文档介绍：挑战者号爆炸事故 55亿
1986年1月28日，“挑战者”号航天飞机在升空后73秒之后发生爆炸坠毁，起因只是由于一个小密封圈出现故障，造成液态氢泄漏，最终引发大爆炸
该航天飞机的造价为45亿美元，在用于事故调查、错误纠正、损失装置更换的料的b与HB之间的经验关系：：
对于低碳钢: b(MPa)≈
对于高碳钢：b(MPa)≈
对于铸铁： b(MPa)≈1HB
或 b(MPa)≈ (HB-40)
HB
b(MPa)
钢
黄铜
球墨铸铁
静载下金属材料的力学性能
布氏硬度的特点与应用：
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h1-h0
洛氏硬度测试示意图
洛氏硬度计
（2）洛氏硬度
洛氏硬度符号HR表示，测量：顶角120°金刚石圆锥压头，使一定压力，压入被测材料，据压痕深度度量材料软硬，压痕越深，硬度越低。范围20-67，。
根据压头类型和主载荷不同，分为用九个标尺，
常用的标尺为A、B、C。
静载下金属材料的力学性能
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符号HR前面的数字为硬度值，后面为使用的标尺。
HRA用于测量高硬度材料, 如硬质合金、表淬层和渗碳层。
HRB用于测量低硬度材料, 如有色金属和退火、正火钢等。
HRC用于测量中等硬度材料，如调质钢、淬火钢等。
洛氏硬度的优点：操作简便，压痕小，适用范围广。
缺点：测量结果分散度大。
钢球压头与金刚石压头
洛氏硬度压痕
静载下金属材料的力学性能
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（3）维氏硬度HV:
采用锥面夹角136°金刚石四棱锥体压头,卸载后得一对角线长d的四方锥形压痕,载荷除以压痕表面积的值为维氏硬度,单位MPa。
P
136°
d
维氏硬度用于测量极软到极硬的薄片金属材料
几种硬度之间的相互换算关系：1HBS≈10HRC, 1HBS≈1HV
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维氏硬度试验原理
维氏硬度计
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特别提示
零(构)件服役的环境是多种多样的，对于工程上的零部件绝大多数是承受动载荷的作用，如汽车发动机里的连杆、曲轴等部件就是这种情况。因此。研究材料的动载力学性能才能接近实际情况。以便为解决实际工程问题提供了更适合的评价方法。
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1、冲击韧性
是指材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。
指标为冲击韧性值ak(通过冲击实验测得)。
动载和高温下金属材料的力学性能
冲击试验测定原理
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1、冲击韧性
冲击韧性值ak=(GH1-GH2)/F×（J/cm ）
动载和高温下金属材料的力学性能
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即试样缺口处单位面积上所吸收的冲击功。
ak 值与材料、温度、缺口形状、试样大小有关，对组织缺陷很敏感，用来检验冶炼、热加工等的工艺质量的有效方法。
在实际中，零件经过一次冲击即发生断裂的情况极少。许多零件总是在很多次冲击之后才会断裂，且所承受的冲击能量也远小于一次冲断的能量。这种冲击称做多次冲击。
大能量一次冲击时，其冲击抗力主要取决于塑性；而小能量多次冲击时，其多冲抗力则主要取决于强度。
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2、疲劳强度
（1）材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
随材料承受的交变应力值的下降，其断裂时应力循环次数N值增加。材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。对称循环交变的疲劳极限用-1表示。钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
疲劳应力示意图
动载和高温下金属材料的力学性能
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2、疲劳强度
（1）疲劳断裂：材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
（2）疲劳曲线：材料所承受的交变应力与其断裂前的应力循环次数N的关系图。
(3）疲劳极限-1 ：材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。
随材料承受的交变应力值的下降，其断裂时应力循环次数N值增加。材料在规定次数应力循环后仍不发生断裂时的最大应力称为疲劳极限。对称循环交变的疲劳极限用-1表示。钢铁材料规定次数为10，有色金属合金为10。
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动载和高温下金属材料的力学性能
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1-疲劳源、2-疲劳裂纹扩展区和3-瞬时断裂区 疲劳断口示意图
金属的疲劳极限受到很多因素的影响，主要有：
工作条件、表面状态、材质、残余内应力等。
改善零件的结构形状，避免应力集中，降低零件表面粗糙度值以及采取各种表面强化的方法，都能提高零件的疲劳极限
动载和高温下金