金属材料力学性能检测技术与应用

前言

第1章金属材料基础知识1

1 .1金属的晶体结构1

1 .1 .1晶体结构的基础知识1

1 .1 .2实际金属的晶体结构2

1 .1 .3合金中的相结构3

1 .2金属材料的分类4

1 .2 .1钢铁材料的分类5

1 .2 .2有色金属材料的分类8

1 .3金属材料的热处理方法9

1 .3 .1热处理概述9

1 .3 .2常用热处理工艺9

1 .4金属材料的牌号表示方法12

1 .4 .1铸铁牌号表示方法12

1 .4 .2钢铁牌号表示方法13

1 .4 .3铸钢牌号表示方法15

1 .4 .4变形铝及铝合金牌号表示方法15

1 .4 .5铸造有色金属及其合金牌号表示方法16

第2章力学性能试验取样方法17

2 .1取样原则17

2 .1 .1试验概述17

2 .1 .2取样原则18

2 .2型钢的取样位置20

2 .2 .1型钢宽度方向的取样位置20

2 .2 .2型钢厚度方向的取样位置20

2 .3条钢的取样位置21

2 .3 .1圆钢的取样位置21

2 .3 .2六角型钢的取样位置22

2 .3 .3矩形截面条钢的取样位置23

2 .4钢板的取样位置24

2 .4 .1钢板拉伸试样的取样位置24

2 .4 .2钢板冲击试样的取样位置25

2 .5管材的取样位置25

2 .5 .1圆形管材和圆形空心型材的取样位置25

2 .5 .2矩形空心型材的取样位置26

2 .6焊接接头的取样方法27

2 .6 .1拉伸试验取样方法27

2 .6 .2冲击试验取样方法28

2 .6 .3硬度试验取样方法28

2 .6 .4弯曲试验取样方法28

第3章金属材料拉伸试验30

3 .1拉伸试验基本概念30

3 .1 .1应力 -应变曲线30

3 .1 .2拉伸试验相关术语和定义32

3 .2试验设备33

3 .2 .1试验机及引伸计33

3 .2 .2高低温试验辅助装置34

3 .3金属拉伸试样35

3 .3 .1试样的分类36

3 .3 .2试样的加工37

3 .4试验前的准备工作38

3 .4 .1测量试样横截面积38

3 .4 .2标记试样标距38

3 .4 .3选取夹持方式39

3 .4 .4设置试验力零点39

3 .4 .5确定试验速率39

3 .5拉伸性能指标测定41

3 .5 .1强度性能指标测定41

3 .5 .2塑性性能指标测定44

3 .5 .3弹性性能指标测定47

3 .6高、低温拉伸试验50

3 .6 .1高温拉伸试验50

3 .6 .2低温拉伸试验52

3 .7拉伸试验结果处理及数值修约53

3 .7 .1试验结果的处理53

3 .7 .2数值的修约53

3 .7 .3拉伸试验力学性能指标修约要求54

3 .8影响拉伸试验结果的主要因素54

第4章金属材料硬度试验56

4 .1布氏硬度56

4 .1 .1试验原理56

4 .1 .2压痕相似原理57

4 .1 .3试验设备58

4 .1 .4试样尺寸及加工要求58

4 .1 .5试验要点59

4 .1 .6适用范围60

4 .2洛氏硬度60

4 .2 .1试验原理60

4 .2 .2试验设备62

4 .2 .3试样尺寸及加工要求62

4 .2 .4试验要点62

4 .2 .5适用范围63

4 .3维氏硬度63

4 .3 .1试验原理63

4 .3 .2试验设备64

4 .3 .3试样尺寸及加工要求65

4 .3 .4试验要点66

4 .3 .5适用范围67

4 .4里氏硬度67

4 .4 .1试验原理67

4 .4 .2试验设备68

4 .4 .3试样要求68

4 .4 .4试验要点69

4 .4 .5适用范围70

4 .5硬度试验结果处理及数值修约70

第5章金属材料夏比摆锤冲击试验71

5 .1夏比摆锤冲击试验原理71

5 .2试验设备73

5 .2 .1机架73

5 .2 .2摆锤73

5 .2 .3砧座与支座74

5 .2 .4温控装置74

5 .3试样尺寸及加工要求75

5 .3 .1试样尺寸75

5 .3 .2试样缺口76

5 .3 .3试样缺口的加工及检查77

5 .4冲击试验方法77

5 .4 .1常温冲击试验方法77

5 .4 .2高、低温冲击试验方法80

5 .5冲击试验结果处理及数值修约80

5 .6韧脆转变温度的测定81

5 .6 .1能量法81

5 .6 .2断面法82

5 .6 .3侧膨胀值法83

5 .7冲击试验结果影响因素84

第6章金属材料弯曲、压缩与剪切试验87

6 .1弯曲力学性能试验87

6 .1 .1弯曲试样受力分析87

6 .1 .2弯曲试样88

6 .1 .3试验设备89

6 .1 .4弯曲力学性能测定90

6 .2弯曲工艺性能试验93

6 .2 .1弯曲试验原理93

6 .2 .2试验装置93

6 .2 .3弯曲试样94

6 .2 .4试验程序96

6 .2 .5试验报告97

6 .3金属压缩试验97

6 .3 .1压缩试验的特点97

6 .3 .2压缩试样98

6 .3 .3试验设备100

6 .3 .4压缩力学性能测定100

6 .4金属剪切试验104

6 .4 .1剪切试验基本概念104

6 .4 .2试验设备105

6 .4 .3试验方法106

第7章金属材料疲劳试验108

7 .1疲劳试验基本概念108

7 .1 .1疲劳试验的分类108

7 .1 .2疲劳破坏机理及特征109

7 .1 .3应力 -寿命曲线110

7 .1 .4疲劳试验结果的分散性和P -S -N曲线112

7 .2高周疲劳试验113

7 .2 .1金属轴向疲劳试验113

7 .2 .2试验方法114

7 .2 .3应力 -寿命曲线的绘制118

7 .3低周疲劳试验120

7 .3 .1低周疲劳的特点120

7 .3 .2低周疲劳基本理论121

第8章紧固件力学性能试验126

8 .1紧固件的基本概念126

8 .1 .1螺纹的基本参数126

8 .1 .2螺纹标注方法127

8 .1 .3螺栓性能等级标记127

8 .1 .4螺母性能等级标记127

8 .2螺栓、螺钉和螺柱力学性能试验128

8 .2 .1试验分类128

8 .2 .2成品拉伸试验129

8 .2 .3楔负载试验130

8 .2 .4头部坚固性试验131

8 .2 .5保证载荷试验132

8 .2 .6机械加工试件拉伸试验132

8 .2 .7硬度试验133

8 .2 .8扭矩试验133

8 .3螺母力学性能试验134

8 .3 .1保证载荷试验134

8 .3 .2硬度试验135

8 .4高强度螺栓