常用材料与热处理知识讲解学习.ppt

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1、常用材料与热处理知识1强度金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。单位Pa1Pa＝1N/m2抗拉强度先将被测金属材料制成标准试样。测试时，将标准试样装夹在拉什试验机的两个夹头上，在试样两端缓慢施加拉力。随着拉力的增大，试样逐渐发生变形，直至被拉断为止。拉伸试验机自动的将每一瞬间试样所受拉力P及相应的伸长量ΔL记录下来，绘制成拉伸曲线试样材料性能及基本特性——抗拉强度抗拉强度低碳钢的拉伸曲线0FΔL低碳钢的拉伸曲线当外力小于Fe时，试样产生的变形属于弹性变形，即外力去除后材料将恢复到初始状态。当外力大于Pe后，试样

2、除产生弹性变形外，还产生部分塑性变形。FeFs颈缩屈服点低碳钢的拉伸曲线0PΔL低碳钢的拉伸曲线材料产生屈服现象时的应力，称为屈服点，可按下式计算：σs=Fs／S0PePs颈缩屈服强度，可按下式计算：σs=F0。2／S0F0.2是残余伸长率为0.2%时的载荷。低碳钢的拉伸曲线0PΔL低碳钢的拉伸曲线试样在拉断前所能承受的最大应力称拉应力，称为抗拉强度，可通过下式计算：σb=Fb/S0PePs颈缩Fb2.塑性材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的性能，称为塑性。断后伸长率断面收缩率塑性δ或φ愈大，则材料的塑性愈好。良

3、好的塑性是金属材料进行塑性加工的必要条件0PΔL低碳钢的拉伸曲线FeFs颈缩3.硬度材料抵抗比其本身更硬的物体压入其内部的性能，称为硬度。抵抗塑性变形、压痕或滑痕的能力。硬度(1)布氏硬度HBS，HBW。(2)洛氏硬度HRA~HRK(3)维氏硬度HV。(4)肖氏硬度HS测量方法布氏硬度DdP标准硬度和一定直径的淬火钢球或硬质合金球压力/压痕面积布氏硬度原理布氏硬度采用直径为D的淬火钢球或硬质合金球，在相应的试验力P的作用下垂直的压入试样表面，保持规定的时间后卸载。以试验力P与压痕表面积的比值作为布氏硬度。压头为淬火

4、钢球时用HBS，适用于布氏硬度值在450以下的材料压头为硬质合金球时用HBW，适用于布氏硬度值在650以下的材料适用于调质钢、正火钢、退火钢、铸铁、有色金属毛坯或半成品等硬度较低的材料，HBS（HBW）值越大，则材料的硬度越大举例120HBS10/1000/30硬度为120直径为10mm的钢球9807N试验载荷载荷保持时间30s洛氏硬度洛氏硬度计采用不同的压头和载荷相配合，洛氏硬度有HRA、HRB、HRC等几种不同的标度P120°h锥顶角为120°的金刚石作压头，P＝1500N洛氏硬度HRC标度测量范围压头类型HR

5、A60~85120O的金刚石圆锥体HRB25~100直径1.588mm的淬火钢球HRC20~67120O的金刚石圆锥体洛氏硬度洛氏硬度标注52HRC70HRAP120°h锥顶角为120°的金刚石作压头，P＝1500N洛氏硬度HRCHR=k–ee=h/0.002k=130维氏硬度维氏硬度硬度计136度的正四棱锥体的金刚石压头优点：实验时所加载荷小，适合于测试零件表面淬硬层及化学表面层；同时HV是一个连续一致的标尺，载荷可以任意选择，而不影响其硬度值的大小，因此可测量极软到极硬的各种材料的硬度值。硬度和强度之间存在有一

6、定的关系，通常材料的强度愈高，其硬度也愈高三种硬度之间可通过查表进行换算。维氏硬度表示方法64HV30适用范围可测极软到极硬的各种金属材料，还可以测渗碳、渗氮层的硬度。4冲击韧性金属材料抵抗冲击载荷作用而不破坏的能力。材料性能及基本特性——冲击实验冲击韧度4冲击韧性冲击功：AK＝G(H1-H2)G—摆锤重力；H1—初始高度；H2—摆锤回升高度；冲击韧度——冲击韧度，J/cm2。——冲击功，J——试样缺口处横截面积。5疲劳强度金属材料在多次交变应力的作用下，不发生破坏的最大应力称为疲劳强度。Mpa二、物理、化学性能1

7、化学性能成分、显微组织、结晶结构、抗腐蚀性。耐酸性、耐碱性、抗氧化性。2物理性能材料本质不发生变化所表现的性能。颜色、密度、熔点、折射率、导热率、热膨胀率、热变形温度、吸水率、绝缘强度、电阻率、比热等三、工艺性能是指金属材料对不同加工工艺方法的适应能力。包括：铸造性锻造性焊接性切削加工性第二节钢铁材料钢铁材料钢含碳量小于2.11%碳素钢合金钢铸铁含碳量大于2.11%一、碳素钢简称碳钢,Wc<1.5％,并含有少量Si,Mn,S,P等杂质元素的铁碳合金.碳含量对碳钢的力学性能影响最大,以0.09％为界.Si,Mn使钢强

8、化.S使钢热脆,P导致钢冷脆.含碳量对碳钢力学性能的影响碳素钢分类按含碳量分:低碳钢---Wc<0.25％中碳钢---Wc=0.25％~0.60％高碳钢---Wc>0.60％按质量分:普通碳素钢---Wp<0.045％,Ws<0.050％优质碳素钢---Wp<0.035％,Ws<0.035％高级优质碳素钢---Wp<0.0255％,Ws<0.025％按用途分