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压头有三种: 120。金刚石压头、￠1.5875mm钢
球、 ￠3.175mm钢球
主载荷有三种: 、60kg、100kg、 150kg
F 洛式硬度测量原理示意图
0-0： 未加试验力时，压头与试件表面未接触 1-1： 加初试验力10kg时，压头从a压入至b 2-2： 加总试验力时，压头压入至c 3-3： 卸除主试验力，压头回复至d 保持规定时间： 测量残余压痕深度增量bd; 计算洛氏硬度值:
拉伸试样
低碳钢拉伸试验图分析
变形阶段的分析：
oe段：弹性变形阶段。能恢复原来形 状和尺寸。呈线性规律。e点：弹性极 限点 es段：既有弹性变形，还有微量的塑 性变形。 当拉力增大到Fs时，即使拉伸力不增 加，试样却会继续伸长，这种现象称 为“屈服”。 S点：屈服极限点。 sb段：当拉力大于Fs时，试样产生大 量的塑性变形，直到拉伸力为Fb时， 试样横截面发生局部收缩，即产生 “缩颈”。 B点：强度极限点 bk段：由于局部产生“缩颈”，试样 所能承受的拉伸力迅速减小，直至拉 断（K点）
疲劳强度
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第二章 金属材料基础
• 物理化学性能 • 主要指标有：密度、熔点、导电性、导热
性、热膨胀性、耐热性、耐腐蚀性等。
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第二章 金属材料基础
• 工艺性能——加工成形的难易程度。 • 主要指标有：铸造性能、可锻性、可焊性、
热处理性和可切削性等
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2.1金属材料的力学性能
一、强度和塑性
拉伸试验（GB6397-1986）
δ5 ——试样 L0=5d0
☆断面收缩率:
试样拉断后,缩颈处截 面积的最大缩减量与原 始横截面积的百分比
缩颈 —
=（A0 –A1）/A0×100%
式中 A0—试样的原始截面积，mm²； A1—试样拉断后,断口处横截面积，mm²；
说明：δ、ψ值愈大，表明材料的塑性愈好。
3、硬度
硬度:是材料抵抗更硬的物体压入其内的能力。或 者说是金属表面抵抗局部塑性变形的能力。
HRK bd 0.002
式中：K=100；金刚石压头。 K=130；淬火钢球压头。
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• 根据压头和试验力的不同，常用的洛氏硬度 有三种：
• HRA：1200金刚石圆锥体，总试验力60kg • HRB：Φ1.588mm淬火钢球，总试验力
100kg • HRC：1200金刚石圆锥体，总试验力
150kg ——应用最广
HB=F/S
F：所加压力 S：压痕表面积
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特点：优点：测量值较稳定、准确度较洛氏硬度高 缺点：测量费时，且压痕较大， 不适合成品检验。
适用范围：用于测定软性材质（HBS≤450） 如:灰口铸铁、软钢和非铁合金等。
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3、洛式硬度
洛式硬度计图
洛式硬度的定义：
在初始试验力及总试验力（初始试验 力+主试验力）的先后作用下，将压头 （金刚石圆锥体或钢球）压入试验表 面，经规定时间后，卸除主试验力， 由测量的残余压痕深度增量来计算硬 度值，用HR表示。
低碳钢拉伸试验图
屈服强度和抗拉强度
在工程上常用屈服强度和抗拉强度来表示金属材料的强度
指标。其计算公式为： ☆屈服强度（屈服点）——拉伸试样产生屈服现象时的应力
s=Fs /A0 ( MPa ) ☆ 抗拉强度——拉伸试样在拉断前所承受的最大应力
b = Fb/ A0 ( M Pa ) Fs—试样产生屈服现象时所承受的最大载荷,N Fb—-试样在拉断前所能承受 的最大载荷, N
3、硬度
硬度是衡量金属软硬的指标。直接影响金属材 料的耐磨性，硬度越高，材料的耐磨性越好。
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3、硬度
硬度的种类有： 1、布氏硬度 用HB表示 2、洛氏硬度 用HR表示
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1. 布氏硬度HB
用于测定软性材质（HBS≤450）
测试原理图：
HBS测定
以淬火钢球为压头
压头直径有三种:￠10mm、 ￠5mm、 ￠2.5mm 载荷也有三种: 30000N、 7500N 、1870N
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特点： 优点 ：测试简便、迅速、因压痕小、不损伤零 件，适合成品检验。 缺点 测得的硬度值重复性较差，需在不同的 部位测量数次。 适用范围：用于测定硬质材质（20－70 HRC）
如:淬火钢、调质钢等。
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三、冲击韧性
定义： 金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的 能力。
其常用指标为------冲击韧度（ak ）
A0——试样原始截面积,mm²
金属不能在超过其 s 、 b 的条件下工作。因此作为强度 设计的依据.
2. 塑性指标
塑性: 材料在外力作用下，产生 永久变形而不引起破坏的能力。
☆ 伸长率：试样拉断后,其标距 的伸长与原始标注的百分比.
＝L1－L0＝L10％ 0
L0
L0
应用中：δ10——试样 L0=10d0
用冲击试验测定冲击韧度ak
k＝A A k（ J/cm 2)
计算公式： ak =Ak/S(J / cm)
用单位面积上的冲击功来表示
ak—冲击韧度 Ak—冲断试样所消耗的冲击功，J; S—试样缺口处的横截面积，cm。
冲击值一般作为选材的参考，不直接用于强度计算。
试验表明：在冲击能量不大的情况下，金属材料承受多次 重复冲击的能力，主要决定于强度，而不是要求过高的冲
2.1 金属材料的机械性能
• 四大工程材料： 1. 钢铁 2. 铝及铝合金 3. 塑料 4. 水泥
第二章 金属材料基础
金属材料的性能包括： 1. 机械(力学)性能 2. 物理化学性能 3. 工艺性能
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第二章 金属材料基础
机械(力学)性能: 在机械载荷（外力）作用下表现出来的特性。 主要指标有: 强度、塑性、硬度、冲击韧性(度)、
击韧度。
ak 值 对组织缺陷很敏感，因此，冲击试验在生产上用来 检验冶炼、热加工、热处理工艺质量的有效方法。
四、 疲劳强度
金属材料在无数次重复或交变载荷的作用下而不致 引起断裂的最大应力—疲劳强度。
在机械零件中有许多零件在交变载荷的作用下工作 的。这种受交变应力的零件，发生断裂时的应力。远低 于该材料的屈服强度，这种破坏现象叫做疲劳破坏。据 统计，约有80%的机件失效都可归咎于疲劳破坏。
应力与应变概念
应力： 试样单位横截面上的拉力
＝ P ＝ 4P F0 d02
N/mm2；MPa
应变：试样单位长度上的伸长量
＝L1－L0＝L10％ 0
L0
L0
ห้องสมุดไป่ตู้
1.强度指标，单位：MPa(N/mm2）
强度: 材料在外力作用下，抵
（F）
抗塑性变形和断裂的能力。
σs —— 屈服强度(屈服点）
σb —— 抗拉强度