单元一课题一

第一节拉伸试验及强度和塑性基本概念强度和塑性拉伸试验拉伸曲线拉伸实验测定的各个阶段几项指标强度：是指材料在外力作用下抵抗变形的能力。工程上常用的静拉伸强度判距有规定非比例伸长应力、屈服点或规定残余伸长应力、抗拉强度等。塑性：是指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力。常用的塑性判距是材料断裂时最大的塑性变形。（如拉伸时的断后伸长率和断面收缩率。）1.弹性模量2.比例极限与弹性极限σp=Pp/F0σ=E·ε3.屈服点与屈服强度4.强度极限5.延伸率和断面收缩率思考题：1.E值与σe的关系怎样？2.为什么δ5大于δ10？弹性模量：σ=E·ε弹性变形阶段,屈服阶段,均匀变形阶段,颈缩(非均匀变形)阶段,断裂阶段。σs----较好的塑性材料的屈服点σsu----上屈服点σsl----下屈服点σr0.2----条件屈服点，塑性差的塑性变形开始点。表示：伸长率ε为0.2％时,所对应的σσb:材料在断裂前所能承受的最大应力值。塑性好的材料：σb≠σk(断裂强度）塑性差的材料：σb=σk第二节硬度及其测定硬度：衡量金属材料软硬程度的指标。硬度的测定方法一、布氏硬度二、洛氏硬度压入法：布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、显微硬度划痕法：莫氏硬度回跳法：肖氏硬度1.测定原理及标准2.注意事项3.优缺点D=10mmF=3000KgfT=10sP=30D²HB=F/SHB=2F/ΠD(D-√D²-d²)测定原理（右图）oFCdDh1.压痕中心距试样边缘距离不应小于压痕平均直径的1.5倍.2.两相邻压痕中心距离不应小于压痕平均直径的4倍.3.试样厚度至少应为压痕深度的10倍.实验后.试样支撑面应无可见变形痕迹.优点:结果准确；主要用来测定铸铁，有色金属以及经退火，正火和调质处理的钢材等。缺点:不能测太薄件，因为压痕较大。不能测HB450的材料，否则会使压头变形。测定原理及规定实验条件及应用范围洛氏硬度的特点主载荷作用下所引起的塑形变形抗力为h=h3-h1，以此衡量。h增加，硬度减小；h减小，硬度增加。HR=k-h/0.002优点：方便，压痕小，几乎不损伤工件表面。可测较薄件及极软,极硬件。缺点：不能准确地测定粗大材料，误差较大。第三节冲击韧性及其测定一冲击试验原理及试样二冲击试样冲断后可做断口分析三温度对冲击韧性的影响四ak的意义及用途韧性:金属在断裂前吸收变形能量的能力，表示金属材料抗冲击的能力。21--摆锤2--机架3--机架H22F1H133冲击方向原理：冲击试样消耗的冲击功Ak=G(H-h)g----冲击功冲击韧性Akak=——----冲击韧性F温度导致的冷脆现象,某些材料在20℃左右没有脆性.但在低温时,脆性增大易脆。1.冷脆时的高低是金属质量的指标之一。2.对缺陷敏感低ak冷脆转变温度高冲击ak第四节疲劳实验一疲劳的概念二疲劳实验的意义三交变应力的类型四疲劳曲线与疲劳极限小结1.交变应力:在工作中各点的应力随时间作周期性的变化。这种应力为交变应力。2.疲劳:在交变应力的作用下,虽然构件所承受的应力低于材料的屈服强度,但是经过较长时间的工作也会断裂,这种现象称为疲劳。1.可以预测疲劳破坏的特征。2.模拟使用状态下的疲劳试样。σ1TN6σ6σ2σ3σ4σ5N5N4N3N2N1当应力低于某值时，应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂，此应力值称为材料的疲劳极限。第五节断裂韧度断裂韧度断裂韧度测定断裂韧度与其他力学性能指标的区别断裂韧度是用来反映材料抵抗裂纹失稳扩展。即抵抗脆性断裂能力的性能指标。断裂韧度测定是把试验材料制成一定形状和尺寸的试样，在试样上预制出能反映材料实际情况的疲劳裂纹，然后施加载荷。在试验中用一起自动记录并绘出外力裂纹扩展的关系曲线，经过计算和分析确定断裂韧度。断裂韧度是材料固有的力学性能指标，是强度和韧性的综合体现。它与裂纹的大小、形状、外加立等无关，主要取决于材料的成分、内部组织和结构。