文档介绍：Chapter 1 Mechanical Properties of Engineer Materials
第一章 工程材料的机械性能
Overview
工程材料的性 能
经济性——原材料价格，加工费用，采点
HRC洛氏硬度适用于
洛氏硬度测量
优点：操作简便，压痕小，可用于成品和薄形件
缺点：测量数值分散
淬火钢，调质钢。
批生产零件。
当HRC20~70 时有效。
（3）维氏硬度
测试
采用正四棱锥体金刚石压头在试验力作用下压入试样表面；
保持规定时间后，卸除试验力；
测量试样表面压痕对角线长度。
维氏硬度计试验的压痕是正方形，轻廓清晰，对角线测量准确。
维氏硬度试验是常用硬度试验方法中精度最高的，它的重复性也很好，这一点比布氏硬度计优越。
(4) 其他硬度
手持式硬度计
纳米材料硬度测量
Measurement Ranges
Maximum Load 500 mN
Load Resolution microNewtons
Maximum Depth 0-20&0-200 microns
Depth Resolution & nm
显微硬度
硬度和强度的关系
一般来说
；
布氏硬度是洛氏硬度的近似10倍；
维氏硬度与布氏硬度接近。
布氏硬度的使用范围
钢、灰铸铁、轴承合金等具有粗大晶粒或组成相的金属材料的硬度；
铜及其合金、轻金属及其合金、铅、锡；
洛氏硬度的使用范围
HRA 硬质合金等，碳化物、表面淬火钢、硬化薄钢板、表面薄层硬化钢；
HRB  低碳钢、铜合金、铝合金、铁素体可锻铸铁、退火钢；
HRC  淬火钢、调质钢、高硬度铸铁、珠光体可锻铸铁、渗碳件、表面硬化件等。
维氏硬度的使用范围
用于工艺检验方面。主要测定小件、薄件硬度，如轴尖、薄片等零件。也要测定镀层、强化层等硬度。可用以研究硬化的影响，研究由于摩擦或磨损而引起的材料表面性质的变化等等。可检验氧化、氮化、渗炭、***化等工艺处理的效果。
用于金相学和金属物理学方面。研究金属结构，相的分辨以及晶体特性的测定。通过对压痕形状的观察可以研究金属各组成相的塑性和脆性。
用于材料科学方面。研究新合成材料组成成分之特性。为研究新材料和合金提供条件。研究高温或低温下材料之特性。
对非金属材料的测定。如对玻璃、玛瑙、磨料、矿物、陶瓷器以及其它一些脆性材料硬度的测定。这是其它硬度试验法难以解决的测定项目。
材料在动载荷下的机械性能
1. 冲击载荷下性能指标
材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力称为冲击韧度。
在生产上通常采用冲击试验法来评定材料的冲击韧度。
(1)
摆锤式一次冲击试验
冲击韧度
冲击韧性：材料抵抗冲击载荷的能力，即吸收冲击功的能力。
冲击韧性的反意词：脆性
冲击韧性对材料组织的缺陷很敏感，生产上常用于检验热加工工件过热、过烧、晶粒粗大和非金属夹杂物等内部缺陷。因此，冲击韧性值一般只作为选材时的参考，而不能作为计算依据。
冲击吸收功对材料的意义
Ak随温度降低而下降，可用来评定材料的冷脆现象（寒冷地区的机械）
Ak对材料内部缺陷很敏感，可用来鉴定材料的冶金质量、热加工质量
韧脆转变温度
试验证明，材料在小能量多次重复冲击的破坏过程是产生裂纹和裂纹扩展过程，是多次冲击损伤累积发展的结果。
材料的多次冲击抗力主要取决于塑性；
冲击能量高，主要取决于塑性；
冲击能量低，主要取决于强度。
小能量多次冲击试验
（2）
2. 交变载荷下性能指标
交变应力
大小、方向随时间周期性变化的应力
疲劳现象
材料在交变载荷长期作用下，无明显塑性变形就断裂
疲劳强度（疲劳极限）
材料经无限多次应力循环而不断裂的最大应力
它表示材料抵抗疲劳断裂的能力
纯弯曲疲劳极限用 表示
疲劳曲线
疲劳试验
工作条件
( 温度、环境、频率、…… )
零件外形
( 尺寸变化、粗糙度、缺口、…… )
影响材料疲劳极限的因素
材质
( 组织、缺陷、夹杂、…… )
汽车半轴
汽车半轴
3. 断裂韧度
断裂韧度测定是把试验材料制成一定形状和尺寸的试样，在试样上预制出能反映材料实际情况的疲劳裂纹，然后施加载荷。
试验中用仪器自动记录并绘出外力和裂纹扩展的关系曲线，经过计算，确定断裂韧度。
断裂韧度是材料固有的力学性能指标，是强度和韧性的综合体现。它与裂纹的大小，形状，外加应力等无关，