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1、1,第二讲硬度、韧性与疲劳,【教学内容】,1、硬度、韧性的概念及其意义 ； 2、疲劳的概念及其意义 。,【教学要求】,1、较深入地认识硬度、韧性的概念、试验原理和方法，有一定的分析和运用能力； 2、认识疲劳的危害和提高疲劳强度的措施。,2,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,一、韧性,韧性是指金属在断裂前吸收变形能量的能力,可用来衡量金属材料抵抗冲击载荷能力。 韧性的判据通过冲击试验来测定。,1摆锤式一次冲击试验 冲击吸收功:试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功(Ak)。 Ak=mgh-mgh1,3,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,一、韧性,1摆锤式一次冲击试验
2、冲击吸收功:试样在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功(Ak)。 Ak=mgh-mgh1 冲击韧度:冲击试样缺口底部单位横截面积上的冲击吸收功(a k）。,Ak越大，材料的韧性越好。,4,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,一、韧性 1摆锤式一次冲击试验,40Cr钢冲击吸收功测定试验,5,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,一、韧性 1摆锤式一次冲击试验,冲击吸收功 Ak 与温度有关。由左图可知，Ak 随温度降低而减少，在某一温度区域，Ak急剧变化，此温度区域称为韧脆转变温度。脆转变温度越低，材料的低温冲击性能越好。,6,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,一、韧
3、性 2小能量多次冲击试验简介,金属材料抵抗小能量多次冲击的能力叫做多冲抗力。 机械零件一般是在受多次小能量重复冲击后才破坏的。多冲抗力可用一定冲击能量下冲断周次N表示。 试验证明，材料的多冲抗力取决于材料强度与韧性的综合力学性能，冲击能量高时，主要取决于材料的韧性；冲击能量低时,主要取决于强度。,7,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,二、疲劳强度 循环应力：应力的大小和方向随时间作周期性的变化。 零件在循环应力作用下，常在远小于该材料的b，甚至小于S强度的情况下发生断裂的现象称为金属的疲劳，金属疲劳的判据是疲劳强度。,8,第一章 金属的力学性能,第三节韧性与疲劳强度,二、疲劳强度 试验证明，当低于某一数值时，材料可经过无数次循环应力作用而不断裂，这一应力称为疲劳强度。 在工程上，疲劳强度是指在一定的循环次数下不发生断裂的最大应力。一般规定，钢铁材料的应力循环次数取108，有色金属取107。,合理设计零件结构、避免应力集中、降低表面粗糙度值、进行表面滚压、喷丸处理、表面热处理等，可以提高工件的疲劳强度。,
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