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       任何機(jī)械零件或工具，在使用過(guò)程中，往往要受到各種形式外力的作用，這就要求金屬材料必須具有一種承受機(jī)械載荷而不超過(guò)許可變形或不破壞的能力，這種能力就是材料的力學(xué)性能。

 一、力學(xué)性能--強(qiáng)度
        強(qiáng)度——金屬在靜載荷作用下抵抗塑性變形或斷裂的能力。
        1．拉伸試樣
              d——試樣直徑
              Lo——標(biāo)距長(zhǎng)度
        2．力－伸長(zhǎng)曲線
              彈性變形階段--屈服階段--強(qiáng)化階段--縮頸階段
       3．強(qiáng)度指標(biāo)
          （1）屈服強(qiáng)度：當(dāng)金屬材料出現(xiàn)屈服現(xiàn)象時(shí)，在實(shí)驗(yàn)期間發(fā)生塑性變形而力慶困不增加的應(yīng)力點(diǎn)。

          （2）抗拉強(qiáng)度Rm ：材料在斷裂前所能承受的最大的應(yīng)力。
二、力學(xué)性能--塑性
       塑性——材料受力后在斷裂前產(chǎn)生塑性變形的能力。
       1．?dāng)嗪笊扉L(zhǎng)率A ：試樣拉斷后，標(biāo)距的伸長(zhǎng)量與原始標(biāo)距之比的百分率。
       2．?dāng)嗝媸湛s率Z ：試樣拉斷后，縮頸處面積變化量與原始橫截面面積比值的百分率

三、力學(xué)性能--硬度

       硬度——材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力。硬度是通過(guò)在專用的硬度試驗(yàn)機(jī)上實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。
       1．布氏硬度：用球面壓痕單位面積上所承受的平均壓力來(lái)表示，單位為Pa，但一般均不標(biāo)出，用符號(hào)HBW表示：
            表示方法：布氏硬度用硬度值、硬度符號(hào)、壓頭直徑、實(shí)驗(yàn)力及實(shí)驗(yàn)力保持時(shí)間表示。當(dāng)保持時(shí)間為10～15s時(shí)可不標(biāo)。
            應(yīng)用范圍：主要用于測(cè)定鑄鐵、有色金屬及退火、正火、調(diào)質(zhì)處理后的各種軟鋼等硬搏盯度較低的材料。
       2．洛氏硬度：洛氏硬度（HR）測(cè)試，當(dāng)被測(cè)樣品過(guò)小或者布氏硬度（HB）大于450時(shí)，就改用洛氏硬度計(jì)量。試驗(yàn)方法是用一個(gè)頂角為120度的金剛石圓錐體或直              徑為1.5875mm/3.175mm/ 6.35mm/12.7mm的鋼球，在一定載荷下壓入被測(cè)材料表面，由壓痕深度求出材料的硬度。

       材料在一定溫度條件和外力作用下，抵抗變形和斷裂的能力稱為材料的力學(xué)性能。鍋爐、壓力容器用材料的常規(guī)力學(xué)性能指標(biāo)主要包括：強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性 等。

     （1）強(qiáng)度 強(qiáng)度是指金屬材料在外力作用下對(duì)變形或斷裂的抗力。強(qiáng)度指標(biāo)是設(shè)計(jì)中決定許用應(yīng)力的重要依據(jù)，常用的強(qiáng)度指標(biāo)有屈服強(qiáng)度σS或σ0.2和抗拉強(qiáng)度σb，高溫下工作時(shí)，還要考慮蠕變極限σn和持久強(qiáng)度σD。

     （2）塑性 塑性是指金屬材料在斷裂前發(fā)生塑性變形的能力。塑性指標(biāo)包括：伸長(zhǎng)率δ，即試樣拉斷后的相對(duì)伸長(zhǎng)量；斷面收縮率ψ，即試樣拉斷后，拉斷處橫截面積的相對(duì)縮小量；冷彎（角）α，即試件被彎曲到受拉面出現(xiàn)第一條裂紋時(shí)所測(cè)得的角度。

     （3）韌性 韌性是指金屬材料抵抗沖擊負(fù)荷的能力。韌性常用沖擊功Ａk和沖擊韌性值αk表示。Αk值或αk值除反映材料的抗沖擊性能外，還對(duì)材料的一些缺陷很敏感，能靈敏地反映出材料品質(zhì)、宏觀缺陷和顯微組織方面的微小變化。而且Ａk對(duì)材料的脆性轉(zhuǎn)化情況十分敏感，低溫沖擊試驗(yàn)?zāi)軝z驗(yàn)鋼的冷脆性。表示材料韌性的一個(gè)新的指標(biāo)是斷裂韌性δ，它是反映材料對(duì)裂紋擴(kuò)展的抵抗能力。

     （4）硬度 硬度是衡量材料軟硬程度的一個(gè)性能指標(biāo)。硬 度試驗(yàn)的方法較多，原理也不相同，測(cè)得的硬度值和含義也不完全一樣。最常用的是靜負(fù)荷壓入法硬度試驗(yàn)，即布氏硬度（HB）、洛氏硬度（HRA、HRB、HRC）、維氏硬度（HV），其值表示材料表面抵抗堅(jiān)硬物體壓入的能力。而肖氏硬度（HS）則屬于回跳法硬度試驗(yàn)，其值代表金屬?gòu)椥宰冃喂Φ拇笮?。因此，硬度不是一個(gè)單純的物理量，而是反映材料的彈性、塑性、強(qiáng)度和韌性等的一種綜合性能指標(biāo)。

       拉伸是一種簡(jiǎn)單的力學(xué)性能試驗(yàn)，在測(cè)試標(biāo)距內(nèi)，受力均勻，應(yīng)力應(yīng)變及其性能指標(biāo)測(cè)量穩(wěn)定、可靠、理論計(jì)算方便。通過(guò)拉伸試驗(yàn)，可以測(cè)定材料彈性變形、塑性變形和斷裂過(guò)程中最基本的力學(xué)性能指標(biāo)，如正彈性模量E、屈服強(qiáng)度σ0.2、屈服點(diǎn)σs、抗拉強(qiáng)度σb、斷后延長(zhǎng)率δ及斷面收縮率ψ等。拉伸試驗(yàn)中獲得的力學(xué)性能指標(biāo)，如E、σ0.2、σs、σb、δ、ψ等，是材料固有的基本屬性和工程設(shè)計(jì)中的主要依據(jù)。

      拉伸試驗(yàn)是金屬力學(xué)性能試驗(yàn)中最常見(jiàn)的試驗(yàn)，相同的材料通過(guò)不同的拉伸試驗(yàn)過(guò)程測(cè)量結(jié)果不一定相同。都有哪些因素在影響拉伸試驗(yàn)?zāi)兀?/span>

 01.取樣部位和方法

      材料中因成分、組織、機(jī)構(gòu)、缺陷加工變形等分布不均，使得同一批甚至同一產(chǎn)品不同部位出現(xiàn)差異，因此在切取樣品時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照GB/T-228附錄中的規(guī)定執(zhí)行。

                                       拉伸試樣三維圖

       02.試驗(yàn)設(shè)備

       試驗(yàn)設(shè)備直接影響結(jié)果數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和真實(shí)性，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)必須要保證試驗(yàn)機(jī)在檢定的有效期內(nèi)。如圖為WDW-50萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，設(shè)備定期進(jìn)行校驗(yàn)和送檢。

                                   微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

            03.試驗(yàn)環(huán)境的影響

     試驗(yàn)環(huán)境主要包括環(huán)境溫度、夾持器具選擇的影響等。

        04.試驗(yàn)方法的選擇

    試驗(yàn)方法主要包括夾持方法、拉伸速率、拉伸橫截面積以及式樣尺寸的測(cè)量方法，在選擇測(cè)量式樣的尺寸時(shí)，宜選用外徑千分尺、游標(biāo)卡尺或矩形樣用游標(biāo)卡尺。此外，由于主觀因素和操作技巧的不同，也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果帶來(lái)誤差。因此，檢驗(yàn)人員應(yīng)通過(guò)嚴(yán)格的培訓(xùn)并按照GB/T-228標(biāo)準(zhǔn)的方法進(jìn)行試驗(yàn)。

       05.一些基礎(chǔ)性問(wèn)題

   對(duì)于大多數(shù)金屬材料，在彈性變形區(qū)域，應(yīng)力與應(yīng)變成比例，當(dāng)繼續(xù)增加應(yīng)力或應(yīng)變時(shí)，在某一點(diǎn)上，應(yīng)變將不再與施加的應(yīng)力成比例。

       在這一點(diǎn)上，與鄰接的初始原子間的鍵合開(kāi)始破裂并用一組新的原子進(jìn)行改造。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，應(yīng)力被卸除后材料將不再恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，即變形是永久的和不可恢復(fù)的，這時(shí)材料進(jìn)入塑性變形區(qū)。