強度與塑性.ppt

,拉伸試驗機,拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象,低碳鋼拉伸過程變化的三個階段：,塑性變形階段,彈性變形階段,頸縮現(xiàn)象至斷裂,斷裂后,強度與塑性,指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長量與原標(biāo)距長度的百分比。,塑性指標(biāo) 塑性是材料在靜載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不破壞的能力。評定指標(biāo)是斷后伸長率和斷面收縮率。,1、斷后伸長率 A,A=L/Lo x 100%,L：是標(biāo)距的伸長量 L0：是原始標(biāo)距,2、斷面收縮率 Z,指試樣拉斷后縮項處橫截面積的最大縮減量與原始橫截面積的百分比。,Z=S/So x 100%,S0:拉伸試樣原橫截面積。 S:縮頸處橫截面的最大縮減量,注意: 由于標(biāo)準(zhǔn)試樣有長、短和定標(biāo)距之分，所以同一材料用不同的標(biāo)準(zhǔn)試樣測出的斷后伸長率會有所不同。當(dāng)我們在不同材料之間進行塑性比較時應(yīng)選用相同標(biāo)準(zhǔn)的試樣進行測定。 斷面收縮率不受試樣尺寸的影響。 總結(jié)： 斷后伸長率和斷面收縮率的數(shù)值越大，表示材料的塑性越好。塑性良好的材料不僅能順利的進行鍛壓、軋制等成形工藝，而且在使用過程中發(fā)生超載，由于塑性變形、可以避免突然斷裂。 鑄鐵、高碳鋼、陶瓷等脆性材料，由于塑性較低，拉伸時幾乎不產(chǎn)生明顯的塑性變形，超載時會突然斷裂，再使用過程中必須注意。,強度的指標(biāo),強度指材料抵抗塑性變形和斷裂的能力 。,按照載荷作用方式的不同，強度可分為屈服強度、抗拉強度、抗彎強度、抗壓強度和抗剪切強度等。經(jīng)常使用的強度指標(biāo)有屈服強度和抗拉強度。,1、屈服強度,在試驗過程中力不增加而試樣仍能繼續(xù)伸長時的應(yīng)力。,ReL= FeL/S0 (下屈服度) ReH= FeH/S0 (上屈服度),eL：屈服階段不計初始瞬時效應(yīng)時的最低載荷。 eH：發(fā)生屈服而力首次下降前的最高載荷。 0 ：原始橫截面面積。 小結(jié)：發(fā)生屈服現(xiàn)象以后，此時材料失去了對變形的抵抗能力。,2、抗拉強度,指試樣拉斷前所承受的最大拉應(yīng)力。 其物理意義是在于它反映了最大均勻變形的抗力。,Rm = Fm/S0 Fm：拉伸試樣承受的最大載荷 當(dāng)材料的內(nèi)應(yīng)力RRm時，材料將產(chǎn)生斷裂。 Rm常用作脆性材料的選材和設(shè)計的依據(jù)。,硬度,1、定義：指材料局部表面抵抗塑性變形和破壞的能力。它是衡量材料軟硬程度的指標(biāo)，其物理含義與試驗方法有關(guān)。,2、硬度的測試方法及指標(biāo) 測試方法：壓入法 指標(biāo)： 布氏硬度 洛氏硬度 維氏硬度,布氏硬度,1、布氏硬度（布氏硬度計）,原理:用一定直徑的球體（淬火鋼球或硬質(zhì)合金球）以相應(yīng)的試驗力壓入待測材料表面，保持規(guī)定時間并達到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗力，測量材料表面壓痕直徑，以計算硬度的一種壓痕硬度試驗方法。 2、布氏硬度值 用球面壓痕單位面積上所承受有平均壓力表示。,F: 實驗力 D: 壓頭直徑 d: 壓痕平均直徑,實際測定時，一般不進行計算，而是用放大鏡測量出壓痕直徑后，直接查表得出。,布氏硬度計,3、優(yōu)缺點 （1）測量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測組織不均勻材料 （2）可測的硬度值不高 （3）不用于測試成品與薄件 （4）測量費時，效率低,4、測量范圍 用于測量灰鑄鐵、結(jié)構(gòu)鋼、非鐵金屬、低碳鋼、有色金屬,洛氏硬度,1、洛氏硬度（洛氏硬度計）,原理: 用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時間后卸除試驗力，用測量的殘余壓痕深度增量來計算硬度的一種壓痕硬度試驗。,2、洛氏硬度值 用測量的殘余壓痕深度表示，可從表盤上直接讀出。 計算方法：,可以直接讀出。,3、優(yōu)缺點 （1）試驗簡單、方便、迅速 （2）壓痕小，可測成品，薄件 （3）數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)測三點取平均值 （4）不應(yīng)測組織不均勻材料，如鑄鐵。,4、測量范圍 用于測量淬火鋼、硬質(zhì)合金等材料.,鋼球壓頭與金剛石壓頭,洛氏硬度壓痕,根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。,符號HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標(biāo)尺。,維氏硬度,1、維氏硬度試驗,原理:用夾角為136的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗力F（49.03-980.07N）壓入試樣表面，經(jīng)過規(guī)定的保持時間后卸載，以實驗力與壓痕面積的比值關(guān)系作為維氏硬度。,2、維氏硬度值 用壓痕對角線長度表示。,測量時可直接讀出,3、優(yōu)缺點 （1）測量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬） （2）可測成品與薄件 （3）試樣表面要求高，費工