機械制造基礎(chǔ)/sundae_meng第二節(jié)

硬度第一節(jié)

強度和塑性第三節(jié)

沖擊韌度第四節(jié)

疲勞強度本章主要內(nèi)容/sundae_meng第一節(jié)

強度與塑性一、強度：

所謂強度，是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗變形和斷裂的能力。/sundae_meng圖1.1圓形拉伸試樣b)a)/sundae_meng力一伸長曲線

圖1.2低碳鋼力-伸長曲線△L/mm/sundae_meng強度指標(biāo)應(yīng)力屈服強度彈性極限抗拉強度/sundae_meng

強度指標(biāo)是用應(yīng)力值來表示的。單位截面積上的內(nèi)力，稱為應(yīng)力，用符號σ表示。

應(yīng)力：/sundae_meng

金屬材料能保持彈性變形的最大應(yīng)力，

用σe表示。

彈性極限/sundae_meng

使材料產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的最小應(yīng)力，用σs表示

抗拉強度

試樣斷裂前能夠承受的最大應(yīng)力，稱為抗拉強度，用σb表示。

屈服強度/sundae_meng

金屬材料的載荷作用下，斷裂前材料發(fā)生不可逆久變形的能力稱為塑性。二、塑性/sundae_meng

試樣拉伸斷裂時的絕對伸長量與原始長度值的百分率，用符號δ表示

2.斷面收縮率

試樣拉斷后，試樣斷口處橫截面積的縮減量與原始橫截面積之比值的百分度，用符號ψ表示。

1.伸長率/sundae_meng第二節(jié)硬度一、布氏硬度二、洛氏硬度三、維氏硬度/sundae_meng

可用硬度試驗機測定，常用的硬度指標(biāo)有布氏硬度HBW、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC等）和維氏硬度HV。

硬度是指金屬材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力

。/sundae_meng

2.標(biāo)注

３.應(yīng)用

1.原理一、布氏硬度/sundae_mengP—試驗力（N）；d—壓痕平均直徑（mm）；D—硬質(zhì)合金球直徑（mm）1.原理圖1.3布氏硬度原理圖/sundae_meng

當(dāng)壓頭為淬火鋼球時，用HBS表示，適合于布氏硬度值在450以下的材料；

當(dāng)壓頭為硬質(zhì)合金球時，用HBW表示，適合于布氏硬度值為450-650的材料。3.應(yīng)用2.標(biāo)注

布氏硬度試驗常用來測定原材料、半成品和性能不均勻材料（如鑄鐵）的硬度。

/sundae_meng

2.常用洛氏硬度標(biāo)尺及適用范圍

3.試驗優(yōu)缺點

1.原理二、洛氏硬度/sundae_meng圖2.4洛氏硬度試驗原理

1.原理/sundae_meng2.常用洛氏硬度標(biāo)尺及適用范圍

硬度符號所用壓頭總試驗力F/N適用范圍①HR應(yīng)用范圍HRA金剛石圓錐

588.420—88碳化物、硬質(zhì)合金、淬火工具鋼、淺層表面硬化鋼HRBφ1.588mm鋼球

980.720—100軟鋼、銅合金、鋁合金、可鍛鑄鐵HRC金剛石圓錐147120--70淬火鋼、調(diào)質(zhì)鋼、深層表面硬化鋼/sundae_meng3.試驗優(yōu)缺點

操作簡單迅速，效率高，直接從指示器上讀出硬度值；壓痕小，故可直接測量成品或較薄工件的硬度；對于HRA和HRC采用金剛石壓頭，可測量高硬度薄層和深層的材料。

優(yōu)點：

/sundae_meng由于壓痕小，測得的數(shù)值不夠準(zhǔn)確，通常要在試樣不同部位測定四次以上，取其平均值為該材料的硬度值。

缺點/sundae_meng

2.常用試驗力及其適用范圍

3.試驗優(yōu)缺點1.原理三、維氏硬度/sundae_meng維氏硬度值用四棱錐壓痕單位面積上所承受的平均壓力表示，符號HV。

1.原理/sundae_meng圖1-5維氏硬度試驗原理示意圖/sundae_meng2.常用試驗力及其適用范圍

維氏硬度試驗適用范圍寬，尤其適用測定金屬鍍層、薄片金屬及化學(xué)熱處理的表面層（滲碳層、滲氮層等）硬度，其結(jié)果精確可靠。維氏硬度試驗所用試驗力視其試樣大小、薄厚及其他條件，可在49.03—980.7N的范圍內(nèi)選擇試驗力。

/sundae_meng3.試驗優(yōu)缺點

優(yōu)點：

與布氏、洛氏硬度試驗比較，維氏硬度試驗不存在試驗力與壓頭直徑有一定比例關(guān)系的約束；也不存在壓頭變形問題，壓痕輪廓清晰，采用對角線長度計量，精確可靠，硬度值誤差較小。

/sundae_meng

其硬度值需要先測量對角線長度，然后經(jīng)計算或查表確定，故效率不如洛氏硬度試驗高。

缺點：/sundae_meng沖擊韌度：一、概念二、沖擊試驗三、沖擊韌度指標(biāo)/sundae_meng加載速度很快而作用時間很短的突發(fā)性載荷。2.沖擊韌度1.沖擊載荷金屬抵抗沖擊載荷而不破壞的能力。

一、概念/sundae_meng1.原理

試樣缺口有U和V兩種2.試樣二、沖擊試驗?zāi)壳俺Ｓ靡淮螖[錘沖擊彎曲試驗來測定金屬材料的韌度,其試驗原理如圖2.6所示。/sundae_meng圖1-6擺錘式?jīng)_擊試驗示意圖/sundae_meng

a）試樣安放位置b）沖擊示意圖

圖1-7沖擊試驗原理

a）b）/sundae_meng三、沖擊韌度指標(biāo)沖擊韌度值分別以αKU和αKV表示。α

KV值越大，材料的沖擊韌度越好;

αKV值越小，材料的沖擊韌度越差。/sundae_meng第四節(jié)

疲勞強度一、概念：1、交變載荷2、金屬的疲勞3、疲勞強度二、疲勞曲線與疲勞極限/sundae_meng

在交變載荷作用下經(jīng)過長時間工作發(fā)生的破壞現(xiàn)象。2.金屬的疲勞

大小和方向隨時間作用期性變化的載荷。1.交變載荷/sundae_meng

材料在無數(shù)次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力。在對稱彎曲循環(huán)載荷作用下的疲勞強度用σ-1表示。3.疲勞強度/sundae_meng2.材料經(jīng)受相當(dāng)循環(huán)周次不發(fā)生斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞