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    宝石探秘玩法:鎮江鋼材的力學性能

    名  稱量的符號單位符號含    義




    強度指金屬在外力作用下,抵抗塑性變形和斷裂的能力
    1 強 度    1)抗拉強度ób
    金屬試樣拉伸時,在拉斷前所承受的最大負荷與試樣原橫截面面積之比稱為抗拉強度 ób=Pb/Fo 式中 Pb——試樣拉斷前的最大負荷(N)         Fo——試樣原橫截面積(mm2)
    2)抗彎強度óbbMPa試樣在位于兩支承中間的集中負荷作用下,使其折斷時,折斷截面所 承受的最大正壓力 對圓試樣:óbb=8PL/Лd3; 對矩形試樣:óbb=3PL/2bh2 式中  P——試樣所受最大集中載荷(N)          L——兩支承點間的跨距(mm)          d——圓試樣截面之外徑(mm)          b——矩形截面試樣之寬度(mm)          h——矩形截面試樣之高度(mm)
    3)抗壓強度óbcMPa材料在壓力作用下不發生碎、裂所能承受的最大正壓力,稱為抗壓強度 óbc=Pbc/Fo 式中 Pbc—試樣所受最大集中載荷(N)         Fo—試樣原截面積(mm2)         
    4)抗剪強度MPa試樣剪斷前,所承受的最大負荷下的受剪截面具有的平均剪應力 雙剪:óて=P/2F;單剪:óて=P/Fo 式中  P—剪切時的最大負荷(N)         Fo—受檢部位的原橫截面積(mm2)
    5)抗扭強度
    MPa指外力是扭轉力的強度極限   てb≈3Mb/4Wp(適用于鋼材) てb≈Mb/Wp(適用于鑄鐵) 式中 Mb—扭轉力矩(N?mm)         Wp—扭轉時試樣截面的極斷面系數(mm2) 
    6)屈服點ósMPa金屬試樣在拉伸過程中,負荷不再增加,而試樣仍繼續發生變形的現象稱為“屈服”。發生屈服現象時的應力,稱為屈服點或屈服極限 ós=Ps/Fo            式中 Ps——屈服載荷(N)         Fo——試樣原橫截面積(mm2)

    7)屈服強度ó0.2MPa  對某些屈服現象不明顯的金屬材料,測定屈服點比較困難,常把產生O.2%永久變形的應力定為屈服點,稱為屈服強度或條件屈服極限            ó0.2=P0.2/Fo 式中  P0. 2——試樣產生永久變形為0.2%時的載荷(N)          Fo——試樣原橫截面積(mm2)
    8)持久強度ób/時間(h)MPa金屬材料在高溫條件下。經過規定時間發生斷裂時的應力稱為持久強度。通常所指的持久強度,是在一定的溫度條件下,試樣經l05h后的斷裂強度
    9)蠕變強度溫度ó  應變量/時間  MPa金屬材料在高于一定溫度下受到應力作 用,即使應力小于屈服強度,試件也會隨著時間的增長而緩慢地產生塑性變形,此種現象稱為蠕變。在給定溫度下和規定的時間內,使試樣產生一定蠕變變形量的應力稱為蠕變強度,例如           500  ó-----------------=100MPa          1/100000 ,表示材料在500%溫度下,105h后應變量為l%的蠕變強度為100MPa。蠕變強度是材料在高溫下長期負荷下對塑性變形抗力的性能指標
    2 彈 性


    彈性是指金屬在外力作用下產生變形,當外力取消后又恢復到原來的形狀和大小的一種特性
    1)彈性模量EGPa在彈性范圍內,金屬拉伸試驗時,外力和變形成比例增長,即應力與應變成正比關系時,這個比例系數就稱為彈性模量,也叫正彈性模數
    2)切變模量GGPa金屬在彈性范圍內,當進行扭轉試驗時,外力和變形成比例地增長,即應力與應變成正比例關系時,這個比例系數就稱為切變模量
    3)彈性極限óeMPa金屬能保持彈性變形的最大應力,稱為彈性極限
    4)比例極限ópMPa在彈性變形階段。金屬材料所承受的和應變能保持正比的最大應力,稱為比例極限 óp=Pp/Fo 式中 Pp——規定比例極限負荷(N)         Fo——試樣原橫截面積(mm2)
    3  塑  性


    所謂塑性是指金屬材料在外力作用下,產生永久變形而不致破裂的能 力
    1)伸長率ó金屬材料在拉伸時,試樣拉斷后,其標距部分所增加的長度與原標距長度的百分比。δ5是標距為5倍直徑時的伸長率,δ10是標距為10倍直徑時的伸長率

    2)斷面收縮率ψ金屬試樣拉斷后,其縮頸處橫截面積的最大縮減量與原橫截面積的百分比
    3)泊松比μ
    對于各向同性的材料,泊松比表示:試樣在單向拉伸時,橫向相對收縮量與軸向相對伸長量之比 μ=E/2G-1 式中  E——彈性模量(GPa)         G——切變模量(GPa)
    4 韌 性


    所謂韌性是指金屬材料在沖擊力(動力載荷)的作用下而不破壞的能力
    1)沖擊韌度aku或aKVJ/cm2沖擊韌度是評定金屬材料于動載荷下受沖擊抗力的力學性能指標,通常都是以大能量的一次沖擊值(aku或aKV)作為標準的。它是采用一定尺寸和形狀的標準試樣,在擺錘式一次沖擊試驗機上來進行試驗。試驗結果,以沖斷試樣上所消耗的功(AKU或AKv)與斷面處橫截面積(F)之比值大小來衡量
    2)沖擊吸收功AKu或AKVJ由于ak值的大小,不僅取決于材料本身,同時還隨試樣尺寸、形狀的改變及試驗溫度的不同而變化,因而ak值只是一個相對指標。目前國際上許多國家直接采用沖擊吸收功Ak作為沖擊韌度的指標 aku=AKu/F;aKV=AKV/F 式中  aku——夏比u形缺口試樣沖擊值(J/cm2) aKV——夏比V形缺口試樣沖擊值(J/cm2) AKU——夏比u形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功(J)         AKV——夏比v形缺口試樣沖斷時所消耗的沖擊功(J)         F——試樣缺口處的橫截面積(cm2)
    5 疲勞


    金屬材料在極限強度以下,長期承受交變負荷(即大小、方向反復變化的載荷)的作用。在不發生顯著塑性變形的情況下而突然斷裂的現象,稱為疲勞
    1)疲勞極限ó-1MPa金屬材料在重復或交變應力作用下,經過周次(N)的應力循環仍不發生斷裂時所能承受的最大應力稱為疲勞極限
    2)疲勞強度óNMPa金屬材料在重復或交變應力作用下,循環一定周次(N)后斷裂時所能承受的最大應力,叫作疲勞強度。此時,N稱為材料的疲勞壽命。某些金屬材料在重復或交變應力作用下。沒有明顯的疲勞極限,常用疲勞強度表示
    6 硬 度


    硬度就是指金屬抵抗更硬物體壓人其表面的能力。硬度不是一個單純的物理量,而是反映彈性、強度、塑性等的一個綜合性能指標
    1)布氏硬度HBSHBW用一定直徑的球體(鋼球或硬質合金球)以相應的試驗力壓入試樣表面,經規定的保持時間后,卸除試驗力,測表面壓痕直徑計算的硬度值。使用鋼球測定硬度小于等于450°;使用硬質合金球測定硬度大于450HBW




    2)洛氏硬度HRA 14RB HRC HRD HRE HRF HRG HRH HRK
    用金剛石圓錐或鋼球壓頭以初始試驗力和總試驗力作用下,壓入試 樣表面,經規定的保持時間后,卸除主試驗力,測殘余壓痕深度增 量計算的硬度值。 洛氏硬度試驗分A、B、C、D、E、F、G、H、K標尺
    3)維氏硬度HV
    用金剛石正四棱體壓頭以49.03~980.7N的試驗力壓入試樣表面,經規定的保持時間后,卸除試驗力,測壓痕對角線長度計算的硬度值
    4)肖氏硬度HSC   HSD  
    用金剛石或鋼球沖頭從一定高度落到試樣表面,測沖頭回跳高度計算硬度值。用目測型硬度計的硬度符號為HSC,指示型硬度計的硬度符號為HSD
        7 減摩  、  耐磨性1)摩擦因數          μ
    相互接觸的物體,當作相對移動時就會引起摩擦,引起摩擦的阻力稱為摩擦力。根據摩擦定律,通常把摩擦力(F)與施加在摩擦部 位上的垂直載荷(N)的比值,稱為摩擦因數μ=F/N 式中 F——摩擦力(N)         F——施加在摩擦部件上的垂直載荷(N)
    2)磨耗量    W Vg cm3試樣在規定試驗條件下經過一定時間或一定距離摩擦之后,以試樣被磨去的重量(g)或體積(cm3)之量,稱為磨耗量(或磨損量),以磨去重量表示者稱為重量磨耗形,用磨去體積表示者稱為體積磨耗V
    3)相對耐磨系數ε
    在模擬耐磨試驗機上,采用65Mn(52~53HRC)作為標準試樣,在相同條件下,標準試樣的絕對磨耗量與被測定材料的絕對磨耗量之比,稱為被測材料的相對耐磨系數

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