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公司公告

均质器性变形和断裂三个阶段

金属材料的力学性能是指金属材料在载荷作用时所表现的性能。这些性能是机械设计、材 料选择、工艺评定及材料检验的主要依据。 1 强度 11.. 金属材料的强度、塑性一般可以通过金属拉伸试验来测定。 1.拉伸试样 拉伸试样的形状通常有圆柱形和板状两类。图1.1.1a所示为圆柱形拉伸试样。在圆柱形 拉伸试样中d为试样直径,l为试样的标距长度,根据标距长度和直径之间的关系,试样可分 00 为长试样(l0=10d)和短试样(l0=5d0)。 0 2.拉伸曲线 试验时,将试样两端夹装在试验机的上下夹头上,随后缓慢地增加载荷,随着载荷的增加,试 样逐步变形而伸长,直到被拉断为止。在试验过程中,试验机自动记录了每一瞬间载荷F和变 形量 Δl,并给出了它们之间的关系曲线,故称为拉伸曲线(或拉伸图)。拉伸曲线反映了材料在 拉伸过程中的弹性变形、塑性变形和直到拉断时的力学特性。 图1.1.1b为低碳钢的拉伸曲线。由图可见,低碳钢

 

试样在拉伸过程中,可分为弹性变形、塑 均质器性变形和断裂三个阶段。 当载荷不超过F时,拉伸曲线Op为一直线,即试样的伸长量与载荷成正比地增加,如果 p 卸除载荷,试样立即恢复到原来的尺寸,即试样处于弹性变形阶段。载荷在F-Fe间,试样的 p 伸长量与载荷已不再成正比关系,但若卸除载荷,试样仍然恢复到原来的尺寸,故仍处于弹性变 形阶段。 当载荷超过F后,试样将进一步伸长,但此时若卸除载荷,弹性变形消失,而有一部分变形 e ·3· 图1.1.1 拉伸试样与拉伸曲线 却不能消失,即试样不能恢复到原来的长度,称为塑性变形或永久变形。 当载荷增加到F时,试样开始明显的塑性变形,在拉伸曲线上出现了水平的或锯齿形的线 s 段,这种现象称为屈服。 当载荷继续增加到某一最大值F时,试样的局部截面缩小,产生了颈缩现象。由于试样局 b 部截面的逐渐减少,故载荷也逐渐降低,当达到拉伸曲线上的k点时,试样就被拉断。 3.强度 强度是指金属材料无菌均质器在载荷作用下,抵抗塑性变形和断裂的能力。 (1)弹性极限 金属材料在载荷作用下产生弹性变形时所能承受的最大应力称为弹性极限,用符号 σ表 e 示: F e σ= A e 0 式中 F— ———试样产生弹性变形时所承受的最大载荷; e A— ———试样原始横截面积。 0 (2)屈服强度 金属材料开始明显塑性变形时的最低应力称为屈 服强度,用符号 σ表示: s s σ=AF s 0 式中 F—— ——试样屈服时的载荷; s A— ———试样原始横截面积。 0 生产中使用的某些金属材料,在拉伸试验中不出现 明显的屈服现象,无法确定其屈服点。所以国标中规

 

 

定,以试样塑性变形量为试样标距长度的0.2%时,材料 承受的应力称为“条件屈服强度”,并以符号 σ表示。 0.2 σ0.2的确定方法如图1.1.2所示:在拉伸曲线横坐标上截取c点,使Oc=0.2%l0,过c点作Op斜 ·4· Z.tif 图1.1.2 屈服强度测定 线的平行线,交曲线于s点,则可找出相应的载荷F0.2,从而计算出 σ0.2。 (3)抗拉强度(又称强度极限) 金属材料在断裂前所能承受的最大应力称为抗拉强度,用符号 σ表示: b F b σ=A b 0 式中 Fb —— ——试样在断裂前的最大载荷; A———试样原始横截面积。 0 脆性材料没有屈服现象,则用 σ作为设计依据。 b 2 塑性 11.. 金属材料在载荷作用下,产生塑性变形而不破坏的能力称为塑性。常用的塑性指标有伸长 率δ和断面收缩率ψ。 1.伸长率 试样拉断后,标距长度的增加量与原标距长度的百分比称为伸长率,用δ表示: 10 δ= ll-l×10 00% 0 式中 l0 —— ——试样原标距长度,mm; l1———试样拉断后标距长度,mm。 材料的伸长率随标距长度增加而减少。所以,同一材料短试样的伸长率 F→F+FeC→F+P→P→P+FeC→P+FeC+Ld′→Ld′→Ld′+FeC   从图中看出,当碳的质量分数增加时,不仅组织中FeC相对量增加,而且FeC大小、形态和 3I III 3II 3I II3 33 分布也随之发生变化,即由分布在F晶界上(如Fe3CI III),变为分布在F的基体内(如P),进而分 ·20· 布在原A的晶界上(如FeCI II),最后形成Ld′时,FeC已作为基体出现,即碳的质量分数不同的 铁碳合金具有不同的组织,因此它们具有不同的性能。 33 (2)碳的质量分数对力学性能的影响 碳的质量分数对钢的力学性能影响如图1.2.25所示。 图1.2.24 过共晶白口铸铁显微组织图1.2.25 碳的质量分

 

数对钢的力学性能影响   由于硬度对组织形态不敏感,所以钢中碳的质量分数增加,高硬度的FeC增加,低硬度的F 3 减少,故钢的硬度呈直线增加,而塑性、韧性不断下降。又由于强度对组织形态很敏感。在亚共 析钢中,随着碳的质量分数增加,强度高的P增加,强度低的F减少,因此强度随碳的质量分数 的增加而升高。当碳的质量分数为0.7 77%时,钢的组织全部为P,P的组织越细密,则强度越 高。但当碳的质量分数为0.7 77%<w<0.9%时,由于强度很低的、少量的、一般未连成网状的 FeCI II沿晶界出现,所以合金的强度增加变慢;当w>0.9%时,Fe3CI II数量增加且呈网状分布在 C 3C

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点击次数:  更新时间:2016-11-11 09:41:13  【打印此页】  【关闭