金屬材料的性能改

金屬材料的性能改第一頁，共五十三頁，2022年，8月28日材料的性能使用性能工藝性能力學(xué)性能物理性能化學(xué)性能鑄造性能鍛壓性能熱處理性能焊接性能第二頁，共五十三頁，2022年，8月28日力學(xué)性能定義:

是指金屬材料在外力的作用下所表現(xiàn)出來的抵抗能力。第三頁，共五十三頁，2022年，8月28日力學(xué)性能強(qiáng)度硬度斷裂韌度疲勞主要指標(biāo)：塑性韌性第四頁，共五十三頁，2022年，8月28日強(qiáng)度塑性拉伸試驗第五頁，共五十三頁，2022年，8月28日拉伸試驗拉伸試驗機(jī)第六頁，共五十三頁，2022年，8月28日液壓式萬能電子材料試驗機(jī)第七頁，共五十三頁，2022年，8月28日*拉伸試樣：長試樣：L0=10d0短試樣：L0=5d0d0L0第八頁，共五十三頁，2022年，8月28日力—伸長曲線FesbkLFsFbO屈服彈性變形縮頸斷裂塑性變形塑性變形:外力去除后不能消失的變形第九頁，共五十三頁，2022年，8月28日彈性(elasticity):金屬材料受外力作用時產(chǎn)生變形,當(dāng)外力去掉后能恢復(fù)到原來形狀及尺寸的性能。彈性變形(elasticdeformation):隨載荷撤除而消失的變形。彈性極限(elasticlimit):

Fe彈性極限載荷(N)

σe

=

(Mpa)

S0

試樣原始橫截面積(mm2)第十頁，共五十三頁，2022年，8月28日拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象第十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日力—伸長曲線FesbkLFsFbO屈服彈性變形縮頸斷裂塑性變形第十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日強(qiáng)度(strength):

材料在力的作用下抵抗變形和破壞的能力。種類:

抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗扭強(qiáng)度等。

(2)屈服強(qiáng)度(yieldstrength):屈服點S

Fs

σs

=

(Mpa)

S0試樣屈服時的載荷(N)試樣原始橫截面積(mm2)第十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日規(guī)定殘余伸長應(yīng)力：

r0.2=Fr0.2/S0slF0.20.2%l0o第十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日(3)抗拉強(qiáng)度(tensilestrength):試樣在斷裂前所能承受的最大應(yīng)力。Fb試樣斷裂前的最大載荷(N)

σb=

(Mpa)

S0試樣原始橫截面積(mm2)第十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日力學(xué)性能強(qiáng)度硬度韌性斷裂韌度疲勞主要指標(biāo)：塑性第十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日塑性(plasticity):是指材料在載荷作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。(1)斷面收縮率(percentagereductioninarea):是指試樣拉斷處橫截面積S1的收縮量與原始橫截面積S0之比。

S0-S1

ψ=×100%S0

第十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日(2)斷后伸長率(延伸率)specificelongation:

是指試樣拉斷后的標(biāo)距伸長量L1與原始標(biāo)距L0之比。L1–L0δ=×100%L0

δ<2~5%屬脆性材科δ≈5~10%屬韌性材料δ>10%屬塑性材料第十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日長試樣：δ10簡寫為δ

短試樣：δ5

同一種材料的δ5>δ10第十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日硬度(hardness)1.定義：

是指材料抵抗其它更硬物體壓入其表面的能力。第二十頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.硬度試驗方法：（1）壓入法（2）劃痕法（3）回跳法第二十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日

布氏硬度HB洛氏硬度HR維氏硬度HV壓入法第二十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日(一)布氏硬度HB(Brinell-hardness)布氏硬度計

第二十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日觀看布氏硬度第二十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日1.壓頭：淬火鋼球HBS硬質(zhì)合金鋼球HBW第二十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.試驗原理：

用一定直徑的壓頭（球體），以相應(yīng)試驗力壓入待測表面，保持規(guī)定時間卸載后，測量材料表面壓痕直徑，以此計算出硬度值。第二十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日第二十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日

FFHB=——=————SDh

Dh=———2Dd——–——22

22第二十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日布氏硬度值450的材料

選用淬火鋼球壓頭例如：200HBS350HBS第二十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日布氏硬度值450~650的材料

選用硬質(zhì)合金球壓頭例如：550HBW600HBW第三十頁，共五十三頁，2022年，8月28日3.標(biāo)注：符號HBS或HBW之前的數(shù)字表示硬度值，符號后面的數(shù)字按順序分別表示球體直徑、載荷及載荷保持時間。如:120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf（9.807kN）載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。第三十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.特點：優(yōu)點：測量誤差小（因壓痕大），數(shù)據(jù)穩(wěn)定，重復(fù)性強(qiáng)。缺點：壓痕面積較大，測量費時。應(yīng)用：常用于測量較軟材料、灰鑄鐵、有色金屬、退火正火鋼材的硬度。不適于測量成品零件或薄件的硬度。第三十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日(二)洛氏硬度HR(Rockwllhardness)第三十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日觀看洛氏硬度第三十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日1.壓頭：120o金剛石圓錐體鋼球鋼球HRAHRCHRB第三十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.試驗原理：

用錐頂角為120°的金剛石圓錐或直徑1.588mm的淬火鋼球，以相應(yīng)試驗力壓入待測表面，保持規(guī)定時間卸載后卸除主試驗力，以測量的殘余壓痕深度增量來計算出硬度值。第三十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日00112332h1h2h3h1-1初載10kgh12-2總載150kgh23-3卸載140kgh3最后測得：殘余壓痕深度增量hHR=C-h/0.002h=h3-h1HR=h/0.002第三十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日洛氏硬度值的表示：70~85HRA25~100HRB20~70HRC第三十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日HRA、HRB、HRC分別測得的硬度，不可直接比較大小例如：50HRC<70HRA〤50HRB>40HRC〤第三十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日3.特點：優(yōu)點：測量操作簡單，方便快捷，壓痕?。粶y量范圍大，能測較薄工件。缺點：測量精度較低，可比性差，不同標(biāo)尺的硬度值不能比較。第四十頁，共五十三頁，2022年，8月28日是生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的硬度試驗方法?？捎糜诔善窓z驗和薄件表面硬度檢驗。不適于測量組織不均勻材料。應(yīng)用：第四十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日(三)維氏硬度HV

(diamondpenetratorhardness)維氏硬度計第四十二頁，共五十三頁，2022年，8月28日1.壓頭：錐面夾角為136o的金剛石正四棱錐體第四十三頁，共五十三頁，2022年，8月28日2.試驗原理：

與布氏硬度試驗原理基本相同。只是壓頭改用了金剛石四棱錐體。第四十四頁，共五十三頁，2022年，8月28日

以一定的試驗力將壓頭壓入試樣表面，保持規(guī)定時間卸載后，在試樣表面留下一個四方錐形的壓痕，測量壓痕兩對角線長度，以此計算出硬度值。2.試驗原理：第四十五頁，共五十三頁，2022年，8月28日用壓痕兩對角線的平均長度來計算。HV=F/Saad第四十六頁，共五十三頁，2022年，8月28日3.標(biāo)注：

與布氏硬度基本相同，在后面要標(biāo)注試驗條件—試驗力和保持時間（10~15S不標(biāo)）。

例：580HV30表示用30kgf(294.2N)試驗力保持10~15S測定的維氏硬度值為580。第四十七頁，共五十三頁，2022年，8月28日4.特點：優(yōu)點：適用范圍廣，從極軟到極硬材料都可測量;測量精度高，可比性強(qiáng)；能測較薄工件。缺點：測量操作較麻煩，測量效率低。應(yīng)用：廣泛用于科研單位和高校，以及薄件表面硬度檢驗。不適于大批生產(chǎn)和測量組織不均勻材料。第四十八頁，共五十三頁，2022年，8月28日四、工藝性能材料工藝性能的好壞，直接影響到制造零件的工藝方法和質(zhì)量以及制造成本。所以，選材時必須充分考慮工藝性能。4.切削加工性3.可焊性2.可鍛性1.鑄造性第四十九頁，共五十三頁，2022年，8月28日鑄造性是指澆注鑄件時，材料能充滿比較復(fù)雜的鑄型并獲得優(yōu)質(zhì)鑄件的能力。

對金屬材料而言，鑄造性主要包括流動性、收縮率、偏析傾向等指標(biāo)。流動性好、收縮率小、偏析傾向小的材料其鑄造性也好。

對某些工程塑料而言，在其成型工藝方法中，也要求有較好的流動性和小的收縮率。1.鑄造性第五十頁，共五十三頁，2022年，8月28日可鍛性是指材料是否易于進(jìn)行壓力加工的性能。可鍛性好壞主要以材料的塑性和變形抗力來衡量。一般來說，鋼的可鍛性較好，而鑄鐵不能進(jìn)行任何壓力加工。

熱塑性塑料可經(jīng)過擠壓和壓塑成型。

2.可鍛性第五十一頁，共五十三頁，2022年，8月28日可焊性是指材料是否易于焊接在一起并能保證焊縫