项目一课题一任务二了解碳钢的力学性能讲解.ppt

项目一课题一 任务二 了解碳钢的力学性能 任务二 了解碳钢的力学性能 一、强度 1、定义 强度是金属材料在静载荷作用下，抵抗永久变形 和断裂的能力 强度是衡量零件本身承载能力（即抵抗失效能力 ）的重要指标强度是机械零部件首先应满足的 基本要求 2、指标 1）屈服强度σs 2）抗拉强度σb 屈服强度σs：材料开始产生宏观塑性变形时的应 力 所谓屈服，是指达到一定的变形应力之后，金属 开始从弹性状态非均匀的向弹-塑性状态过渡， 它标志着宏观塑性变形的开始 抗拉强度σb ：材料在拉伸断裂前所能够承受的 最大拉应力 σ=F/S 任务二 了解碳钢的力学性能 二、塑性 任务二 了解碳钢的力学性能 1、定义 塑性是金属材料在载荷作用下产生塑性变形而 不被破坏的能力即金属材料受拉力在拉断前 产生永久变形的能力 2、指标 1）伸长率δ 2）断面收缩率Ψ 任务二 了解碳钢的力学性能 伸长率δ ： L1——试样拉断后的标距 L0——试样原始标距 δ = L1— L0 L0 ×100% 断面收缩率Ψ： = S0— S1 S0 ×100%Ψ S1——试样拉断后的最小横截面积 S0——试样原始横截面积 注意：伸长率δ、断面收缩率Ψ数值越大，塑性 越好。

塑性好的材料制成的零件在使用时也较安 全 拉伸试验 拉伸试验是在承受轴向拉伸 载荷下测定材料特征的试验 方法 利用拉伸试验得到的数据可 以确定材料的弹性极限、伸 长率、弹性模量、比例极限 、面积缩减量、拉伸强度、 屈服强度和其他拉伸性能指 标 三、硬度 1、定义 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力 2、分类 按硬度试验方法一般可分为三类： a.压入法 （布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV） b.划痕法(莫氏硬度） c.回跳法 任务二 了解碳钢的力学性能 布氏硬度 ①原理 ②表示方法 符号HBS或HBW之前的数字为硬度值，后面的数字按顺 序表示球体直径、试验载荷、载荷保持时间 例如：120HBS10/1000/30 ③适用范围：主要用于铸铁、非铁金属以及经退火、 正火和调质处理的钢材的硬度测定 任务二 了解碳钢的力学性能 洛氏硬度 ①原理：用一个顶角为120度的金刚石圆锥体或直 径为1.59mm/3.18mm的钢球，在一定载荷下压入 被测材料表面，由压痕深度求出材料的硬度 ②标注方法 硬度符号前注明硬度数值如：52HRC、70HRA等 任务二 了解碳钢的力学性能 洛氏硬度 ③标尺及使用范围 根据实验材料硬度的不同，可分为三种不同标度 来表示： HRA 是采用60Kg载荷和钻石锥压入器求的 硬度，用于硬度极高的材料。

例如：硬质合金 HRB 是采用100Kg载荷和直径1.58mm淬硬 的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料例如 ：退火钢、 铸铁等 HRC 是采用150Kg载荷和钻石锥压入器求得 的硬度，用于硬度很高的材料例如：淬火钢等 任务二 了解碳钢的力学性能 硬度标标 尺 压头类压头类 型 总试验总试验 力（N） 硬度有效 范围围 应应用举举例 HRC 120°金刚刚石圆圆 椎体 1471.020~67HRC 一般淬火钢钢 件 HRB直径1.588钢钢球980.7 25~100HR B 软钢软钢 、退火 钢钢、铜铜合金 等 HRA 120°金刚刚石圆圆 锥锥体 588.460~85HRA 硬质质合金、 表面淬火钢钢 等 洛氏硬度 ③标尺及使用范围 任务二 了解碳钢的力学性能 任务二 了解碳钢的力学性能 维氏硬度 ①原理（与布氏硬度原理相似）符号：HV ②表示方法：与布氏硬度相同例如：640HV30 ③适用范围：可测从极软到极硬的各种金属材 料，也可测较薄的材料，还可测渗碳、渗碳层 的硬度 任务二 了解碳钢的力学性能 莫氏硬度 德国矿物学家莫氏创立的一种硬度表，作为评判 矿物硬度的标准 取10中常见矿物，定为10级。

莫氏硬度表如下： 材料硬度材料硬度 滑石1正长长石6 石膏2石英7 方解石3黄玉8 萤萤石4刚刚玉9 磷灰石5金刚刚石10 注：表中数值，只是排名，无比例关系 任务二 了解碳钢的力学性能 四、韧性 1、定义 金属材料抵抗冲击载荷的能力称为韧性符号ak 2、原理 ak= Ak S0 ×100% Ak：冲击功 S0：试样缺口处横截面积 ak值低的材料称为脆性材料； ak值高的称 为韧性材料 任务二 了解碳钢的力学性能 五、疲劳强度 金属材料在多次交变应力作用下，不发生破坏 的最大应力称为疲劳强度符号σ-1 应用举例： 40号钢力学性能 抗拉强度 σb (MPa)：≥570 屈服强度 σs (MPa)：≥335 伸长率 δ5/（%）：≥19 断面收缩率 ψ/（%）：≥45 冲击吸收功（Aku2/J）：≥47 钢材交货状态硬度HBS 10/3000 : 未热 处理钢 ≤217 退火钢≤187 推荐热处理/℃ 正火 860 淬火 840 回火 600 试样尺寸：试样毛坯尺寸/mm ：25 课堂小结： 力学性能含义 衡量标准 符号名称 强度金属材料在静载载荷作用下抵抗永久 变变形和断裂的能力 σs屈服强度 σb抗拉强度 塑性金属材料在载载荷作用下产产生塑性变变 形二不被破坏的能力 δ断后伸长率 ψ断面收缩率 硬度指材料表面抵抗比它更硬物体压压入 的能力 HBW布氏硬度 HRA、 HRB、 HRC A、B、C标尺洛氏 硬度 HV维氏硬度 韧性金属材料抵抗冲击载击载 荷的能力ak韧性 疲劳强度 金属材料在交变载变载 荷作用下，经过经过 较长时间较长时间 工作后产产生裂纹纹或突然 发发生断裂的能力 σ-1疲劳强度 。