第一章材料的力學(xué)行為和性能

1、1、拉伸試驗(yàn)及材料的強(qiáng)度與塑性、拉伸試驗(yàn)及材料的強(qiáng)度與塑性左圖為拉伸試驗(yàn)機(jī)左圖為拉伸試驗(yàn)機(jī)下圖為拉伸試驗(yàn)過下圖為拉伸試驗(yàn)過程中試樣的變形及程中試樣的變形及斷裂。斷裂。由上圖可知：在拉伸載荷作用下，試樣的變形由上圖可知：在拉伸載荷作用下，試樣的變形分為三個階段：彈性變形階段；塑性變形階段；分為三個階段：彈性變形階段；塑性變形階段；斷裂階段。在拉伸試驗(yàn)過程中，可測定的主要斷裂階段。在拉伸試驗(yàn)過程中，可測定的主要力學(xué)性能指標(biāo)有：力學(xué)性能指標(biāo)有：屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度s s，抗拉強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度b ，彈性模量，彈性模量E，斷后伸長率斷后伸長率和斷面收縮率和斷面收縮率。 硬度是指材料抵抗其他硬物體壓入其表面硬度

2、是指材料抵抗其他硬物體壓入其表面的能力。的能力。布什硬度（布什硬度（HBW）（222dDDDFSFHBW表示方法：表示方法：120HBW10/1000/30；后面的數(shù)字依次表示：后面的數(shù)字依次表示：（1）球體直徑；）球體直徑；（2）試驗(yàn)力；）試驗(yàn)力；（3）試驗(yàn)力保持時間（）試驗(yàn)力保持時間（1015s不標(biāo)注）。不標(biāo)注）。主要用于測定組織粗大且不均勻的金屬材料主要用于測定組織粗大且不均勻的金屬材料的硬度，如鑄鋼、鑄鐵、供應(yīng)態(tài)鋼材等。的硬度，如鑄鋼、鑄鐵、供應(yīng)態(tài)鋼材等。硬度標(biāo)尺：硬度標(biāo)尺：HRA、HRB、HRC。其中。其中 C標(biāo)尺最常標(biāo)尺最常用用 。 在批量的成品或半成品質(zhì)量檢驗(yàn)中廣泛使用在批量的成

3、品或半成品質(zhì)量檢驗(yàn)中廣泛使用. 洛氏硬度洛氏硬度維氏硬度維氏硬度表示方法：表示方法： 如：如：640HV30/20 測量精度高、范圍廣，測量精度高、范圍廣，但比較麻煩，主要用于但比較麻煩，主要用于研究工作。研究工作。注：注：各硬度值之間大致有以下關(guān)系：各硬度值之間大致有以下關(guān)系：布氏硬度值在布氏硬度值在200-600范圍內(nèi)，范圍內(nèi)，HBW10HRC；布氏硬度值小于布氏硬度值小于450HBS，HBWHV鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 10 7有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 10 8鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取鋼材的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 10 7有色金屬的循環(huán)

4、次數(shù)一般取有色金屬的循環(huán)次數(shù)一般取 N = 10 8四、四、熱處理熱處理1.熱處理的基本概念熱處理的基本概念2.組織轉(zhuǎn)變臨界溫度組織轉(zhuǎn)變臨界溫度3.熱處理的主要目的熱處理的主要目的: :改變鋼的性能。改變鋼的性能。4.熱處理的分類熱處理的分類熱處理熱處理 普通普通熱處理熱處理 表面表面熱處理熱處理退火退火;正火正火;淬火淬火;回火回火;表面淬火表面淬火 化學(xué)化學(xué)熱處理熱處理感應(yīng)加感應(yīng)加熱淬火熱淬火火焰加火焰加熱淬火熱淬火滲碳滲碳;滲氮滲氮;碳氮共滲碳氮共滲;奧氏體奧氏體形核形核奧氏體奧氏體核長大核長大殘余滲碳?xì)堄酀B碳體溶解體溶解奧氏體成奧氏體成分均勻化分均勻化鋼加熱時常見的缺陷：過熱；氧化；脫

5、碳。鋼加熱時常見的缺陷：過熱；氧化；脫碳。1.退火退火 將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保將組織偏離平衡狀態(tài)的鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），溫一定時間，然后緩慢冷卻（一般為隨爐冷卻），以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做退火。以獲得接近平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝叫做退火。鋼的退火主要有完全退火、等溫退火、球化退火、鋼的退火主要有完全退火、等溫退火、球化退火、擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火等。其中擴(kuò)散退火和去應(yīng)力退火等。其中球化退火主要用于球化退火主要用于共析鋼和過共析鋼，共析鋼和過共析鋼，目的是使二次滲碳體及珠光體目的是使二次滲碳體及珠光體中的滲碳體球狀化（退火前正火將網(wǎng)狀滲碳體破中的滲碳體球狀化（退火前正火將網(wǎng)狀滲碳體破碎），碎），以降低硬度，改善切削加工性能以降低硬度，改善切削加工性能；并為以后；并為以后的淬火作組織準(zhǔn)備。而的淬火作組織準(zhǔn)備。而 去應(yīng)力退火去應(yīng)力退火是為消除鑄造、是為消除鑄造、鍛造、焊接和機(jī)加工、冷變形等冷熱加工在工件中鍛造、焊接和機(jī)加工、冷變形等冷熱加工在工件中造成的殘留內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的低溫退火，稱為去應(yīng)力造成的殘留內(nèi)應(yīng)力而進(jìn)行的低溫退火，稱為去應(yīng)力退火。退火。 回火的種類：根據(jù)回