工程材料的性能

识别下列材料牌号牌号 类别 成分12Cr2Ni4A 3Cr2W8V 40CrNiMo W18Cr4V 45 T8,T12 合金结构钢合金工具钢合金结构钢合金工具钢碳素结构钢碳素工具钢识别下列材料牌号牌号 类别 LY12LC4LF11ZLSi12硬铝 超硬铝 防锈铝 铸铝 工程材料的性能工程材料的性能材料的性能包括物理性能、化学性能、力学性能等。其中最主要的是力学性能，包括：强度、硬度、塑性、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性等等。一、强度与塑性强度

在外力作用下材料抵抗塑性变形和断裂的能力。强度有抗拉强度、抗压强度、弯曲强度和剪切强度等。loLDdoaoloLbo(a)园试样(b)板材试样抗拉强度拉伸实验拉伸曲线﹡弹性变形阶段 0-p-e﹡弹塑性变形阶段（屈服-强化-缩颈）e-ss-s’s’-bb-k﹡断裂koσs拉力bkss’pe伸长e=DL/Lσb屈服强化缩颈弹性变形断裂材料承受载荷的限度是多大？不允许断裂（特殊情况除外）允许塑性变形么？允许弹性变形么？材料承受载荷的限度是设计时的依据，规定为强度指标。应力应变曲线应力-材料单位面积上所承受的拉力。应变-材料受力时每单位长度的伸长量。oσs应力MPabkss’pe应变e=Dl/Lσb1.抗拉强度σb(MPa)抗拉强度：指材料所能承受的最大应力。σb=Fb/A0Fb－试样断裂前承受的最大载荷。A0－试样原始截面积 oσsMPabkss’pe

e=Dl/LσboσsMPabkss’pe

e=Dl/Lσb2.屈服强度σs屈服强度：指材料产生屈服时的应力。σs=Fs/A0Fs－屈服时的载荷A0－试样原始截面积 3.塑性在外力作用下材料产生永久变形而不被破坏的能力。★伸长率(δ)L1-L0δ=———×100％L0★断面收缩率(Ψ)。 F0-F1ψ=———×100％ F0

lodol1d1二、硬度 材料抵抗表面局部塑性变形及破坏的能力。常用硬度测定方法:硬物压入法划痕法工业常用压入法。1.布氏硬度(HB)P

Dhd硬物：球形压头(D=10、5、2.5、2、1mm)，载荷：PHBS:普通淬火钢球硬度值在450以下HBW:硬质合金球硬度值在450～650

HBS(HBW)=———

PF2.洛氏硬度(HR)载荷：▲初载荷98N并压入深度h1▲主载荷(490N或882N或1372N)使压入深度达h2；▲卸除主载荷、保留初载荷， 压入深度减小为h3。洛氏硬度的计算深度值 △h=h3-h1。

HR=———

01230123h1h3h2K=0.2压头被测材料硬物：顶角120°金钢石圆锥(或Φ1.588mm淬火钢球)K-△h0.002几种常用洛氏硬度标度压头主载荷测量范围应用材料HRA金刚石490N20～88表面硬化层、硬质合金等HRB淬火钢球882N20～100有色金属，退火、正火钢等HRC金刚石1372N20～70淬火钢、调质钢等3.维氏硬度(HV)压头：顶角为136°的金刚石正四棱锥体

HV=——载荷P：分为六级(49,98,196,294,490,980N)。ddP136

PF硬度的特点布氏硬度特点：测量面积大，精度高。特别是对硬度不均匀的材料。缺点是压痕大，测量复杂。洛氏硬度特点：测量简便迅速，直接读数，表面压痕小。误差稍大，需多点测量取平均值。维氏硬度特点：测量精度高，测量范围宽，应用广。不同载荷下维氏硬度可以相互比较。三、冲击韧性冲击韧性是材料在冲击力作用下抵抗断裂的能力。脆性材料冲击韧性值很低。金属低温下会变脆。冲击实验55108

24030横梁式试样冲击韧性 Ak=G(H-h)

ak=——J/cm2)（AK）：冲断试样所消耗的功(J)（aK）：冲击韧性(J/cm2)

AkF冲击

h试样摆锤

H许用应力[σ]材料实际工作时允许承受的最大应力：塑性材料使用时不允许产生塑性变形：[σ]=σs/ns脆性材料在使用时，不允许产生断裂：[σ]=σb/nbns、

nb为安全系数：ns=1.5~2，nb=2~5。重要零件或受力复杂、服役条件差，取较大的安全系数。常用材料的强度范围退火碳钢（含C0.45%）：500MPa调质碳钢（含C0.45%）：750MPa合金钢（热处理）：800~1500MPa铝合金：300~600MPa陶瓷：拉100~300MPa陶瓷：压1000~3000MPa塑料：10~90MPa复合材料：800~1500MPa硬度的应用:对于工具、模具和有耐磨性要求的零件必须有硬度指标要求。如切削刀具要