强度与塑性.ppt

,拉伸试验机,拉伸试样的颈缩现象,低碳钢拉伸过程变化的三个阶段：,塑性变形阶段,弹性变形阶段,颈缩现象至断裂,断裂后,强度与塑性,指试样拉断后标距的伸长量与原标距长度的百分比。,塑性指标 塑性是材料在静载荷作用下产生塑性变形而不破坏的能力。评定指标是断后伸长率和断面收缩率。,1、断后伸长率 A,A=L/Lo x 100%,L：是标距的伸长量 L0：是原始标距,2、断面收缩率 Z,指试样拉断后缩项处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。,Z=S/So x 100%,S0:拉伸试样原横截面积。 S:缩颈处横截面的最大缩减量,注意: 由于标准试样有长、短和定标距之分，所以同一材料用不同的标准试样测出的断后伸长率会有所不同。当我们在不同材料之间进行塑性比较时应选用相同标准的试样进行测定。 断面收缩率不受试样尺寸的影响。 总结： 断后伸长率和断面收缩率的数值越大，表示材料的塑性越好。塑性良好的材料不仅能顺利的进行锻压、轧制等成形工艺，而且在使用过程中发生超载，由于塑性变形、可以避免突然断裂。 铸铁、高碳钢、陶瓷等脆性材料，由于塑性较低，拉伸时几乎不产生明显的塑性变形，超载时会突然断裂，再使用过程中必须注意。,强度的指标,强度指材料抵抗塑性变形和断裂的能力 。,按照载荷作用方式的不同，强度可分为屈服强度、抗拉强度、抗弯强度、抗压强度和抗剪切强度等。经常使用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。,1、屈服强度,在试验过程中力不增加而试样仍能继续伸长时的应力。,ReL= FeL/S0 (下屈服度) ReH= FeH/S0 (上屈服度),eL：屈服阶段不计初始瞬时效应时的最低载荷。 eH：发生屈服而力首次下降前的最高载荷。 0 ：原始横截面面积。 小结：发生屈服现象以后，此时材料失去了对变形的抵抗能力。,2、抗拉强度,指试样拉断前所承受的最大拉应力。 其物理意义是在于它反映了最大均匀变形的抗力。,Rm = Fm/S0 Fm：拉伸试样承受的最大载荷 当材料的内应力RRm时，材料将产生断裂。 Rm常用作脆性材料的选材和设计的依据。,硬度,1、定义：指材料局部表面抵抗塑性变形和破坏的能力。它是衡量材料软硬程度的指标，其物理含义与试验方法有关。,2、硬度的测试方法及指标 测试方法：压入法 指标： 布氏硬度 洛氏硬度 维氏硬度,布氏硬度,1、布氏硬度（布氏硬度计）,原理:用一定直径的球体（淬火钢球或硬质合金球）以相应的试验力压入待测材料表面，保持规定时间并达到稳定状态后卸除试验力，测量材料表面压痕直径，以计算硬度的一种压痕硬度试验方法。 2、布氏硬度值 用球面压痕单位面积上所承受有平均压力表示。,F: 实验力 D: 压头直径 d: 压痕平均直径,实际测定时，一般不进行计算，而是用放大镜测量出压痕直径后，直接查表得出。,布氏硬度计,3、优缺点 （1）测量值较准确，重复性好，可测组织不均匀材料 （2）可测的硬度值不高 （3）不用于测试成品与薄件 （4）测量费时，效率低,4、测量范围 用于测量灰铸铁、结构钢、非铁金属、低碳钢、有色金属,洛氏硬度,1、洛氏硬度（洛氏硬度计）,原理: 用金刚石圆锥或淬火钢球，在试验力的作用下压入试样表面，经规定时间后卸除试验力，用测量的残余压痕深度增量来计算硬度的一种压痕硬度试验。,2、洛氏硬度值 用测量的残余压痕深度表示，可从表盘上直接读出。 计算方法：,可以直接读出。,3、优缺点 （1）试验简单、方便、迅速 （2）压痕小，可测成品，薄件 （3）数据不够准确，应测三点取平均值 （4）不应测组织不均匀材料，如铸铁。,4、测量范围 用于测量淬火钢、硬质合金等材料.,钢球压头与金刚石压头,洛氏硬度压痕,根据压头类型和主载荷不同，分为九个标尺，常用的标尺为A、B、C。,符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。,维氏硬度,1、维氏硬度试验,原理:用夹角为136的金刚石四棱锥体压头，使用很小试验力F（49.03-980.07N）压入试样表面，经过规定的保持时间后卸载，以实验力与压痕面积的比值关系作为维氏硬度。,2、维氏硬度值 用压痕对角线长度表示。,测量时可直接读出,3、优缺点 （1）测量准确，应用范围广（硬度从极软到极硬） （2）可测成品与薄件 （3）试样表面要求高，费工