強(qiáng)度與塑性.ppt

,拉伸試驗(yàn)機(jī),拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象,低碳鋼拉伸過(guò)程變化的三個(gè)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(qiáng)度與塑性,指試樣拉斷后標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距長(zhǎng)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(píng)定指標(biāo)是斷后伸長(zhǎng)率和斷面收縮率。,1、斷后伸長(zhǎng)率 A,A=L/Lo x 100%,L：是標(biāo)距的伸長(zhǎng)量 L0：是原始標(biāo)距,2、斷面收縮率 Z,指試樣拉斷后縮項(xiàng)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(zhǎng)、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(cè)出的斷后伸長(zhǎng)率會(huì)有所不同。當(dāng)我們?cè)诓煌牧现g進(jìn)行塑性比較時(shí)應(yīng)選用相同標(biāo)準(zhǔn)的試樣進(jìn)行測(cè)定。 斷面收縮率不受試樣尺寸的影響。 總結(jié)： 斷后伸長(zhǎng)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(jìn)行鍛壓、軋制等成形工藝，而且在使用過(guò)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(shí)幾乎不產(chǎn)生明顯的塑性變形，超載時(shí)會(huì)突然斷裂，再使用過(guò)程中必須注意。,強(qiáng)度的指標(biāo),強(qiáng)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(qiáng)度可分為屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗剪切強(qiáng)度等。經(jīng)常使用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。,1、屈服強(qiáng)度,在試驗(yàn)過(guò)程中力不增加而試樣仍能繼續(xù)伸長(zhǎng)時(shí)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(jì)初始瞬時(shí)效應(yīng)時(shí)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(shí)材料失去了對(duì)變形的抵抗能力。,2、抗拉強(qiáng)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(shí)，材料將產(chǎn)生斷裂。 Rm常用作脆性材料的選材和設(shè)計(jì)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(yàn)方法有關(guān)。,2、硬度的測(cè)試方法及指標(biāo) 測(cè)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(jì)）,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(yàn)力壓入待測(cè)材料表面，保持規(guī)定時(shí)間并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后卸除試驗(yàn)力，測(cè)量材料表面壓痕直徑，以計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)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(shí)驗(yàn)力 D: 壓頭直徑 d: 壓痕平均直徑,實(shí)際測(cè)定時(shí)，一般不進(jìn)行計(jì)算，而是用放大鏡測(cè)量出壓痕直徑后，直接查表得出。,布氏硬度計(jì),3、優(yōu)缺點(diǎn) （1）測(cè)量值較準(zhǔn)確，重復(fù)性好，可測(cè)組織不均勻材料 （2）可測(cè)的硬度值不高 （3）不用于測(cè)試成品與薄件 （4）測(cè)量費(fèi)時(shí)，效率低,4、測(cè)量范圍 用于測(cè)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(jì)）,原理: 用金剛石圓錐或淬火鋼球，在試驗(yàn)力的作用下壓入試樣表面，經(jīng)規(guī)定時(shí)間后卸除試驗(yàn)力，用測(cè)量的殘余壓痕深度增量來(lái)計(jì)算硬度的一種壓痕硬度試驗(yàn)。,2、洛氏硬度值 用測(cè)量的殘余壓痕深度表示，可從表盤(pán)上直接讀出。 計(jì)算方法：,可以直接讀出。,3、優(yōu)缺點(diǎn) （1）試驗(yàn)簡(jiǎn)單、方便、迅速 （2）壓痕小，可測(cè)成品，薄件 （3）數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，應(yīng)測(cè)三點(diǎn)取平均值 （4）不應(yīng)測(cè)組織不均勻材料，如鑄鐵。,4、測(cè)量范圍 用于測(cè)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(gè)標(biāo)尺，常用的標(biāo)尺為A、B、C。,符號(hào)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(yàn),原理:用夾角為136的金剛石四棱錐體壓頭，使用很小試驗(yàn)力F（49.03-980.07N）壓入試樣表面，經(jīng)過(guò)規(guī)定的保持時(shí)間后卸載，以實(shí)驗(yàn)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(duì)角線長(zhǎng)度表示。,測(cè)量時(shí)可直接讀出,3、優(yōu)缺點(diǎn) （1）測(cè)量準(zhǔn)確，應(yīng)用范圍廣（硬度從極軟到極硬） （2）可測(cè)成品與薄件 （3）試樣表面要求高，費(fèi)工