1-1586039-2金屬的表面,根據(jù)被壓人的程度來測定金屬材料的硬度值。

根據(jù)金屬材料的硬度值可估計出材料的近似強度極限和耐磨性。特別是布氏硬度和許多金屬材料的強度極限之間存在著近似的正比關(guān)系,硬度值大,材料的強度極限也大。通過測量金屬材料的布氏硬度,可以近似確定材料強度極限,并可推斷材料的熱處理狀態(tài)。對于硬度較小的材料,容易被劃傷、碰傷和磨損,在維修工作中,應(yīng)注意保護。金屬材料的硬度對材料的機械加工性能也有影響。

能反映出較大范圍內(nèi)邀型以連垂型,適用于組織比較粗大且不均勻的材料,但至宜測試成品件,或薄窆量生迎墮擘,也不能測試硬度高于HB450的金屬材料。布氏硬度通常用符號HB表示。

洛氏硬度測試法測試的壓痕小,可以在制成品或較薄的金屬材料上進行測試;而且,從較軟材料到較硬材料,測試范圍比較廣泛。但對組織比較粗大且不均勻的材料,測量結(jié)果不準確。洛氏硬度通常用符號HR表示,并根據(jù)壓頭的種類和所加載荷的大小分為HRB、HRC和HRA三種。

韌性是指金屬試樣斷裂時,吸收能量的能力。韌性好的金屬材料,脆性就小,斷裂時,吸收能量較多,不易發(fā)生脆性斷裂。

沖擊韌性用下,抵抗破壞的能力稱為性。金屬材料的沖擊韌性用沖Ωκ來表示,沖擊韌性值也κ就是沖斷試樣所消耗能量和試樣斷裂處橫截面積的比值,單位是J/cm2。ok低的材料稱為脆性材料,在斷裂前沒有明顯的塑性變形,吸收能量少,抵抗沖擊載荷的能力低;oκ高的材料稱為塑性材料。在斷裂前有明顯的塑性變形,吸收能量多,抵抗沖擊載荷的能力強。

對于在使用中承受較大沖擊載荷的構(gòu)件來說,材料的沖擊韌性是很重要的性能指標。材料的沖擊韌性越大,說明在沖擊載荷作用下越不容易損壞。因此飛機上受沖擊載荷大的結(jié)構(gòu)件,比如起落架結(jié)構(gòu)中的承力構(gòu)件就采用強度高、韌性好的合金鋼來制造。

斷裂韌性,金屬材料的斷裂韌性是指金屬材料對裂紋失穩(wěn)擴展而弓的抵抗能力。低應(yīng)力脆斷就是在工多發(fā)生在0.2>1.324 MPa(135kg￡/mm2))材料結(jié)構(gòu)件和大型焊接結(jié)構(gòu)中。低應(yīng)力脆斷是結(jié)構(gòu)件中原有缺陷形成的裂紋發(fā)生失穩(wěn)擴展而引起的。所以,型紅莖蜘是裂紋擴展所需的能量大小,就成為判定材料是否易于斷裂的一企重要指撟均應(yīng)力值。因此,決定構(gòu)件中裂紋是否發(fā)生失穩(wěn)擴展不是承力構(gòu)件的平均應(yīng)力,而是裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力的大小。為了研究裂紋尖端附近區(qū)域的應(yīng)力情況,引進了一個表示裂紋尖端附近區(qū)域應(yīng)力場強弱的因子,稱為應(yīng)力強度因子。

對于無限大厚板的中央穿透I型裂紋(張開型裂紋)的應(yīng)力強度因子用Ku表示。

循環(huán)次數(shù)Ⅳ圖1-5 鋁銅合金(2024-T3)板材的s*i曲線(sm=0)過程,時間這個過程由二個階段組成:裂紋形成、裂紋穩(wěn)定擴展和裂紋擴展,臨界尺寸時的快速斷裂。觀察疲勞破壞斷,有三個區(qū)域表明了這三個階段:

疲勞裂紋起源點,稱為疲勞源;疲勞裂紋穩(wěn)定擴展區(qū),稱為光滑區(qū);疲勞破壞常具有局部性質(zhì),而并不牽涉到整個結(jié)構(gòu)的所有材料。影響金屬材料疲勞極限的因素很多,除了材料本身的質(zhì)量外,試件的形狀,連接配合形式,表面狀態(tài)及所處環(huán)境等等都對疲勞極限有影響。

從圖1-5中的sW曲線可以看到,與光滑試件(u=1)相比,存在有應(yīng)力集中試件的疲勞極限要下降很多。應(yīng)力集中是指受力時結(jié)構(gòu)件中應(yīng)力分布的不均勻程度。金屬結(jié)構(gòu)件表面或內(nèi)部的缺陷處(如劃傷、夾雜、壓痕、氣孔等)以及截面突變處(如螺紋、大小截面轉(zhuǎn)接處等),都會在載荷作用下出現(xiàn)應(yīng)力局部增大的現(xiàn)象,形成應(yīng)力集中。應(yīng)力集中的程度用應(yīng)力集中系數(shù)Kt來表示,Kt越大,表示構(gòu)的高應(yīng)力比時地成為疲源紋,導(dǎo)致疲勞破壞。應(yīng)力集中會使試件的疲勞極限大大下降。是影響疲勞強度的主要因素之一。所以,改進局部的細節(jié)設(shè)計,提高金屬構(gòu)件表面光潔度,減少熱處理造成的各種小缺陷,都可以較明顯地提高金屬構(gòu)件的疲勞極限,延長它的使用壽命。

在使用中發(fā)現(xiàn)疲勞裂紋時,―般并不需要更換全部結(jié)構(gòu),只需更換損傷部分。在疲勞損傷不嚴重的情況下,有時只需要排除疲勞損傷,比如擴鉸孔排除孔邊裂紋、在裂紋尖端打止裂孔就可以了。

碳鋼和含金鋼是以鐵和碳為主要成分的合金,它的含碳量一般在0.02%,11%之間。

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