《工程材料力学性能》期末复习笔记(7)

2021-01-20 18:32

由本人自己,基于机械工业出版社《工程材料力学性能》第2版(束德林主编),针对四川大学材料学院金属材料工程系期末复习整理。

(1)缺口试样弹性状态下应力分布

A、应力分布不均匀;B、缺口根部产生应力集中;C、缺口越尖锐,应力越大;D、缺口根部还出现了横向拉应力。 后果:引起应力集中;改变缺口前方应力状态;降低构件使用安全性。

(2)缺口试样塑性状态下的应力分布

“缺口强化”现象

2、缺口试样静拉伸试验

★缺口敏感度:缺口试样的抗拉强度σbn与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度σb的比值表示缺口敏感度,即为

σbn

σb3、缺口试样静弯曲试验

六、硬度

1、金属硬度的意义及硬度试验的特点

划痕法:表征金属切断强度;

弹性回跳法:表征金属弹性变形功的大小;

压入法:表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力;

★压入法硬度试验特点:A、压入法应力状态最软(a>2);B、实验设备简单,操作方便;C、造成损伤小;D、硬度和强度之间无严格对应关系,但是有大量工程拟合关系。

2、硬度试验

(1)、★布氏硬度试验的基本原理(1900定,吃软不吃硬)

在直径D的钢珠(淬火钢或硬质合金球)上,加一定负荷F,压入被试金属的表面,保持规定时间卸除压力,

根据金属表面压痕的陷凹面积计算出应力值,以此值作为硬度值大小的计量指标。

压痕相似原理:A、由于不同材料的硬度不同,试样的厚度不同,测定布氏硬度时适用不同直径的压头和压

力;B、要在同一材料(但是厚度不同的多个试样)上测得相同的布氏硬度或在不同材料上测得的硬度可以相互比较;C、压痕的形状必须相似,即压入角应该相等;D、布氏硬度相同时,要保证压入角相等;E、试样的厚度-定压头直径D-表2-2定值-定载荷

★布氏硬度特点:A、直径较大的压头,压痕面积大,能反应较大范围内材料各组成相的综合平均性能,不

受个别相和微区不均匀性的影响;B、分散性小,重复性好,数据稳定;C、适用于粗大晶粒或粗大组成相的材料的硬度,像灰铸铁和轴承合金等。

优点:A、代表性全面,因为其压痕面积较大,能反映金属表面较大体积范围内各组成相综合平均的性能数

据,故特别适宜于测定灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或粗大组成相的金属材料。B、试验数据稳定。试验数据从小到大都可以统一起来。

★布氏硬度缺点:A、钢球本身变形问题。对HB>450以上的太硬材料,因钢球变形已很显著,影响所测数

据的正确性,因此不能使用。B、由于压痕较大,不宜于某些表面不允许有较大压痕的成品检验,也不宜于薄件试验。C、不同材料需更换压头直径和改变试验力,压痕直径的测量也较麻烦。

表示方法:硬度值HBW球直径/试验力/试验力保持时间(10-15S不标注)

eg:150HBS10/3000/30表示直径淬火钢球,加压3000KGF,保持30S,测得的布氏硬度值为150;

500HBW5/750,表示硬质合金球,压头直径5mm,加压750KGF,保持10-15S,测得的硬度值为500;

(2)、洛氏硬度的测量原理(1919,软硬通吃)

压头有两种:一种是圆锥角为120度的金刚石圆锥体;另一种是一定直径的小淬火钢球或硬质合金球。

洛氏硬度是以压痕陷凹深度作为计量硬度值的指标。

洛氏硬度试验的优缺点

洛氏硬度试验避免了布氏硬度试验所存在的缺点。

★洛氏硬度优点: 1)因有硬质、软质两种压头,故适于各种不同硬质材料的检验,不存在压头变形问题;

2)压痕小,不伤工件,适用于成品检验 ;

3)操作迅速,立即得出数据,测试效率高。

★洛氏硬度缺点:代表性差,用不同硬度级测得的硬度值无法统一起来,无法进行比较。


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