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1、l 使 用 性 能 ： 材 料 在 使 用 過 程中 所 表 現(xiàn) 的 性 能 。 包 括 力 學性 能 、 物 理 性 能 和 化 學 性 能 。l 工 藝 性 能 ： 材 料 在 加 工 過 程中 所 表 現(xiàn) 的 性 能 。 包 括 鑄 造 、鍛 壓 、 焊 接 、 熱 處 理 和 切 削性 能 等 。 神舟一號飛船 l 材 料 在 外 力 的 作 用 下 將 發(fā) 生 形 狀 和 尺 寸 變 化 ， 稱為 變 形 。l 外 力 去 處 后 能 夠 恢 復 的 變 形 稱 為 彈 性 變 形 。l 外 力 去 處 后 不 能 恢 復 的 變 形 稱 為 塑 性 變 形 。 五 萬 噸 水 壓
2、機 低 碳 鋼 的 應 力 -應 變 曲 線拉 伸 試 樣 拉伸試驗機應 力 = P/F0應 變 = (l-l0)/l0 l 彈 性 ： 指 標 為 彈 性 極 限 e，即 材 料 承 受 最 大 彈 性 變 形 時的 應 力 。l 剛 度 ： 材 料 受 力 時 抵 抗 彈 性變 形 的 能 力 。 指 標 為 彈 性 模量 E。 ）（ MPatgE e彈性模量的大小主要取決于材料的本性，除隨溫度升高而逐漸降低外，其他強化材料的手段如熱處理、冷熱加工、合金化等對彈性模量的影響很小?？梢酝ㄟ^增加橫截面積或改變截面形狀來提高零件的剛度。 l 強 度 ： 材 料 在 外 力 作 用 下抵 抗 變
3、形 和 破 壞 的 能 力 。 屈 服 強 度 s： 材 料 發(fā) 生 微 量塑 性 變 形 時 的 應 力 值 。 條 件 屈 服 強 度 0.2： 殘 余 變形 量 為 0.2%時 的 應 力 值 。 抗 拉 強 度 b： 材 料 斷 裂 前 所承 受 的 最 大 應 力 值 。 s0.2 伸 長 率 ： %1000 01 l ll %1000 10 F FF斷 面 收 縮 率 ： 斷 裂 后 拉伸試樣的頸縮現(xiàn)象 l 說 明 ：l 用 面 縮 率 表 示 塑 性 比 伸 長 率 更 接 近 真實 變 形 。l 直 徑 d0 相 同 時 ， l0， 。 只 有 當 l0/d0 為 常 數(shù) 時
4、， 塑 性 值 才 有 可 比 性 。l 當 l0=10d0 時 ， 伸 長 率 用 表 示 ；l 當 l0=5d0 時 ， 伸 長 率 用 5 表 示 。 顯 然 5 l 時 ， 無 頸 縮 ， 為 脆 性 材 料 表 征 時 ， 有 頸 縮 ， 為 塑 性 材 料 表 征 l 是 指 材 料 抵 抗 沖 擊 載 荷作 用 而 不 破 壞 的 能 力 。 l 指 標 為 沖 擊韌 性 值 ak(通過 沖 擊 實 驗測 得 )。 l 材 料 的 沖 擊 韌 性 隨 溫度 下 降 而 下 降 。 在 某一 溫 度 范 圍 內(nèi) 沖 擊 韌性 值 急 劇 下 降 的 現(xiàn) 象稱 韌 脆 轉(zhuǎn) 變 。 發(fā)
5、 生 韌脆 轉(zhuǎn) 變 的 溫 度 范 圍 稱韌 脆 轉(zhuǎn) 變 溫 度 。 材 料的 使 用 溫 度 應 高 于 韌脆 轉(zhuǎn) 變 溫 度 。 韌體 心 立 方 金 屬 具 有 韌 脆 轉(zhuǎn)變 溫 度 ， 而 大 多 數(shù) 面 心 立方 金 屬 沒 有 。 TITANIC 建 造 中 的 Titanic 號TITANIC的 沉 沒與 船 體 材 料 的 質(zhì) 量直 接 有 關(guān) Titanic 號 鋼 板 （ 左 圖 ） 和 近 代 船 用 鋼 板 （ 右 圖 ）的 沖 擊 試 驗 結(jié) 果Titanic 近 代 船 用 鋼 板 l 材 料 在 低 于 s的 重 復 交 變 應 力 作 用 下 發(fā) 生 斷 裂 的
6、 現(xiàn) 象 。l 材 料 在 規(guī) 定 次 數(shù) 應 力 循 環(huán) 后 仍 不 發(fā) 生 斷 裂 時 的 最 大 應力 稱 為 疲 勞 極 限 。 用 -1表 示 。l 鋼 鐵 材 料 規(guī) 定 次 數(shù) 為 107， 有 色 金 屬 合 金 為 108。 疲 勞 應 力 示 意 圖 疲 勞 曲 線 示 意 圖 通 過 改 善 材 料 的 形 狀 結(jié) 構(gòu) ， 減 少 表 面 缺 陷 ， 提 高 表 面光 潔 度 ， 進 行 表 面 強 化 等 方 法 可 提 高 材 料 疲 勞 抗 力 。軸 的 疲 勞 斷 口 疲 勞 輝 紋 （ 掃 描 電 鏡 照 片 ） 五 、 硬 度l 材 料 抵 抗 表 面 局 部
7、 塑 性 變 形的 能 力 。l 布 氏 硬 度 HB )( 2102.0 22 dDDD PHB 布氏硬度計 l 壓 頭 為 鋼 球 時 ， 布 氏 硬 度 用 符 號 HBS表 示 ， 適 用 于布 氏 硬 度 值 在 450以 下 的 材 料 。l 壓 頭 為 硬 質(zhì) 合 金 球 時 ， 用 符 號 HBW表 示 ， 適 用 于 布氏 硬 度 在 650以 下 的 材 料 。l 符 號 HBS或 HBW之 前 的 數(shù) 字 表 示硬 度 值 , 符 號 后 面 的 數(shù) 字 按 順 序 分別 表 示 球 體 直 徑 、 載 荷 及 載 荷 保持 時 間 。 如 120HBS10/1000/3
8、0 表 示 直 徑 為 10mm的 鋼 球 在 1000kgf（ 9.807kN） 載 荷作 用 下 保 持 30s測 得 的 布 氏 硬 度 值 為 120。布氏硬度壓痕 l 布 氏 硬 度 的 優(yōu) 點 ： 測 量 誤 差 小 ， 數(shù) 據(jù) 穩(wěn) 定 。l 缺 點 ： 壓 痕 大 ， 不 能 用 于 太 薄 件 、 成 品 件 及 比 壓 頭還 硬 的 材 料 。l 適 于 測 量 退 火 、 正 火 、 調(diào) 質(zhì) 鋼 , 鑄 鐵 及 有 色 金 屬 的 硬 度 。l 材 料 的 b與 HB之 間 的 經(jīng) 驗 關(guān) 系 ： 對 于 低 碳 鋼 : b(MPa)3.6HB 對 于 高 碳 鋼 ： b(
9、MPa)3.4HB 對 于 鑄 鐵 ： b(MPa)1HB或 b(MPa) 0.6(HB-40)HBb(MPa) 鋼黃 銅 球 墨 鑄 鐵 洛 氏 硬 度 h1-h0洛 氏 硬 度 測 試 示 意 圖 洛氏硬度計 l 洛 氏 硬 度 用 符 號 HR表 示 ， HR=k-(h1-h0)/0.002l 根 據(jù) 壓 頭 類 型 和 主 載 荷 不 同 ， 分 為 九 個 標 尺 ，常 用 的 標 尺 為 A、 B、 C。 l 符 號 HR前 面 的 數(shù) 字 為 硬 度 值 ， 后 面 為 使 用 的 標 尺 。l HRA用 于 測 量 高 硬 度 材 料 , 如硬 質(zhì) 合 金 、 表 淬 層 和
10、滲 碳 層 。l HRB用 于 測 量 低 硬 度 材 料 , 如有 色 金 屬 和 退 火 、 正 火 鋼 等 。l HRC用 于 測 量 中 等 硬 度 材 料 ，如 調(diào) 質(zhì) 鋼 、 淬 火 鋼 等 。l 洛 氏 硬 度 的 優(yōu) 點 ： 操 作 簡 便 ，壓 痕 小 ， 適 用 范 圍 廣 。 l 缺 點 ： 測 量 結(jié) 果 分 散 度 大 。 鋼 球 壓 頭 與金 剛 石 壓 頭洛 氏 硬 度 壓 痕 維 氏 硬 度 維 氏 硬 度 計維 氏 硬 度 試 驗 原 理 維 氏 硬 度 壓 痕 l 維 氏 硬 度 用 符 號 HV表 示 ， 符 號 前 的 數(shù) 字 為 硬 度 值 ，后 面
11、的 數(shù) 字 按 順 序 分 別 表 示 載 荷 值 及 載 荷 保 持 時 間 。l 根 據(jù) 載 荷 范 圍 不 同 ， 規(guī) 定 了 三 種 測 定 方 法 維 氏 硬度 試 驗 、 小 負 荷 維 氏 硬 度 試 驗 、 顯 微 維 氏 硬 度 試 驗 。l 維 氏 硬 度 保 留 了 布 氏 硬 度 和 洛 氏 硬 度 的 優(yōu) 點 。 小負荷維氏硬度計顯 微 維 氏 硬 度 計 油 輪 斷 裂 和 北 極 星 導彈 發(fā) 動 機 殼 體 爆 炸 與材 料 中 存 在 缺 陷 有 關(guān) 1943年 美 國 T-2油 輪 發(fā) 生 斷 裂 北極星導彈裂 紋 擴 展 的 基 本 形 式 l 應 力 強 度 因 子 ： 描 述 裂 紋 尖 端 附 近 應 力 場 強 度 的指 標 。 aYKI 2/1)( cc a CCIC aYK 23/mMN斷 裂 韌 性 ： 材 料 抵 抗 內(nèi) 部裂 紋 失 穩(wěn) 擴 展 的 能 力 。C為 斷 裂 應 力 ， aC為 臨 界裂 紋 半 長 ， 單 位 為
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