【分享】#####--金属材料及热处理知识--#####------(二)

1.1.3 硬度
硬度：是材料抵抗局部塑性变形的能力，现在多用压入法测定。



注：各硬度值相互之间不能直接比较，只能通过硬度对照表换算。
一 、布氏硬度（HB）
1.测试用压头：直径为D的钢球或硬质合金球；
2.适用范围：对金属来讲，只适用于测定退火、正火、调质钢、铸铁及有色金属的硬度。
3.优点：测量误差小，数据稳定；
4.缺点：压痕大，不能用于太薄件或成品件。

二、洛氏硬度（HR）
1.洛氏硬度的分类及适用范围：根据压头的材料及压头所加的负荷不同，洛氏硬度可分为：HRA、HRB、HRC。HRA 适用于测量硬质合金、表面淬火层或渗碳层；HRB 适用于测量有色金属和退火、正火钢等；HRC 适用于调质钢、淬火钢等。
2.洛氏硬度的优点：操作简单、压痕小、适用范围广；
3.洛氏硬度的缺点：测量结果分散度大。



三、维氏硬度（HV）
1.测试用压头：金刚石四方角锥体，所加负荷较小；
2.维氏硬度的优点：保留了布氏硬度和洛氏硬度的优点，既可测量由极软到极硬的材料的硬度，又能相互比较。

1.1.4 冲击韧性
冲击韧性：材料抵抗冲击载荷作用而不发生破坏的能力。用αk表示。下图为摆锤式冲击试验机用规定高度的摆锤对处于简支梁状态的缺口试样进行一次冲断，可测得冲击吸收功。试样缺口处单位截面积上的冲击吸收功称为冲击韧性值。
韧脆转变现象：材料的冲击韧性随温度下降而下降。在某一温度范围内αk值急剧下降的现象。
韧脆转变温度：发生韧脆转变的温度范围。常在低温下服役的船舶、桥梁等结构材料的使用温度应高于其韧脆转变温度。如果使用温度低于韧脆性转变温度，则材料处于脆性状态，可能发生低应力脆性破坏。韧脆转变温度对组织和成分很敏感，如细化钢的晶粒和降低钢的含碳量可降低其韧脆转变温度。应当指出的是，并非所有材料都有韧脆转变现象，具有面心立方晶格的金属及其合金（如铝、铜合金）即使在非常低的温度下也能保持韧性状态，而体心立方和密排六方晶格金属及其合金则有韧脆转变。

1.1.5 疲劳
交变载荷：是指大小或方向随时间而变化的载荷。
疲劳：在交变载荷的作用下，材料常常在远低于其屈服强度的应力下发生断裂的现象。如发动机的轴、齿轮等均受交变载荷的作用。疲劳破坏是脆性破坏，它的一个重要特点就是具有突发性，因而更具灾难性。
提高零件的疲劳强度的方法：除应合理选材外，还应注意其结构形状，避免应力集中，减少缺陷，提高表面光洁度和进行表面强化等。
1.1.6 断裂韧性
工程上有时会出现材料在远低于δb的情况下发生断裂现象。如1943年1月美国一艘T-2油船停泊在装货码头时断成两半，计算的甲板应力为68.6MPa远低于δb（300～400MPa）。美国北极星导弹固体燃料发动机壳体在实验时发生爆炸，经过研究，发现破坏的原因是材料中存在0.1～1mm的裂纹并扩展所致。
断裂力学认为，材料中存在缺陷是绝对的，常见的缺陷是裂纹。在应力作用下，这些裂纹将发生扩展，一旦扩展失稳，便会发生低应力脆性断裂。材料抵抗内部裂纹失稳扩展的能力称为断裂韧性。

1.1.7 热疲劳
一些在温度急剧反复变化条件下工作的零件，如喷气发动机的导向叶片，热锻模等，承受着热循环引起的热应力或热应变，使材料受到疲劳损伤而破坏，这种现象称为热疲劳

1.2 材料的物理和化学性能
1.2.1 材料的物理性能
1. 密 度：材料单位体积的质量密度小于5×103Kg/m3的金属称为轻金属；密度大于5×103Kg/m3的金属称为重金属。
2. 熔 点：材料的熔化温度。陶瓷的熔点一般都显著高于金属及合金的熔点；高分子材料一般不是完全晶体，所以没有固定的熔点。一般来说，材料的熔点越高，材料在高温下保持高强度的能力越强。在设计高温条件下工作的构件时，需要考虑材料的熔点。金属中，汞的熔点为-38.8℃，而钨的熔点则高达3410℃。
3. 热膨胀性：材料受热后的体积膨胀，通常用线膨胀系数表示。它是指温度升高1℃时单位长度材料的伸长量。对精密仪器或机器的零件，热膨胀系数是一个非常重要的性能指标。对于特别精密的仪器，应选择热膨胀系数低的材料，或在恒温条件下使用。在材料热加工过程中更要考虑其热膨胀行为，如果表面和内部热膨胀不一致，就会产生内应力，导致材料变形或开裂。常用金属的热膨胀系数为5×10-6～25×10-6/℃。
4. 导热性：材料热传导的能力。用其导热系数来表示，金属及合金的导热系数远高于非金属材料；在金属中，以银为最好，铜和铝次之。
5. 磁 性：材料能导磁的性能。根据材料在磁场中的行为可将其分为三类：使磁场减弱的材料称为抗磁性材料；使磁场略有增强的材料称为顺磁性材料；使磁场强烈增强的材料称为铁磁性材料，常用于制造变压器、电动机、仪器仪表等，抗磁性材料常用做磁屏蔽或防磁场干扰材料。
1.2.2 材料的化学性能
1.耐腐蚀性：材料抵抗各种介质侵蚀的能力。非金属材料的耐蚀性能总的说来远远高于金属材料。
2.抗氧化性：材料抵抗高温氧化的能力。抗氧化的材料常在表面形成一层致密的保护膜，来阻碍氧的进一步扩散。
耐腐蚀性和抗氧化性统称为材料的化学稳定性。高温下的化学稳定性称为热化学稳定性。在高温下工作的设备或零部件，如锅炉、汽轮机和飞机发动机等应选择热化学稳定性高的材料。

果然是好文章
谢谢谢谢

是学材料的吧

附件是一个材料力学概论，我觉得放在这里做个补充也许对大家有所帮助。

这个资料太简明了，有没有讲解更详细的？谢谢

很喜欢，但是没有系统的材料力学介绍！！！ 楼主，有电子版的材料力学书籍吗？