金属材料力学性能检测课件.ppt

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1、金属材料力学性能检测工艺性能—在制造机械零件的过程中，材料适应各种冷、热加工和热处理的性能。使用性能—材料在使用过程中所表现的性能力学性能物理性能化学性能铸造性能、锻造性能、焊接性能、冲压性能、切削加工性能、热处理工艺性能材料的力学性能材料的性能材料性能金属的力学性能定义:金属材料的力学性能是指金属材料在不同环境（温度、介质）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。指标:弹性、刚度、强度、塑性、硬度、冲击韧性、断裂韧度和疲劳强度等。、断裂韧度和疲劳强度等。强度：指金属

2、在静载荷下抵抗变形和断裂的能力。是一般零件设计、选材时的重要依据。硬度：它是衡量材料软硬的一个指标，是　金属表面抵抗塑性变形和破坏的能力。检查和控制金属零件的热处理质量塑性：指金属发生塑性变形而不被破坏的能力。几个常见概念的定义作用在机件上的外力——载荷静载荷动载荷静载荷：逐渐而缓慢地作用在工作上的力如机床床身的压力、钢索的拉力动载荷：包括冲击及交变载荷如空气锤杆所受的冲击力、齿轮、弹簧载荷静拉伸试验（所加载荷为静载荷）是一种较简单的力学性能试验，能够清楚地反映出材料受力后所发生的弹性、弹塑性与断裂三个变形阶段的

3、基本特性。经拉伸试验对所测试的力学性能指标的测量稳定可靠，而且理论计算方便，因此各国及国际组织都制定了完善的拉伸试验方法标准，将拉伸试验方法列为力学性能试验中最基本、最重要的试验项目。强度指标：弹性极限σe、屈服强度σs、抗拉强度σb塑性指标：断后伸长率δ、断面收缩率ψ等拉伸试验FFL拉伸前拉伸后FFF=F’（MPa）F’Fσ=F’/S应力与应变应力：物体内部任一截面单位面积上的相互作用力。　　　　同截面垂直的称为“正应力”或“法向应力”，同截面相切的称为“剪应力”或“切应力”。1.拉伸实验常用术语FF拉伸前拉伸

4、后应变：物体形状尺寸所发生的相对改变。物体内部某处的线段在变形后长度的改变值同线段原长之比值称为“线应变”（1）弹性变形：材料受外力作用时产生变形，当外力去除后恢复其原来形状，这种随外力消失而消失的变形，称为弹性变形。2.拉伸实验两种基本变形FFF（2）塑性变形:材料在外力作用下产生永久的不可恢复的变形，称为塑性变形。FF工程材料受力后都会发生变形，包括：弹性变形、塑性变形、断裂三个基本阶段弹性：固体材料在外力作用下改变其形状和大小，但当力撤去后即恢复到原来状态的性质塑性：固体材料受到超过一定特定值的外力作用时，

5、其形状与大小会发生永久性变化的特性断裂：固体材料受外力作用变形的最终结果，也就是固体材料受力变形产生裂纹和裂纹扩展到一定的临界值后即产生断裂拉伸试验的工程意义拉伸实验设备－万能实验机拉伸试样的颈缩现象拉伸试验机拉伸试样制备金属拉伸试样总体可分为比例试样和定标距试样比例试样：按下式计算而得的试样原始标距长度的试样L0——标距长度S0——试样原始截面积K为常数，通常取5.65或11.3，k=5.65时也称为短试样，此时的原始标距应不少于15mm；k=11.3试样称为长试样对于圆形试样，标距长度为工作直径d的5倍时为短

6、试样，为10倍时为长试样。但在特殊情况有关标准有规定时，也用4d或8d的试样2拉伸试样分类对于金属棒材，一般采用圆形截面的试样。其直径一般为3-25mm。试样又分带夹头和不带夹头两种。圆形截面单肩试样双肩试样带夹头圆形式样图圆形试样比例尺寸表若相关产品标准无具体规定、优先采用R2、R4或R7试样尺寸试样总长度取决于夹持方式，原则上L>Lc+4d（2）矩形试样对厚、薄板材，一般采用矩形试样（通常为0.10~25mm）根据厚度，采用宽度为10mm、12.5mm、15mm、20mm、25mm、30mm的六种试样，比例试

7、样尽可能采用L0=5.65S01/2的短比例试样。矩形试样也可分为带夹头和不带夹头的比例或定标距的两种矩形带夹头拉伸试样图矩形带夹头拉伸试样尺寸（mm）若相关产品标准无具体规定，优先采用短试样式（比例系数k=5.65）的比例试样。若比例标距小于15mm，建议采用非比例试样矩形非比例试样尺寸（mm）（3）管材试样管材试样一般为自管材切取的全截面管段或从管材切取的全壁厚纵向条状试样。对于d小于等于50mm的无缝管及焊管，可切取全截面管段进行试验。对于d大于等于50mm的管可切取纵向弧形试样，对于管材壁厚大于等于8mm

8、的，可制成纵向圆形试样。全截面管段拉伸式样图管材尺寸表（mm）管材纵向弧形比例试样及定标距试样图管材纵向弧形试样尺寸表（mm）b—极限载荷点e—弹性极限点S—屈服点K—断裂点力－伸长曲线材料的拉伸曲线1、oe段：直线、弹性变形2、es段：曲线、弹性变形+塑性变形5、b点出现缩颈现象，即试样局部截面明显缩小试样承载能力降低，拉伸力达到最大值，而后降低，但变形量增大，K点时试