有些材料在拉伸图中没有明显的水平阶段。通常规定产生0.2塑性变形的应力作为屈服极限,称为条件屈服极限.
二 刚度
金属材料在受力时抵抗弹性变形的能力— 1 材料本质
弹性模量—在弹性范围内,应力与应变的比值.其大小主要决定材料本身. 相当于单位元元变形所需要的应力. ζ=Εε, Ε=ζ/ε=tgα 2几何尺寸\\形状\\受力
相同材料的E相同,但尺寸不同,则其刚度也不同.所以考虑材料刚度时要把E\\形状\\尺寸同时考虑.还要考虑受力情况.
三 强度
强度指金属材料在外力作用下抵抗塑性变形和断裂的能力.
按作用力性质的不同,可分为: 抗拉强度 ζ+ 抗压强度ζ- 抗弯强度ζw 抗剪强度ηb 抗扭强度ζn 常用来表示金属材料强度的指标:
屈服强度: (Pa N/m2) Ps-产生屈服时最大外力, F0-原截面 抗拉强度 (Pa N/m2) Pb-断裂前最大应力.
ζs \\ζb在设计机械和选择评定材料时有重要意义.因金属材料不能在超过ζs的条件下工作,否则会塑变.超过ζb工作,机件会断裂. ζs--ζb之间塑性变形,压力加工 四 硬度
金属抵抗更硬的物体压入其内的能力—
是材料性能的综合物理量,表示金属材料在一个小的体积范围内的抵抗弹性变形\\塑性变形或断裂的能力. 1布式硬度 HB
用直径D的淬火钢球或硬质合金球,在一定压力P下,将钢球垂直地压入金属表面,并保持压力到规定的时间后卸荷,测压痕直径d(用刻度放大镜测)则 HB=P/F (N/mm2) 单位一般不写. F-压痕面积. HBS—压头用淬火钢球, HBW—压头用硬质合金球
l 因钢球存在变形问题,不能测太硬的材料,适于HBS<450, 如铸铁,有色金属,软钢等. 而HＢＷ＜６５０． l 特点：压痕大，代表性全面 l 应用：不适宜薄件和成品件
２ 洛式硬度ＨＲ
用金刚石圆锥在压头或钢球，在规定的预载荷和总载荷下，压入材料，卸载后，测其深度ｈ，由公式求出，可在硬度计上直接读出，无单位． 不同压头应用范围不同如下表：
ｄ＝1.588淬火钢980.7 退火钢 灰铁 有色金属
HRB 球 HRC 1471 淬火 回火件 0120金刚石圆锥 HRA 588.4 硬质合金 碳化物 优点:易操作,压痕小,适于薄件,成品件 缺点:压痕小,代表性不全面需多测几点.
*硬度与强度有一定换算关系,故应用广泛.根据硬度可近似确定强度,如灰铁: ζb=1HBS
3显微硬度(Hm)
用于测定金属组织中个别组成体,夹杂物等硬度.
显微放大测量 显微硬度(查表)与HR有对应关系.如:磨削烧伤表面,看烧伤层硬度变化.
五 冲击韧性ak 材料抵抗冲击载荷的能力
常用一次摆锤冲击试验来测定金属材料的冲击韧性,标准试样一次击断,用试样缺口处单位截面积上的冲击功来表示ak
ak=Ak/F(J/m2) Ak=G(H-h) G-重量 F-缺口截面 脆性材料一般不开口,因其冲击值低,难以比较差别. 1 ak↑,冲击韧性愈好.
2 Ak不直接用于设计计算:在生产中,工件很少因受一次大能量冲击载荷而破
坏,多是小冲击载荷,多次冲击引起破坏,而此时,主要取决于强度,故设计时, ak只做校核.
3 ak对组织缺陷很敏感,能够灵敏地反映出材料品质,宏观缺陷,纤维组织方面变化.
所以,冲击试验是生产上用来检验冶炼、热加工、热处理工艺质量的有效方法。 （微裂纹——应力集中——冲击——裂纹扩展） 六 疲劳强度：
问题提出：许多零件如曲轴、齿轮、连杆、弹簧等在交变载荷作用下，发生断裂时的应力远低于该材料的屈服强度，这种现象——疲劳破坏。据统计，80%机件失效是由于疲劳破坏。
疲劳强度——当金属材料在无数次交变载荷作用下而不致于引起断裂的最大应力。 1 疲劳曲线——交变应力与断裂前的循环次数N之间的关系。 例如：纯弯曲， 有色金属N》108 钢材N>107 不疲劳破坏 2 疲劳破坏原因
材料有杂质,表面划痕,能引起应力集中,导致微裂纹,裂纹扩展致使零件不能承受所加载荷突然破坏. 3预防措施
改善结构形状,避免应力集中,表面强化-喷丸处理,表面淬火等. 第二节 金属材料的物理,化学及工艺性能 一 物理性能
比重: 计算毛坯重量,选材,如航天件 :轻 熔点:铸造 锻造温度(再结晶温度) 热膨胀性:铁轨 模锻的模具 量具 导热性: 铸造:金属型 锻造:加热速度 导电性: 电器元件 铜 铝
磁性:变压器和电机中的硅钢片 磨床: 工作台 二 化学性能
金属的化学性能,决定了不同金属与金属,金属与非金属之间形成化合物的性能,使有些合金机械性能高,有些合金抗腐蚀性好,有的金属在高温下组织性能稳定. 如耐酸,耐碱等
如化工机械,高温工作零件等 三 工艺性能
金属材料能适应加工工艺要求的能力. 铸造性,可锻性,可焊性,切削加工形等 思考题;
1 什么是应力,应变(线应变)?
2 颈缩现象发生在拉伸图上哪一点? 如果没发生颈缩,是否表明该试样没有塑性变形?
3 ζ0.2 的意义?能在拉伸图上画出吗?
4 将钟表发条拉成一直线,这是弹性变形还是塑性变形?如何判定变形性质? 5为什么冲击值不直接用于设计计算?
第二章 金属和合金的晶体结构与结晶