钢材知识专业培训课件
布氏硬度试验时,压头直径D,试验力F,及试验保持时间t,应根据被测 材料的种类、硬度值范围及材料的厚度进行试验。
常用压头球体直径D有1,2,2.5,5和10mm五种;试验力从1-3000kgf 范围内;试验力保持时间黑色金属10-15s,有色金属30s,布氏硬度值小于 35时为60s,用钢球压头时,硬度值必须小于450HBS,硬质合金压头时, 硬度值必须小于650HBW。
第一节 强度和塑性
屈服点(σs):在外力作用下,材料产生屈服现象时的应力 值。
屈服强度(σ0.2):若材料无明显屈服现象,国家标准则规 定以残余应变量达到0.2%时的应力值来 表征材料的微量塑性变形的抗力,称为屈 服强度。
抗拉强度( σb ):材料在断裂前所能承受的最大应力。 断后伸长率(A):试样断裂后,标距的伸长与原始标距的
百分比。
刚度
刚度:在应力-应变曲线上的弹性阶段,应力和 应变的比值即为材料刚度(弹性模量)。
实际工件的刚度与材料的刚度和工件的尺寸和形 状有关,工件刚度代表工件产生单位弹性变形 时所需载荷的大小。
工件刚度代表工件产生单位弹性变形所需的载荷 大小。单位(N/mm)
第二节 硬度-布氏硬度
1.布氏硬度原理:用一定直径的球体,以相应的试验力压入 试样表面,经规定保持时间后,卸除试力, 用测量表面压痕来计算硬度。
1.铁素体(F):碳溶于α-Fe中形成的间隙固溶体。 溶碳能力差,随温度的升高,碳的溶解度稍增:室温,溶碳0.0008%;
600°C时,溶碳0.0057%;727°C时,溶碳量最大,约为0.0218%。 铁素体强度、硬度较低,塑性和韧性好(屈服强度:100-170MPa,
抗拉强度:180-280MPa,延伸率:30%-50%,HBS:50-80)。 铁素体在770°C以下具有铁磁性,770°C以上则失去铁磁性。 物质系统中物理、化学性质完全相同,与其他部分具有明显分界面的
第三节 其他
7.塑性应变比r值:r值表示钢板拉伸时,宽度方 向与厚度方向应变比之比值。r值越大,表示 钢板越不易在厚度方向变形(越不容易开裂), 深冲性越好。
8. 应变强化指数n:钢材在拉伸中实际应力-应 变曲线的斜率。其物理意义是,n值高,表示 材料在成形加工过程中变形容易传播到低变形 区,而使应变分布较为均匀,减少局部变形集 中现象,因此n值对拉延胀形非常重要。
2. 洛氏硬度值HR=k-e:k为常数,用金刚石圆锥体压头时 k=100,用钢球压头时k=130;e为残 余压痕深度增量,单位为0.002mm。
第二节 硬度-洛氏硬度
3.洛氏硬度标尺: 为了用一头和总试验力,组 成15种洛氏硬度标尺,最长用的有三种-HRA、 HRB、HRC。
洛氏硬度
优点:操作简单、迅速,压痕 小,测试硬度值范围大
缺点:当材料内部组织不均匀 时,硬度数据波动大,须测量 数次取平均值。
第三节 韧性
冲击韧度:材料在冲击加载下吸收塑性变形 功和断裂功的能力,常用标准试样的冲 击吸收功AK 或冲击韧度αK表示。
αK=AK/断裂面截面面积
AK-冲击吸收功
应用意义:冲击韧度反映了材料的冶金质量和热加 工工艺质量;反映材料抵抗对一次或少数次大能量 冲击破坏的能力 ;可以评定材料的冷脆性。
钢及铸铁布氏硬度大于140时,F / D2 =10;布氏硬度小于或等于140时, =3F0/。D 2
第二节 硬度-洛氏硬度
1.洛氏硬度原理:在初始试验力F0及纵试验力F0+F1先后作 用下,将压头压入试样表面,经规定保持 时间后卸除主试验力F1,用保持初始试验 力的条件下测量的残余压痕深度增量来计算硬度。
第二节 硬度-洛氏硬度
硬度标尺 硬度值有效范围
HRC 20-67HRC
适用举例 调质钢、淬火钢件
HRB 25-100HRB
软钢、退火钢、铜合金
HRA 60-85HRA
硬质合金、表面淬火钢
第二节 硬度
布氏硬度
优点:测量精度高,能反映材 料的平均性能;
缺点:操作复杂,耗时长不能 准确测量高硬度材料。
均匀部分称为相 .
工业纯铁
B250P1
第二节:铁碳合金的相
2、渗碳体(Fe3C):铁和碳组成的一种具有复杂晶格的间隙 化合物。
渗碳体中碳含量为6.69%,熔点1227°C,无通俗异构转变,230°C以下 有弱磁性,硬度800HB,塑性、韧性几乎为零,脆性极大。
的能力。
第一章 力学性能
第一节 强度和塑性
拉伸试样依照GB/T 228-2002制作。 标距:测量伸长用的圆柱或棱柱部分的长度。 L0=kS01/2 :其中L0表示原始标距,最小为15mm; S0 原始横截
面积;k是比例系数,通常k=5.65,若采用5.65不 能满足L0>15mm,则采用k=11.3或非比例试样 ( L0与 S0无比例关系)。 A=(Lu-L0)/L0:A断后伸长率,A11.3(k=11.3),A80mm(非比 例试样L0=80mm);Lu断后标距; L0原始标距。
钢材基础知识培训
2008-03-17
第一章 力学性能
力学性能: 材料在外力作用时表现出来的性能。 包括强度、塑性、刚度、硬度、韧性、 及疲劳性能和耐磨性等。
强度:材料抵抗塑性变形或断裂的能力。 塑性:断裂前材料产生永久变形的能力。 刚度:材料对弹性变形的抵抗能力。 硬度:材料抵抗局部变形、压痕、划痕的能力。 韧性:材料在塑性变形和断裂的全过程中吸收能量
当试验压头为淬硬钢球时,其硬度符号为HBS;硬质合金球 时,符号为HBW。 2.布氏硬度表示方法:符号HBS或HBW之前的数字为硬度值,
符号后面的数字表示试验条件(球体直 径/试验力/试验力保持时间【10-15s不 标注】),例170HBS10/1000/30。
第二节 硬度-布氏硬度
3.试验条件的选择:
第二章 铁碳合金
第一节:铁碳合金分类
铁碳合金(iron-carbon):主要是由铁和碳两种元素组成的合金 是现代工业中应用最广泛的金属材料。
铁碳合金的分类:(1)工业纯铁,C ≤0.0218%; (2)钢,0.0218%≤C ≤2.11% ; (3)白口铁,2.11%≤C ≤6.69%。
第二章:铁碳合金的相和组织