值在450450以下的材料。以下的材料。以下的材料。以下的材料。n n压压压压头头头头为为为为硬硬硬硬质质质质合合合合金金金金球球球球时时时时，用用用用符符符符号号号号HBWHBW表表表表示示示示

30、，适适适适用用用用于于于于布氏硬度在布氏硬度在布氏硬度在布氏硬度在650650以下的材料。以下的材料。以下的材料。以下的材料。l符号符号HBS或或HBW之前的数字表示硬度值之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。载荷及载荷保持时间。如如 120HBS10/1000/30 表表 示直径为示直径为10mm的钢球在的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为测得的布氏硬度值为120。布布氏氏硬硬度度压压痕痕第52页/共59页n n布氏硬度的优点：布氏硬度的优点：布氏硬度的优点

31、：布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。测量误差小，数据稳定。测量误差小，数据稳定。测量误差小，数据稳定。n n缺点：缺点：缺点：缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。还硬的材料。还硬的材料。还硬的材料。n n适于测量适于测量适于测量适于测量:退火、正火、调质钢退火、正火、调质钢退火、正火、调质钢退火、正火、调质钢,铸铁及有色金属的硬度。铸铁及有色金属的硬度。铸铁及有色金属的硬度。铸铁及有色金属的硬度。n n材料的材料的材料的材料的 b b与与与与HBHB之间的经

32、验关系：之间的经验关系：之间的经验关系：之间的经验关系：对于低碳钢对于低碳钢对于低碳钢对于低碳钢:b b(MPa)(MPa)3.6HB3.6HB 对于高碳钢：对于高碳钢：对于高碳钢：对于高碳钢：b b(MPa)(MPa)3.4HB3.4HB 对于铸铁：对于铸铁：对于铸铁：对于铸铁：b b(MPa)(MPa)1HB1HB或或或或 b b(MPa)(MPa)0.6(HB-40)0.6(HB-40)HB b(MPa)钢黄铜球墨铸铁第53页/共59页洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度洛氏硬度h1-h0洛氏硬度测试示意图洛氏硬度测试示意图洛洛氏氏硬硬度度计计n n洛洛洛洛 氏氏氏氏 硬硬硬硬 度度度度 用用用用

33、符符符符 号号号号 HRHR表表表表 示示示示，HR=HR=k k-(-(h h1 1-h h0 0)/0.002)/0.002n n根根根根据据据据压压压压头头头头类类类类型型型型和和和和主主主主载载载载荷荷荷荷不不不不同同同同，分分分分为为为为九九九九个个个个标标标标尺尺尺尺，常用的标尺为常用的标尺为常用的标尺为常用的标尺为A A、B B、C C。第54页/共59页n n符号符号符号符号HRHR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。lHRA用于测量高硬度材料用于测量高硬度材料,

34、如硬质合金、表淬层和渗碳层如硬质合金、表淬层和渗碳层。lHRB用于测量低硬度材料用于测量低硬度材料,如有色金属和退火如有色金属和退火、正火钢等。正火钢等。lHRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。l洛氏硬度的优点：洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。操作简便，压痕小，适用范围广。l缺点：缺点：测量结果分散度大。测量结果分散度大。钢球压头与钢球压头与金刚石压头金刚石压头洛氏硬度压痕洛氏硬度压痕第55页/共59页维氏硬度维氏硬度维氏硬度维氏硬度维氏硬度计维氏硬度计维氏硬度试验原理维氏硬度试验原理维氏硬度压维氏硬度压痕痕第56页/共59页n

35、 n维氏硬度用符号维氏硬度用符号维氏硬度用符号维氏硬度用符号HVHV表示，表示，表示，表示，符号前的数字为硬度值，符号前的数字为硬度值，符号前的数字为硬度值，符号前的数字为硬度值，后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间后面的数字按顺序分别表示载荷值及载荷保持时间。n n根据载荷范围不同，规定了三种测定方法根据载荷范围不同，规定了三种测定方法根据载荷范围不同，规定了三种测定方法根据载荷范围不同，规定了三种测定方法维氏硬维氏硬维氏硬维氏硬度试验度试验度试验度试验 、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。、小负荷维氏硬度试验、显微维氏硬度试验。n n维氏硬度保留了布氏硬度和维氏硬度保留了布氏硬度和维氏硬度保留了布氏硬度和维氏硬度保留了布氏硬度和 洛氏硬度的优点。洛氏硬度的优点。洛氏硬度的优点。洛氏硬度的优点。小小负负荷荷维维氏氏硬硬度度计计显微维氏硬度计显微维氏硬度计第57页/共59页物性作业二物性作业二n n一、（资料P106-2）n n二、（资料P106-4）n n三、（资料P107-6）第58页/共59页