文档介绍：机械工程材料课件幻灯片
第1页，共27页，2022年，5月20日，2点56分，星期四
研究材料的成分---组织---性能
之间关系的一门学科
基本理 论
材料科 学
金属学
高分子抵抗变形和破坏的能力。
s
屈服强度s：材料发生微量塑性变形时的应力值。
条件屈服强度：%时的应力值。
抗拉强度b：材料断裂前所承受的最大应力值。
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塑性：材料受力破坏前可承受最大塑性变形的能力。 指标为：
伸长率：
断面收缩率：
断裂后
拉伸试样的颈缩现象
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三、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)。
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韧脆转变温度
材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内冲击韧性值急剧下降的现象称韧脆转变。发生韧脆转变的温度范围称韧脆转变温度。材料的使用温度应高于韧脆转变温度。
韧
体心立方金属具有韧脆转变温度，而大多数面心立方金属没有。
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TITANIC
建造中的Titanic 号
TITANIC的沉没与船体材料的质量直接有关
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Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果
Titanic
近代船用钢板
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四、疲劳
材料在低于s的重复交变应力作用下发生断裂的现象。
疲劳应力示意图
疲劳曲线示意图
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。用-1表示。
钢铁材料规定次数为107，有色金属合金为108。
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疲劳断口
通过改善材料的形状结构，减少表面缺陷，提高表面光洁度，进行表面强化等方法可提高材料疲劳抗力。
轴的疲劳断口
疲劳辉纹（扫描电镜照片）
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五、硬度
材料抵抗表面局部塑性变形的能力。
布氏硬度HB
布氏硬度计
五、硬度
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压头为钢球时，布氏硬度用符号HBS表示，适用于布氏硬度值在450以下的材料。
符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值, 符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如 120HBS10/1000/30 表
示直径为10mm的钢球在1000kgf（）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
布氏硬度压痕
压头为硬质合金球时，用符号HBW表示，适用于布氏硬度在650以下的材料。
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布氏硬度的优点：测量误差小，数据稳定。
HB
b(MPa)
钢
黄铜
球墨铸铁
缺点：压痕大，不能用于太薄件、成品件及比压头还硬的材料。
适于测量退火、正火、调质钢,
铸铁及有色金属的硬度。
材料的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)
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洛氏硬度
h1-h0
洛氏硬度测试示意图
洛氏硬度计
洛氏硬度用符号HR表示，HR=k-(h1-h0)/
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。
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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。
钢球压头与金刚石压头
洛氏硬度压痕
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。
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维氏硬度