課前復(fù)習(xí)

1、什么是載荷？根據(jù)作用性質(zhì)的不同可以分為哪些？根據(jù)作用形式的不同，又可以分為哪些？2、什么是內(nèi)力？3、什么是應(yīng)力？它的作用是什么？當(dāng)前第1頁\共有24頁\編于星期三\12點§2-2金屬的力學(xué)性能力學(xué)性能1強度

2拉伸試驗

3當(dāng)前第2頁\共有24頁\編于星期三\12點一、力學(xué)性能1、概念

金屬材料必須具有的一種承受機械載荷承受機械載荷或不被破壞的能力，是在外力作用下表現(xiàn)出來的性能。2、力學(xué)性能指標

強度、塑性、硬度、沖擊韌性、疲勞強度等

這是重點要熟記當(dāng)前第3頁\共有24頁\編于星期三\12點二、強度1、概念

金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力，其大小用應(yīng)力來表示。2、類型

根據(jù)載荷的作用方式不同，分為：

抗拉強度——強度指標——拉伸試驗測定抗壓強度抗剪強度抗扭強度抗彎強度這是重點要熟記當(dāng)前第4頁\共有24頁\編于星期三\12點三、拉伸試驗1、拉伸試樣材料：低碳鋼——塑性材料鑄鐵——脆性材料標準試樣：尺寸符合國標的試樣標距：等截面測試部分長度L0=10d0；L0=5d0標點

l0d0有點難要好好聽啊當(dāng)前第5頁\共有24頁\編于星期三\12點三、拉伸試驗2、力-伸長曲線（低碳鋼拉伸試驗）低碳鋼拉-伸長曲線（動畫）O

FDL彈性階段屈服階段縮頸階段FeFeLFmesb強化階段很重要的圖這是難點當(dāng)前第6頁\共有24頁\編于星期三\12點三、拉伸試驗彈性變形階段

Fe為發(fā)生最大彈性變形時的載荷。外力撤去，則變形完全消失。

屈服階段外力大于Fe后，試樣發(fā)生塑性變形，當(dāng)外力增加到FeL后，曲線為鋸齒狀，這種拉伸力不增加變形卻繼續(xù)增加的現(xiàn)象稱為屈服。FeL為屈服載荷。工程上使用金屬材料，除低碳鋼、中碳鋼及少數(shù)合金鋼有屈服現(xiàn)象外，大多數(shù)沒有明顯的屈服現(xiàn)象，有些脆性材料，不但沒有屈服現(xiàn)象，而且也不產(chǎn)生“縮頸”。如鑄鐵等。強化階段隨著變形增大，變形抗力也逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為形變強化，F(xiàn)m為試樣在屈服階段后所能抵抗的最大力?？s頸階段

當(dāng)外力達到最大力Fm后，試樣的某一直徑處發(fā)生局部收縮，稱為“縮頸”。

此時截面縮小，變形繼續(xù)在此截面發(fā)生，所需外力也隨之逐漸降低，直至斷裂。當(dāng)前第7頁\共有24頁\編于星期三\12點三、拉伸試驗低碳鋼拉伸試驗現(xiàn)象：屈服：頸縮：斷裂：當(dāng)前第8頁\共有24頁\編于星期三\12點三.塑性常用δ和ψ作為衡量塑性的指標。伸長率：材料在外力作用下，產(chǎn)生永久變形而不引起破壞的能力。斷面收縮率:FFL良好的塑性是金屬材料進行塑性加工的必要條件。當(dāng)前第9頁\共有24頁\編于星期三\12點4、硬度定義：材料抵抗表面局部彈塑性變形的能力。1)布氏硬度HB布氏硬度計當(dāng)前第10頁\共有24頁\編于星期三\12點壓頭為鋼球時，布氏硬度用符號HBS表示，適用于布氏硬度值在450以下的材料。壓頭為硬質(zhì)合金球時，用符號HBW表示，適用于布氏硬度在650以下的材料。120HBS10/1000/30表示直徑為10mm的鋼球在1000kgf載荷作用下保持30s測得的布氏硬度值為120。

布氏硬度壓痕表示方法：硬度值+HBS(HBW)+D+F+t當(dāng)前第11頁\共有24頁\編于星期三\12點布氏硬度的優(yōu)點：測量誤差小，數(shù)據(jù)穩(wěn)定。缺點：壓痕大，不能用于太薄件、成品件及比壓頭還硬的材料。應(yīng)用：適于測量退火、正火、調(diào)質(zhì)鋼,鑄鐵及有色金屬的硬度。材料的b與HB之間的經(jīng)驗關(guān)系：對于低碳鋼:b(MPa)≈3.6HB

對于高碳鋼：b(MPa)≈3.4HB

對于鑄鐵：b(MPa)≈1HB或b(MPa)≈0.6(HB-40)當(dāng)前第12頁\共有24頁\編于星期三\12點2)洛氏硬度h1-h0洛氏硬度測試示意圖洛氏硬度計洛氏硬度用符號HR表示，HR=k-(h1-h0)/0.002根據(jù)壓頭類型和主載荷不同，分為九個標尺，常用的標尺為A、B、C。

當(dāng)前第13頁\共有24頁\編于星期三\12點符號HR前面的數(shù)字為硬度值，后面為使用的標尺。HRA用于測量高硬度材料,如硬質(zhì)合金、表淬層和滲碳層。HRB用于測量低硬度材料,如有色金屬和退火、正火鋼等。HRC用于測量中等硬度材料，如調(diào)質(zhì)鋼、淬火鋼等。洛氏硬度的優(yōu)點：操作簡便，壓痕小，適用范圍廣。缺點：測量結(jié)果分散度大。鋼球壓頭與金剛石壓頭洛氏硬度壓痕當(dāng)前第14頁\共有24頁\編于星期三\12點1．沖擊韌度（沖擊韌性）

AKU=mg（H1–H2）（J）aK=

AKU/S（J/cm2）材料抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。

第二節(jié)動態(tài)時材料的力學(xué)性能當(dāng)前第15頁\共有24頁\編于星期三\12點材料的aK值愈大，韌性就愈好；材料的aK值愈小，材料的脆性愈大通常把aK值小的材料稱為脆性材料研究表明，材料的aK值隨試驗溫度的降低而降低。

加載速度越快，溫度越低，表面及冶金質(zhì)量越差，aK在值越低。標準沖擊試樣有兩種，一種是Ｕ形缺口試樣，另一種是Ｖ形缺口試樣。它們的沖擊韌度值分別以aKU和aKV。當(dāng)前第16頁\共有24頁\編于星期三\12點TITANIC建造中的Titanic號TITANIC的沉沒與船體材料的質(zhì)量直接有關(guān)當(dāng)前第17頁\共有24頁\編于星期三\12點Titanic號鋼板（左圖）和近代船用鋼板（右圖）的沖擊試驗結(jié)果Titanic近代船用鋼板當(dāng)前第18頁\共有24頁\編于星期三\12點當(dāng)前第19頁\共有24頁\編于星期三\12點MH370當(dāng)前第20頁\共有24頁\編于星期三\12點鞏固練習(xí)1、名詞：力學(xué)性能、強度、屈服、縮頸2、判斷題：使用性能是指金屬材料在使用條件下所能表現(xiàn)出來的性能。（）3、金屬材料的性能包括

和

兩方面。4、力學(xué)性能包括

、

、

、

及

、

。5、強度的大小通常用符號

來表示，單位是

。6、簡述低碳鋼拉伸試驗中，拉-伸長曲線的4個階段。當(dāng)前第21頁\共有24頁\編于星期三\12點課堂小結(jié)

主要內(nèi)容力學(xué)性能強度拉伸實驗概念衡量指標概念類型力-拉伸曲線當(dāng)前第22頁\