金属的性能2洛氏硬度word版本.ppt

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1、金属的性能2洛氏硬度第一节金属的物理、化学性能一、金属的物理性能1．密度密度是物质单位体积的质量。不同金属的密度是不同的。一般将密度小于4.5×103kg/m3的金属称为轻金属，密度大于4.5×103kg/m3的金属称为重金属。常用金属的物理性能2．熔点熔点——金属及其合金从固体状态向液体状态转变时的熔化温度。金属都有固定的熔点。3．导热性导热性——金属能传导热的性能。一般情况下，金属的导热性比非金属好。4．导电性导电性——金属能传导电流的性能。金属是良好导体。金属导电性的好坏取决于它的热导率。5．热膨胀性热膨胀性——金属材料的体积随着温度变化而膨胀、收缩的特性。一般情况下，金属

2、加热时体积胀大，冷却时体积缩小。6．磁性磁性——金属能导磁的性能。具有磁性的金属都能被磁铁吸引。金属材料根据其在磁场中受到磁化程度的不同，可分为铁磁性材料、顺磁性材料和抗磁性材料三种。二、金属的化学性能1．耐腐蚀性耐腐蚀性——金属材料抵抗化学介质腐蚀破坏作用的能力。腐蚀对金属材料的危害很大。因此，要提高金属材料的耐腐蚀性能。2．抗氧化性抗氧化性——金属材料抵抗氧气氧化作用的能力。金属材料在常温条件下的氧化作用并不明显，但当温度升高时，其氧化作用明显加剧。3．化学稳定性化学稳定性——金属材料的耐腐蚀性和抗氧化性的总称。金属在高温下的化学稳定性叫做热稳定性。第二节金属的力学性能悬索桥

3、及其结构示意图悬索桥主要采用金属材料制造，对于如此大型的工程结构，设计人员是依据什么计算和确定结构尺寸，从而保证其承载安全的呢？本节主要介绍金属材料的强度、塑性等力学性能。一、强度与塑性1.载荷、变形与应力（1）载荷静载荷——大小和方向不变或变化缓慢的载荷。冲击载荷——在短时间内以较高速度作用于工件上的载荷。交变载荷——大小或方向随时间发生周期性变化的载荷。载荷｛静载荷冲击载荷交变载荷（2）变形变形——金属材料受到载荷作用而产生的几何形状和尺寸的变化。变形分为弹性变形和塑形变形。（3）应力金属材料在受到外力作用时，其内部作用着与外力相对抗的力，称为内力。应力——单位面积上的内力。

4、所有强度指标都是用应力表示的。计算公式：2．拉伸试验（1）试样——拉伸试样拉伸试样a）拉伸前b）拉伸后（2）试验设备——拉伸试验机（3）试验结果与分析——拉伸曲线1）Oe——弹性变形阶段。2）s点附近——屈服阶段。3）屈服后至b点——强化阶段。4）bz——缩颈阶段。低碳钢的拉伸曲线3.强度与强度指标强度——金属材料在静载荷作用下,抵抗塑性变形或断裂的能力。（1）屈服强度当金属材料呈现屈服现象时，在试验期间发生塑性变形而载荷不增加时的应力称为屈服强度，分为上屈服强度和下屈服强度。上屈服强度下屈服强度（2）规定非比例延伸强度Rp规定非比例延伸强度——非比例延伸率等于规定的引伸计标距百

5、分率时的应力。（3）规定总延伸强度Rt规定总延伸强度——总延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。（4）规定残余延伸强度Rr（5）抗拉强度规定残余延伸强度——卸除应力后残余延伸率等于规定的引伸计标距百分率时的应力。抗拉强度——试样在拉断前所能承受的最大应力。计算公式为：4.塑性与塑性指标（1）断后伸长率（2）断面收缩率塑性——金属材料在载荷作用下断裂前所能承受最大塑性变形的能力。二、硬度硬度——金属材料抵抗局部塑性变形和破坏的能力。1.布氏硬度（1）试验原理布氏硬度试验原理图布氏硬度值是用球面压痕单位表面积上所承受的平均压力来计算。布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关。（2）布氏硬

6、度的表示方法布氏硬度用符号HBW表示，符号之前的数字是硬度值，符号之后为试验条件，依次为：压头直径（mm）/试验力（kgf）/保持时间（s）。（3）优缺点及应用范围优点：测定的硬度值比较准确，数据重复性强。缺点：试验过程复杂,压痕面积大，对金属表面的损伤较大。应用：铸铁、非铁金属及退火、正火、调质处理的钢材等。2.洛氏硬度（1）试验原理HR-150A型洛氏硬度计（2）常用洛氏硬度标尺及表示方法洛氏硬度用符号HR表示，每一种标尺的符号在其后注明（HRC、HRB、HRA），硬度值置于符号之前。三种洛氏硬度标尺的试验条件和适用范围（3）优缺点及应用范围优点：操作简单迅速，压痕较小，测量

7、的硬度值范围大。缺点：测定的硬度值不够准确，数据重复性差。维氏硬度的试验原理与布氏硬度基本相同，所不同的是其压头是一个相对面夹角为136°的金刚石正四棱锥体，通过测量压痕对角线的长度来计算压痕面积和硬度值。维氏硬度符号为HV，其表示方法与布氏硬度基本相同。实际试验时，也无须计算，硬度值直接从表中查出。维氏硬度试验所用的试验力可根据工件的大小、厚薄等条件进行选择，常用试验力在49.03~980.70N范围内变动。3.维氏硬度三、冲击韧性与疲劳强度1．冲击韧性冲击韧性——金属材料抵抗