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簡介：1數(shù)控加工技術(shù)教學大綱數(shù)控加工技術(shù)教學大綱適用專業(yè)（中專）數(shù)控技術(shù)應用學制初中畢業(yè)生、3年學時數(shù)100一、課程的性質(zhì)和任務本課程是我校數(shù)控技術(shù)應用專業(yè)的一門主干專業(yè)課程。其任務主要是使學生掌握數(shù)控加工技術(shù)的基本知識和運用能力，為學生學習專業(yè)知識和職業(yè)技能，提高全面素質(zhì)，增強適應職業(yè)變化的能力和繼續(xù)學習的能力打下一定的基礎(chǔ)。二、課程的教學目標本課程的教學目標是使學生具備數(shù)控技術(shù)應用專業(yè)必需的數(shù)控加工技術(shù)的理論知識和基本技能，初步具有解決實際問題的能力，為學習專業(yè)知識和職業(yè)技能打下基礎(chǔ)。一知識教學目標1了解數(shù)控機床的組成、分類、發(fā)展。2了解各種刀具的各部分及其作用。3掌握數(shù)控機床的基本編程方法。二能力培養(yǎng)目標1能規(guī)范、正確地刃磨刀具。2能規(guī)范、正確地實施典型零件的數(shù)控加工工藝。3能擬定簡單零件的數(shù)控加工工藝規(guī)程。4能對數(shù)控機床進行保養(yǎng)。三、學時分配建議學時數(shù)課程內(nèi)容合計講授實驗模塊一緒論44課題1金屬切削運動及工件表面的形成44課題2刀具材料22課題3刀具切削部分的幾何角度862課題4刀具的刃磨1248課題5切削加工中的各種物理現(xiàn)象44模塊二數(shù)控加工基本知識課題6工件的定位與夾緊88課題1車削加工1082課題2銑削加工14122課題3鉆削加工66課題4磨削加工66基本模塊模塊三數(shù)控加工方法課題5特種加工8837了解銑削加工的特點及工藝范圍。8掌握銑削加工的安全生產(chǎn)要求和操作規(guī)程。9掌握數(shù)控銑削加工的常用方法。10會正確選擇銑削加工刀具和加工參數(shù)。11掌握平口鉗，自定心虎鉗、回轉(zhuǎn)工作臺和萬能分度頭的工作原理及使用方法。12了解鉆削加工特點及工藝范圍。13掌握鉆削加工的安全生產(chǎn)要求和操作規(guī)程。14掌握數(shù)控鉆削加工的常用方法，會正確選用鉆削加工刀具和加工參數(shù)。15掌握鉆夾頭、快換夾頭的工作原理及其使用方法。16了解磨削加工的特點及工藝范圍。17掌握磨削加工的安全生產(chǎn)要求和操作規(guī)程。18了解砂輪的組成和結(jié)構(gòu)要素。19會確定磨削加工參數(shù)。20了解特種加工的方法及應用特點。21理解電火花成型加工和電火花線切割加工的工作原理。22了解電解加工原理、激光和超聲波加工原理、應用范圍。教學內(nèi)容課題一車削加工課題二銑削加工課題三鉆削加工課題四磨削加工課題五特種加工模塊四數(shù)控機床的保養(yǎng)掌握對數(shù)控機床及其附件、配件的保養(yǎng)的方法。五、實踐教學一必選部分1現(xiàn)場教學掌握各種刀具的刃磨及檢驗、掌握數(shù)控車削操作規(guī)程、車削類通用夾具的工作原理與使用方法；掌握數(shù)控銑削操作規(guī)程、銑削類通用夾具的工作原理與使用方法；了解數(shù)控鉆削操作規(guī)程、電火花成型加工和電火花線切割機床操作規(guī)程；掌握數(shù)控加工工藝的實施方法。2實驗1車刀幾何角度的測量2各種對刀儀的調(diào)整3典型零件的數(shù)控車削、銑削加工3實驗專用周課程教學內(nèi)容完成后，用2周時間進行實驗專用周，內(nèi)容選擇簡單典型零件，擬定并實施加工工藝規(guī)程或根據(jù)各校實際情況進行實踐操作訓練。培養(yǎng)學生綜合運用本課程所學的理論知識擬定加工工藝規(guī)程和數(shù)控加工工藝的實施能力，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L和創(chuàng)新精神。二可選部分1現(xiàn)場教學典型零件的數(shù)控加工中心加工或數(shù)控銑床加工。2實驗

簡介：有限公司有限公司20112011年1000010000噸水果和蔬菜深加工項目噸水果和蔬菜深加工項目可行性研究報告可行性研究報告可研報告編制時間二○一一年一月可研報告編制時間二○一一年一月目錄第一章第一章總論總論111項目概要112可行性研究報告編制依據(jù)313綜合評價4第二章第二章項目背景及必要性項目背景及必要性621項目建設背景622項目建設的必要性8第三章第三章建設條件建設條件111131項目區(qū)概況1132項目建設條件優(yōu)劣勢分析12第四章第四章建設單位基本情況建設單位基本情況161641建設單位概況1642研發(fā)能力1643企業(yè)財務狀況1744法人代表基本情況1745公司主要管理人員簡歷1846企業(yè)文化18第五章第五章市場分析與銷售方案市場分析與銷售方案191951市場分析1952銷售策略、營銷方案和模式22

簡介：電力建設工程施工技術(shù)管理導則電力建設工程施工技術(shù)管理導則目次1范圍2引用標準3總則4施工技術(shù)責任5施工質(zhì)量管理6施工組織設計管理7施工圖紙會檢管理8施工技術(shù)交底管理9技術(shù)檢驗管理10設計變更管理11施工技術(shù)檔案管理12技術(shù)培訓管理13技術(shù)信息管理14附錄1范圍本導則規(guī)定了火電和送變電施工企業(yè)在施工技術(shù)責任、施工質(zhì)量、施工組織設計、施工圖紙會檢、施工技術(shù)交底、技術(shù)檢驗、設計變更、施工技術(shù)檔案、技術(shù)培訓、技術(shù)信息等方面管理工作的范圍、職責、內(nèi)容、方法、報告、記錄、檢查和考核。本導則適用于國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)的火電和送變電施工企業(yè)。2引用標準下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標準。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。中華人民共和國主席令第60號電力法中華人民共和國主席令第91號建筑法中華人民共和國主席令第28號計量法國務院令279號建設工程質(zhì)量管理條例GBT190012000質(zhì)量管理體系GBT503262001建設工程項目管理規(guī)范GB503192000建設工程監(jiān)理規(guī)范GBJ23390110～500KV架空電力線路施工及驗收規(guī)范國檔發(fā)19928號建設項目（工程）檔案驗收辦法國檔發(fā)19884號基本建設項目檔案資料管理暫行規(guī)定火發(fā)字805號電力建設工程施工技術(shù)管理制度413總工程師、專責工程師為技術(shù)行政職務，系同級行政領(lǐng)導成員，受同級行政正職領(lǐng)導。對技術(shù)管理工作全面負責，擁有決策權(quán)和否決權(quán)。在技術(shù)工作上，下級技術(shù)負責人受上級技術(shù)負責人領(lǐng)導。414公司和項目部副總工程師在同級總工程師領(lǐng)導下分管一部分總工程師的工作，在分管工作范圍內(nèi)行使總工程師職權(quán)。415公司及其大中型項目部設技術(shù)管理部門，在技術(shù)上接受總工程師的領(lǐng)導。各級技術(shù)管理部門是各級技術(shù)負責人的參謀和助手，也是具體辦事機構(gòu)。技術(shù)管理部門應配備專業(yè)技術(shù)人員和相關(guān)管理人員若干。416各級行政領(lǐng)導應支持和尊重技術(shù)負責人對有關(guān)技術(shù)問題的決定。417各級技術(shù)負責人應參加討論決定本單位技術(shù)人員的調(diào)動、使用、考核、晉級、獎懲、職稱評定和人員配備等事項。參加對技術(shù)人員引進問題的討論，組織對應考人員的技術(shù)考核。418各級技術(shù)人員應經(jīng)常深入現(xiàn)場了解工程情況，檢查和指導工作；執(zhí)行302的規(guī)定；努力學習專業(yè)技術(shù)理論和企業(yè)管理知識，不斷創(chuàng)新，勇于探索和實踐，做好技術(shù)管理工作。42各級技術(shù)負責人的技術(shù)職責421公司總工程師除履行總則和413的規(guī)定外，尚有以下職責A參加建立健全技術(shù)管理體系主持制定本公司技術(shù)管理制度，并付諸實施督促有關(guān)部門對實施情況進行跟蹤管理以利逐步改進和充實管理制度，提高技術(shù)管理水平。B推動技術(shù)進步，組織編制和審批本公司施工技術(shù)發(fā)展規(guī)劃和年度技術(shù)管理工作計劃；積極推行現(xiàn)代管理技術(shù)；促進施工和技術(shù)管理的網(wǎng)絡化、信息化管理水平的提高；審批采用新技術(shù)、新工藝、新材料、新設備（以下簡稱四新）的計劃，并推動實施，增強市場競爭力。C組織編制技術(shù)信息搜集和交流活動計劃，并督促有關(guān)部門組織實施；組織貫徹第13章技術(shù)信息管理的規(guī)定；組織對外技術(shù)交流、技術(shù)合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓活動。D對施工質(zhì)量在技術(shù)上全面負責。參加制定公司質(zhì)量方針、目標、提高質(zhì)量措施和質(zhì)量活動計劃。推廣科學管理方法，經(jīng)常分析影響施工質(zhì)量等各種因素，采取措施，解決薄弱環(huán)節(jié)，做到預防為主。參加或主持工程質(zhì)量大檢查和重大質(zhì)量事故的調(diào)查分析。組織執(zhí)行國家和行業(yè)質(zhì)量標準的同時，貫徹執(zhí)行國家電網(wǎng)公司質(zhì)量標準，結(jié)合公司的技術(shù)能力，組織制定具體實施辦法。E對公司安全技術(shù)和環(huán)境保護技術(shù)工作負領(lǐng)導責任，規(guī)定的職責參見附錄C。F組織制定技術(shù)裝備計劃，審批大型機械的拆裝技術(shù)措施和大修計劃；審定施工機械及重要儀器設備的購置、改裝、轉(zhuǎn)讓和報廢計劃；督促職能部門對有關(guān)單位技術(shù)裝備的技術(shù)管理工作進行監(jiān)管，并定期組織檢查和考核，確保施工機具安全使用；參加對重大機械事故的調(diào)查分析，并采取對策，防止事故重演。G參加審定公司技術(shù)培訓計劃；組織技術(shù)人員和施工人員的技術(shù)、技能和業(yè)務培訓。H負責公司調(diào)試工作；負責技術(shù)檢驗和計量管理工作。I按照國家和地方政府檔案管理部門及國家電網(wǎng)公司的各項技術(shù)檔案管理辦法并參照第11章施工技術(shù)檔案管理的規(guī)定建立各種施工技術(shù)檔案制度并貫徹執(zhí)行。J參加招投標工作，組織編寫標書和標函中有關(guān)施工技術(shù)部分的內(nèi)容。K組織編制并審批施工組織設計綱要；審批施工組織總設計和公司調(diào)試單位編寫的調(diào)試大綱。L督促項目部及時組織對施工圖紙的會檢。M參加或組織制定項目工程年度綜合進度和里程碑進度計劃；參加審查技術(shù)供應計劃；參加公司的施工調(diào)度會議，對有關(guān)技術(shù)問題做出決定。N審定重要施工和調(diào)試技術(shù)方案，組織解決重大施工技術(shù)爭議和調(diào)試、安裝技術(shù)接口問題；主持公司級技術(shù)管理方面的會議。O參加制訂公司經(jīng)營策略和經(jīng)濟活動分析。P組織項目工程做好施工技術(shù)總結(jié)和施工技術(shù)資料的匯編工作。Q認真貫徹電力基本建設工程的啟動及竣工驗收規(guī)程的規(guī)定。協(xié)調(diào)解決機組或送、變電工程試運準備

簡介：電工技能實訓指導書1目錄實驗一三相異步電動機的直接起動控制2實驗二三相異步電動機接觸器點動控制線路4實驗三三相異步電動機接觸器自鎖控制線路6實驗四按鈕聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路8實驗五接觸器聯(lián)鎖的三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路10實驗六三相異步電動機按鈕接觸器雙重聯(lián)鎖正反轉(zhuǎn)控制線路12實驗七工作臺往返循環(huán)控制14實驗八三相異步電動機的兩地控制16實驗九三相異步電動機的順序起動、順序停止控制18實驗十三相異步電動機自動控制YΔ起動20實驗十一三相異步電動機手動控制YΔ起動22實驗十二單向減壓啟動及反接制動控制24實驗十三三相異步電動機能耗制動的控制26實驗十四雙速電動機手動變速控制電路28實驗十五雙速電動機自動變速控制電路31實驗十六三相線繞式異步電動機手動控制34實驗十七三相線繞式異步電動機自動起動控制36實驗十八三相異步電動機定子串電阻減壓啟動手動控制線路38實驗十九三相異步電動機定子串電阻減壓啟動自動控制電路40實驗二十C620型車床的接線、故障與維修42實驗二十一KT1225J1凸輪控制器控制線路44實驗二十二按定子電流原則加入勵磁的啟動控制47實驗二十三直流電機改變勵磁電流進行調(diào)速的控制49實驗二十四直流電機帶有能耗制動的反轉(zhuǎn)控制線路51實驗二十五直流電機勵磁反接制動控制線路53實驗二十六直流電動機電樞回路串電阻二級起動控制線路55實驗二十七直流電動機的正反轉(zhuǎn)控制電路57實驗二十八直流電動機電樞回路串電阻調(diào)速電路59電工技能實訓指導書3四實驗內(nèi)容四實驗內(nèi)容三相鼠籠式異步電動機直接控制。五實驗步驟五實驗步驟1檢查各實驗設備外觀及質(zhì)量是否良好。2按圖1三相鼠籠異步電機直接控制線路進行正確接線，先接主回路，再接控制回路。自己檢查無誤并經(jīng)指導老師檢查認可后方可合閘通電實驗。（1）熱繼電器值調(diào)到10A。（2）合上漏電斷路器及空氣開關(guān)QF，引入三相電源。（3）按下起動按鈕SB2，觀察電機工作情況。（4）按下停止按鈕SB1，切斷電機控制電源。（5）斷開空氣開關(guān)QF，切斷三相主電源。（6）斷開漏電保護斷路器，關(guān)斷總電源。

簡介：金屬是指具有特殊光澤而不透明，富有延展性、導熱性及導電性的一類結(jié)晶物質(zhì)。金屬材料具有金屬特性的材料通稱為金屬材料。金屬材料性能①使用性能反映了金屬材料使用過程中所表現(xiàn)出來的性能，包括物理、化學性能和力學性能等；,②工藝性能反映金屬材料在制造加工過程中的各種性能，包括鑄造性、鍛壓性、焊接性及切削加工性等。力學性能指在力或能的作用下，材料所表現(xiàn)出來的一系列力學特性，反映了金屬材料在各種形式外力作用下抵抗變形或破壞的某些能力，其判據(jù)有強度、塑性、硬度、韌性和疲勞強度等。,11強度與塑性,111拉伸曲線與應力應變曲線1．拉伸曲線GB22887規(guī)定了拉伸試驗的方法和拉伸試驗試樣的制作標準。在試驗時，金屬材料制作成一定的尺寸和形狀如圖11所示，將拉伸試樣裝夾在拉伸試驗機上，對試樣施加拉力，在拉力不斷增加的過程中觀察試樣的變化，直至把試樣拉斷。,圖11圓形拉伸試樣示意圖,根據(jù)拉伸過程中載荷F與試樣的伸長量ΔL之間的關(guān)系，可以繪制出金屬的拉伸曲線。如圖12所示為低碳鋼的拉伸曲線，拉伸過程可分為彈性變形、塑性變形和斷裂三個階段。具體分析如下,圖12低碳鋼的拉伸曲線,OP段試樣的伸長量與載荷呈直線關(guān)系，完全符合虎克定律，試樣處于彈性變形階段。PE段伸長量與載荷不再成正比關(guān)系，拉伸曲線不成直線，試樣仍處于彈性變形階段。S段拉伸曲線中的平臺或鋸齒外力不增加或變化不大，試樣仍繼續(xù)伸長，出現(xiàn)明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服現(xiàn)象。SB段這個階段，載荷增加，伸長沿整個試樣長度均勻伸長，同時，隨著塑性變形不斷增加，試樣的變形抗力也逐漸增加，這個階段是材料的強化階段。,B點載荷達到最大，試樣局部面積減小，伸長增加，形成了“縮頸”。BK段隨著縮頸處截面不斷減小非均勻塑性變形階段，承載能力不斷下降，到K點時試樣發(fā)生斷裂。拉伸曲線中，斷裂總伸長為OF，其中塑形變形伸長為OG試樣斷后測得的伸長ΔLK，彈性伸長為GF。,2．應力應變曲線ΣΕ曲線應力用承受的載荷F除以試樣的原始橫截面積S0表示，即,式中，F(xiàn)為試樣所承受的載荷；S0為試樣的原始橫截面積。應變用試樣的伸長量ΔL除以試樣的原始標距L0表示，即,式中，ΔL為試樣標距長度的伸長量；L0為試樣的原始標距長度。,應力應變曲線的形狀與拉伸曲線形狀相同，只是坐標數(shù)值不同。圖13所示是低碳鋼的應力應變曲線，即ΣΕ曲線。,圖13應力應變曲線,低碳鋼壓縮時的力學性能,鑄鐵拉壓時的力學性能,112剛度與強度1．剛度剛度是指材料抵抗彈性變形的能力，剛度的大小一般用彈性模量E表示。彈性模量是指材料在彈性狀態(tài)下的應力與應變的比值，即,式中，Σ為試樣承受的應力；Ε為試樣的應變。,在應力應變曲線上，彈性模量就是直線部分的斜率。對于材料而言，彈性模量E越大，其剛度越大。E主要取決于各種金屬材料的本性，是一個對組織不敏感的力學性能指標。對鋼進行熱處理、微量合金化及塑性變形等，其彈性模量變化很小。機械零件大多都是在彈性狀態(tài)下工作的，零件對剛度都有一定的要求，一般不允許有過量的彈性變形，因為過量的彈性變形會使機器的精度下降。零件的剛度主要由材料的剛度決定，另外還與零件的形狀、截面尺寸有關(guān)。例如鏜床的鏜桿，為了保證高的加工精度，要選剛度較大的材料，另外還必須有足夠的截面尺寸。,表11常用材料的彈性模量及比彈性模量,2．彈性極限彈性極限ΣE是材料開始產(chǎn)生塑性變形時所承受的最大應力值。按照GB22887規(guī)定，彈性極限和屈服極限已經(jīng)取消，兩者統(tǒng)稱為規(guī)定微量塑形伸長的應力。由于其物理意義及工程中仍有應用，這里仍保留。,式中，F(xiàn)E為試樣不發(fā)生塑性變形的最大載荷；S0為試樣的原始橫截面積。一些在工作中不允許有微量塑性變形的零件精密的彈性元件、炮筒等，在設計和選材時，彈性極限是重要的依據(jù)。,3．強度強度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。工程上常用的強度指標有規(guī)定殘余伸長應力、屈服點屈服強度、抗拉強度等。1屈服點和屈服強度在圖13中，屈服點ΣS是指應力應變曲線中平臺對應的應力值，表示材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應力值，即,式中，F(xiàn)S為試樣發(fā)生屈服現(xiàn)象時的載荷；S0為試樣的原始橫截面積。,對于高碳淬火鋼、鑄鐵等材料，在拉伸試驗中沒有明顯的屈服現(xiàn)象，無法確定其屈服點。國家標準規(guī)定，一般以規(guī)定殘余伸長率為02時對應的應力ΣR02作為材料的屈服強度，通常記作Σ02，即,式中，F(xiàn)02為標距發(fā)生02殘余伸長時的載荷。屈服點ΣS和屈服強度Σ02通常是機器零件設計的主要強度指標，也是評定金屬材料強度的重要指標之一。我們知道，工程上各種機器零件工作時是不允許發(fā)生過量殘余變形而失效的，設計的許用應力以ΣS或Σ02來確定。,2抗拉強度抗拉強度ΣB是指材料在斷裂前所承受的最大應力值，即,式中，F(xiàn)B為試樣拉斷前承受的最大載荷。試樣在拉伸過程中，達到最大載荷之前是均勻塑性變形，因此抗拉強度ΣB是塑性材料抵抗大量均勻塑性變形的能力。塑性材料的ΣB沒有直接意義；鑄鐵等脆性材料在拉伸過程中一般不出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，抗拉強度就是材料的斷裂強度，脆性材料制成的零件以ΣB確定其許用應力。,113塑性1．斷后伸長率斷后伸長率是指拉斷后標距的伸長量L1L0與原始標距L0的比值，即,式中，L1為試樣拉斷后標距的長度；L0為試樣的原始標距。同一材料長試樣和短試樣測得的斷后伸長率是不相等的，測得的結(jié)果分別用Δ10和Δ5表示，且Δ5Δ10，長試樣的斷后伸長率也可以不加下標。,2．斷面收縮率斷面收縮率Ψ是指試樣拉斷處橫截面積的減小量S0S1與原始橫截面積S0的比值，即,式中，S1為試樣拉斷后斷裂處的最小橫截面積。,,12硬度,121布氏硬度布氏硬度試驗法的測試原理在一定的載荷F作用下，將一定直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入到被測材料的表面，保持一定的時間T后將載荷卸掉，測量被測材料表面留下壓痕的直徑D，根據(jù)D計算出壓痕的面積S，最后求出壓痕單位面積上承受的平均壓力，以此作為被測金屬材料的布氏硬度值，如圖14所示。,圖14布氏硬度試驗原理示意圖,布氏硬度值HBS或HBW的計算公式為當載荷F的單位為千克力KGF時，,當載荷F的單位為牛頓N時，,式中，F(xiàn)表示載荷大小，D表示壓頭的直徑單位為MM，D表示壓痕表面的直徑單位為MM，S表示壓痕的面積單位為MM2，布氏硬度值的單位為KGF/MM2或者N/MM2，習慣上布氏硬度是不標單位的。實際測試布氏硬度時，硬度值是不用計算的，利用刻度放大鏡測出壓痕直徑D，根據(jù)值D查附錄A即可查出硬度值。,進行布氏硬度試驗時，當用淬火鋼球作為壓頭時，用HBS表示，適用于布氏硬度低于450的材料；當用硬質(zhì)合金球作為壓頭時，用HBW表示，適用于硬度值為450～650的材料。布氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號＋試驗條件。例如，210HBS10/1000/30表示用10MM直徑的淬火鋼球作為壓頭，在1000KGF作用下，保持時間為30S，測得的布氏硬度值為210；500HBW5/750表示用5MM直徑的硬質(zhì)合金球壓頭，在750KGF作用下，保持10～15S持續(xù)時間10～15S時，可以不標注，測得的布氏硬度值為500。在進行布氏硬度試驗時，GB2311984做出了規(guī)定，0102F/D2常用30、10、25三種。,表12布氏硬度試驗規(guī)范,122洛氏硬度洛氏硬度試驗法是目前應用最廣泛的硬度測試方法，它是直接用壓痕深度來確定硬度值的。試驗時，用頂角為120°的金剛石圓錐體或者用直徑為1588MM的淬火鋼球作為壓頭，先加初載荷為9807N10KGF，再加規(guī)定的主載荷，將壓頭壓入金屬材料的表面，卸去主載荷后，根據(jù)壓頭壓入的深度最終確定其硬度值。,洛氏硬度試驗原理如圖15所示，先加初載荷，使壓頭與試樣表面之間有良好的接觸，并以此作為測量的基準；再施加主載荷，試樣壓到最深處；卸去主載荷后，被測試樣的彈性變形恢復，壓頭略微抬高，測得的深度就是基準與壓頭頂點最后位置之間的距離E。E越大，被測金屬的硬度越低，為了和習慣數(shù)值越大，硬度越高相符，用常數(shù)K減E來表示硬度大小，用0002MM表示一個硬度單位，洛氏硬度值的計算公式為,式中，K為常數(shù)，用金剛石圓錐體壓頭時，K02MM；用淬火鋼球作為壓頭時，K026MM；E為卸去主載荷后測得的壓痕深度。,圖15洛氏硬度試驗原理示意圖,洛氏硬度沒有單位，是一個無量綱的力學性能指標。為了能用同一硬度計測定從軟到硬的材料硬度，就需要不同的壓頭和載荷組成不同的洛氏硬度標尺，最常用的是A、B、C三種標尺，分別記作HRA、HRB、HRC。表13給出了三種標尺的實驗規(guī)范及應用范圍。,表13常用三種洛氏硬度的試驗條件及應用范圍,實際測量時，洛氏硬度是在硬度計上直接讀出硬度值的。洛氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號。例如，60HRC表示用C標尺測得的洛氏硬度值為60。洛氏硬度試驗的優(yōu)點是測量迅速簡便，壓痕較小，可用于測量成品零件；缺點是壓痕較小，測得的硬度值不夠準確，并且各硬度標尺之間沒有聯(lián)系，不同標尺硬度值之間不能直接比較大小。洛氏硬度C標尺應用最廣泛。,對于極薄工件和化學熱處理后的表面層，在測定硬度時，由于常用洛氏硬度法施加的載荷較大，不適合這類材料的表面硬度測定。為此，根據(jù)洛氏硬度試驗原理，設計出了載荷較小的表面洛氏硬度試驗。其初載荷為294N3KGF，總載荷有1471N15KGF、2493N30KGF、4413N45KGF三種，如果用金剛石圓錐壓頭，常用來測量滲氮鋼、滲碳鋼、刀刃、零件邊緣部分等，硬度符號表示為HR15N、HR30N、HR45N；如果用淬火鋼球壓頭，常測量低碳鋼、銅合金、鋁合金等薄板，硬度符號表示為HR15T、HR30T、HR45T。,123維氏硬度為了在同一種硬度標尺上測定從極軟到極硬金屬材料的硬度，特制定了維氏硬度試驗法。維氏硬度試驗法原理與布氏硬度的基本相同，如圖16所示。用一個相對面夾角為136°的金剛石正四棱錐體壓頭，在規(guī)定載荷的作用下壓入被測金屬的表面，保持一定時間后卸除載荷，用壓痕單位面積上承受的載荷F/S來表示硬度值，維氏硬度的符號為HV。,圖16維氏硬度試驗原理示意圖,當載荷的單位是千克力KGF時，,當載荷的單位是牛頓N時，,式中，F(xiàn)為試驗所加載荷；S為壓痕的面積；D為兩對角線的平均長度。維氏硬度的面積S是通過測定壓痕表面的對角線平均長度D來計算的。,計算出的維氏硬度值有單位KGF/MM2或者N/MM2，但通常不標單位。實際測定時，測出壓痕對角線長度，然后通過查表即可查出維氏硬度值。維氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號＋測試條件。例如，620HV30/20表示在30KGF2493N載荷作用下，保持20S測得的維氏硬度值為620，如果保荷時間10～15S可以不標注，如620HV30。,維氏硬度常用的載荷包括4915、98110、196220、294330、490550、981100等，單位為NKGF。測量時，如果厚度允許的話，盡量用較大的載荷，以便獲得較大的壓痕，提高測量精度。維氏硬度的優(yōu)點是試驗載荷小，壓痕較淺，適合測定零件表面淬硬層及化學熱處理的表面層等；可以測量極軟到極硬的材料，由于維氏硬度只用一種標尺，材料的硬度可以直接通過維氏硬度值比較大小；由于測量載荷可任意選擇，因此既可測尺寸厚大的材料，又能測很薄的材料。缺點是試樣表面要求高，硬度值的測定較麻煩，工作效率不如洛氏硬度高。,維氏顯微硬度試驗用于測定顯微組織硬度。維氏顯微硬度計施加的載荷為00981001、01961002、04903005、0980701、196102等，單位為NKGF。測量壓痕對角線長度用ΜM做單位，符號仍用HV表示。由于顯微硬度載荷小，壓痕很小，可以測定金屬箔、金屬粉末、極薄表層及金屬組織中的晶粒及合金組成相的硬度值。由于各種硬度試驗的條件不同，因此相互之間沒有理論換算關(guān)系。但根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析，得到粗略換算公式為當硬度在200～600HBSHBW范圍內(nèi)時，HRC≈1/10HBSHBW；當硬度小于450HBS時，HBSHV。,,13韌性,131沖擊韌性,1．擺錘式一次沖擊彎曲試驗擺錘式?jīng)_擊試驗原理如圖17所示，試驗時，將標準試樣1放在試驗機的支座上，把質(zhì)量為M的擺錘抬升到一定高度H1，然后釋放擺錘、沖斷試樣，擺錘依靠慣性運動到高度H2。,沖擊過程中如果忽略各種能量損失空氣阻力及摩擦等，擺錘的位能損失MGH1MGH2＝MGH1H2就是沖斷試樣所需要的能量，即試樣變形和斷裂所消耗的功，也稱為沖擊吸收功AK，即AKMGH1H2。其中，G表示擺錘的重量；AK表示沖擊吸收功。U型缺口試樣和V型缺口試樣分別表示為AKU和AKV，其單位是焦耳J。沖擊吸收功的大小直接由試驗機的刻度盤上直接讀出。,圖17擺錘式?jīng)_擊試驗原理示意圖,沖擊韌度用ΑKAK/S來計算。其中，S表示試樣缺口處的橫截面積單位為CM2。把沖擊吸收功值低的材料稱為脆性材料，沖擊吸收功值高的材料稱為韌性材料。脆性材料在斷裂前沒有明顯的塑性變形，斷口較平直，呈晶狀或瓷狀，有金屬光澤；而韌性材料在斷裂前有明顯的塑性變形，斷口呈纖維狀，無光澤。,2．低溫脆性有些金屬材料，如工程上用的中低強度鋼，當溫度降低到某一程度時，會出現(xiàn)沖擊吸收功明顯下降的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為冷脆現(xiàn)象。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過多次由于低溫冷脆造成的船舶、橋梁等大型結(jié)構(gòu)脆斷的事故。例如，1965年，英國北海油田海上鉆井平臺由于溫度突然下降而斷裂，造成巨大損失。通過測定材料在不同溫度下的沖擊吸收功，就可測出某種材料沖擊吸收功與溫度的關(guān)系曲線。如圖18所示，沖擊吸收功隨溫度降低而減小，在某個溫度區(qū)間，沖擊吸收功發(fā)生急劇下降，試樣斷口由韌性斷口過渡為脆性斷口，這個溫度區(qū)間就稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。,圖18沖擊吸收功溫度曲線,3．沖擊韌性的用途AK是一個由強度和塑性共同決定的綜合性力學性能指標，零件設計時，雖不能直接計算，但它是一個重要參考。由于沖擊吸收功對材料內(nèi)部組織十分敏感，因此在生產(chǎn)、科研中得到廣泛應用。其主要應用如下1評定材料的低溫脆性情況，可以測定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。,2評定材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品質(zhì)量。通過測定AK和對試樣斷口進行分析，能揭示材料的內(nèi)部缺陷，如氣泡、夾渣、偏析等冶金缺陷和過熱、過燒、回火脆性等熱加工缺陷。這些缺陷使材料的沖擊吸收功明顯下降，因此，目前用沖擊試驗來檢驗冶煉、熱處理及各種熱加工工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量。3評定材料對大能量沖擊載荷的抵抗能力。實踐表明，塑性、韌性越高，材料抵抗大能量沖擊的能力越強；但在小能量多次沖擊的情況下，決定材料抗沖擊能力的主導作用是強度，提高材料的沖擊吸收功值并不能有效提高使用壽命。,14疲勞強度,141疲勞及疲勞強度1．疲勞現(xiàn)象疲勞斷裂是指在變動載荷的作用下，零件經(jīng)過較長時間工作或多次應力循環(huán)后所發(fā)生的突然斷裂現(xiàn)象。變動應力通常包括交變應力和重復應力。交變應力如圖110所示是指應力的大小和方向隨著時間周期性變化的應力。變動應力的變化可以是周期性的、規(guī)律的變化，也可以是無規(guī)律的變化。許多零件，如齒輪、曲軸、彈簧和滾動軸承等，都是在交變應力下工作的。據(jù)統(tǒng)計，各類斷裂失效中，80是由于各種不同類型的疲勞破壞所造成的。,圖110交變應力示意圖,疲勞斷裂具有突然性，危害很大。人們對于疲勞的研究已經(jīng)有了很大的進展。疲勞斷裂的特點如下1疲勞斷裂是一種低應力脆斷，斷裂應力低于材料的屈服強度，甚至低于材料的彈性極限。2斷裂前，零件沒有明顯的塑性變形，即使伸長率Δ和斷面收縮率Ψ很高的塑性材料也是如此。3疲勞斷裂對材料的表面和內(nèi)部缺陷非常敏感，疲勞裂紋常在表面缺口如螺紋、刀痕、油孔等、脫碳層、夾渣物、碳化物及孔洞等處形成。4實驗數(shù)據(jù)分散性較大手冊上的數(shù)據(jù)是統(tǒng)計數(shù)據(jù)。,產(chǎn)生疲勞的原因，一般認為是由于零件應力高度集中的部位或材料本身強度較低的部位，在交變應力作用下產(chǎn)生了疲勞裂紋，并隨著應力循環(huán)周次的增加，裂紋不斷擴展使零件有效承載面積不斷減小，最后突然斷裂。零件疲勞失效的過程可分為疲勞裂紋產(chǎn)生、疲勞裂紋擴展和瞬時斷裂三個階段。疲勞斷口一般可明顯地分成三個區(qū)域，即疲勞源、疲勞裂紋擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)，如圖111所示。,圖111疲勞斷口示意圖,2．疲勞強度大量實驗表明，材料所受的交變應力的最大值ΣMAX越大，則疲勞斷裂前所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù)N越低，反之越高。根據(jù)交變應力ΣMAX和應力循環(huán)次數(shù)N建立起來的曲線稱作疲勞曲線，如圖112所示。疲勞強度是指材料經(jīng)受無限次循環(huán)應力也不發(fā)生斷裂的最大應力值，記作ΣD，就是疲勞曲線中的平臺位置對應的應力。通常，材料的疲勞強度是在對稱彎曲條件下測定的，對稱彎曲疲勞強度記作Σ－1。實踐表明，如果107周次應力循環(huán)下，仍不發(fā)生疲勞斷裂，則在經(jīng)過相當多次的應力循環(huán)后一般也不會疲勞斷裂。GB433784規(guī)定，一般鋼鐵材料循環(huán)周次取107周次時能承受的最大循環(huán)應力為疲勞強度。,圖112疲勞曲線示意圖,一般非鐵金屬有色金屬、高強度鋼和腐蝕介質(zhì)作用下的鋼鐵材料的疲勞曲線沒有平臺，見圖112。這類材料的疲勞強度定義為在規(guī)定循環(huán)周次N0下，不發(fā)生疲勞斷裂的最大循環(huán)應力值稱為條件疲勞強度，記作。一般規(guī)定非鐵金屬N0取108，腐蝕介質(zhì)作用下的N0取106。金屬材料的疲勞強度受到很多因素的影響，如材料本質(zhì)、材料的表面質(zhì)量、工作條件、零件的形狀、尺寸及表面殘余壓應力等。,3．提高疲勞強度的途徑提高疲勞強度有以下途徑1合理地選擇材料。實踐證明，金屬材料在其他條件相同的情況下，疲勞強度隨抗拉強度的增加而增加。因此，那些能提高金屬材料抗拉強度的因素，一般也能提高疲勞強度。例如，結(jié)構(gòu)鋼中的含碳量，通常，含碳量越高，抗拉強度越高；結(jié)構(gòu)鋼中合金元素主要通過提高淬透性和改善組織來提高疲勞強度；細化晶粒、獲得下貝氏體及回火馬氏體等也可以提高疲勞強度。,2零件設計時形狀、尺寸合理。盡量避免尖角、缺口和截面突變，這些地方容易引起應力集中從而導致疲勞裂紋；另外，伴隨著尺寸的增加，材料的疲勞強度降低，強度越高，疲勞強度下降越明顯。3降低零件表面粗糙度，提高表面加工質(zhì)量。因為疲勞源多數(shù)位于零件的表面，應盡量減少表面缺陷氧化、脫碳、裂紋、夾雜等和表面加工損傷刀痕、磨痕、擦傷等。,4采用各種表面強化處理。如滲碳、滲氮、表面淬火、噴丸和滾壓等都可以有效地提高疲勞強度。這是因為表面強化處理不僅提高了表面疲勞強度，而且還在材料表面形成一定深度的殘余壓應力；在工作時，這部分壓應力可以抵消部分拉應力，使零件實際承受的拉應力降低，提高了疲勞強度。如圖113A所示，在彎曲疲勞試驗中，未強化表面的應力分布距表面一定距離內(nèi)，交變應力大于疲勞強度，該區(qū)域產(chǎn)生疲勞破壞；在圖113B中，表面的殘余壓應力抵消了部分交變應力，其合力用箭頭表示，這時的合力小于材料的疲勞強度，因此不會發(fā)生疲勞斷裂。,圖113表面強化提高疲勞強度示意圖,142不同形式的疲勞1．低周疲勞低周疲勞是指零件或構(gòu)件在較大應力接近、甚至于超過屈服強度作用下，導致在循環(huán)周次較低的情況下造成疲勞斷裂，一般為102～105周次，甚至幾十周次。低周疲勞在應力集中處會發(fā)生一定的塑性變形并不斷擴張直至斷裂。因此，提高低周疲勞壽命，應在滿足強度的要求下，設法提高材料的塑性，不能一味提高材料的強度；另外，表面強化對提高低周疲勞并不明顯。工程中有許多機件是由于低周疲勞而破壞的。例如，飛機起落架、常年陣風吹刮的橋梁、風暴席卷海船的殼體、經(jīng)常充氣的高壓容器等發(fā)生的疲勞常為低周疲勞。,2．熱疲勞零件工作時溫度循環(huán)變化而產(chǎn)生熱應力循環(huán)變化，熱應力循環(huán)變化造成的疲勞破壞稱為熱疲勞。工程上許多零件會由于熱疲勞而失效，例如，熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、熱軋輥、汽輪機葉片、加熱爐零件、熱處理夾具等常產(chǎn)生熱疲勞。,熱應力產(chǎn)生的原因是由于溫度變化時，材料不能自由收縮或膨脹而導致的。如果零件整體可以自由收縮或膨脹，則不會產(chǎn)生熱應力。實際工作時，零件往往受熱不均勻，零件截面內(nèi)存在溫度差，一部分材料約束另一部分材料，于是就產(chǎn)生了熱應力。當熱應力超過材料的高溫彈性極限時，就會產(chǎn)生局部塑性變形，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)之后，這種循環(huán)的塑性變形就導致了零件的熱疲勞。提高熱疲勞的途徑有提高材料的塑韌性和高溫強度；降低材料的線膨脹系數(shù)；提高材料的導熱性；盡量避免零件工作時的應力集中等。,3．沖擊疲勞工程上受沖擊載荷的零件，很少只經(jīng)過一次或幾次沖擊就斷裂，大多是承受小能量多次沖擊的斷裂，一般大于105次。沖擊疲勞是指小能量多次沖擊導致的斷裂。沖擊疲勞不能用沖擊吸收功AKU或AKV來衡量，應采用沖擊疲勞抗力指標。大量試驗表明沖擊能量低時，提高材料的強度，可使沖擊疲勞抗力明顯提高；沖擊能量較大時，沖擊疲勞抗力主要取決于材料的塑性和韌性。例如，某鍛錘錘桿用40CR鋼油淬＋高溫回火，使用中常發(fā)生早期疲勞斷裂；后來改用鹽水淬火＋中溫回火，提高了強度，結(jié)果錘桿壽命明顯延長。,4．接觸疲勞接觸疲勞也稱疲勞磨損是指滾動軸承、齒輪及鋼軌等零件的接觸表面在交變壓應力長期作用下，引起零件表面疲勞剝落現(xiàn)象。接觸疲勞大多位于表層一定深度下，在材料的缺陷或薄弱處產(chǎn)生，也存在疲勞裂紋的產(chǎn)生和疲勞裂紋的擴展。接觸疲勞破壞形式有麻點剝落點蝕、淺層剝落和深層剝落三種形式。深度在01～02MM以下的針狀或痘狀凹坑稱為麻點剝落；深度在02～04MM的小片剝落稱為淺層剝落，剝塊底部大致和表面平行；深層剝落面積較大，剝落深度和表面強化層深度相當。,提高接觸疲勞強度的途徑有盡可能減少材料中的非金屬夾雜物；獲得適當?shù)男牟坑捕群捅韺佑捕龋m當?shù)膹娀瘜由疃?；使表面強化層中的化合物形態(tài)、大小、數(shù)量分布合理；提高表面加工質(zhì)量并保持良好的潤滑狀態(tài)。,5．腐蝕疲勞腐蝕疲勞是零件在腐蝕環(huán)境中承受變動載荷所產(chǎn)成的一種疲勞破壞現(xiàn)象。腐蝕疲勞是由于循環(huán)應力和腐蝕介質(zhì)共同作用造成的，比這兩個因素單獨作用時的危害性大得多。腐蝕疲勞是很多零件經(jīng)常遇到的問題，例如，艦船中的推進器、軸、車輛彈簧、壓縮機葉片等。腐蝕疲勞是一個很復雜的問題，腐蝕疲勞強度和抗拉強度之間不存在比例關(guān)系，提高材料的抗拉強度對提高腐蝕疲勞沒有多大影響，腐蝕的影響較大。,可通過如下途徑提高腐蝕疲勞抗力選擇在預定環(huán)境介質(zhì)中耐腐蝕的材料；在腐蝕介質(zhì)中加入緩蝕劑；采用電化學保護；采用表面涂層提高耐腐蝕性；通過表面強化處理，使零件產(chǎn)生表面殘余壓應力等。,,知識窗材料的性能,1．物理性能密度單位體積的質(zhì)量，Ρ＝M/V。熔點金屬或合金從固態(tài)向液態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度。導熱性金屬材料傳導熱量的性能。通常用熱導率來衡量。導電性金屬材料傳導電流的性能。通常用電阻率來衡量。熱膨脹性金屬材料隨溫度的變化而膨脹或收縮的性能。通常用線膨脹系數(shù)或體膨脹系數(shù)來表示。磁性金屬材料在磁場中受到磁化的性能。根據(jù)磁化程度不同，金屬材料可分為鐵磁性材料、順磁性材料和抗磁性材料三類。,2．化學性能耐腐蝕性金屬材料在常溫下抵抗氧、水蒸氣和其他化學介質(zhì)腐蝕破壞的性能?？寡趸越饘俨牧显诩訜釙r抵抗氧化作用的能力?；瘜W穩(wěn)定性對金屬材料耐蝕性和抗氧化性的總稱。金屬材料在高溫下的化學穩(wěn)定性稱為“熱穩(wěn)定性”。,3．工藝性能鑄造性能材料在鑄造過程中呈現(xiàn)出的工藝性能，包括流動性、收縮性等。鍛造性能材料在鍛壓過程中表現(xiàn)出的工藝性能，包括可鍛性、沖壓性、冷鐓性等。焊接性能材料在一定生產(chǎn)條件下接受焊接的能力。切削加工性材料能夠進行切削加工的能力。用切削抗力、刃具磨損等衡量。熱處理性材料在熱處理過程中的工藝性能，包括淬透性、回火脆性等。,4．力學性能除了前面所學的力學性能之外，還包括以下常用力學性能抗彎強度試樣彎曲至斷裂前所達到的最大彎應力?？箟簭姸仍嚇釉趬嚎s破壞過程中承受的最大應力?？古姸仍嚇釉谂嗲俺惺艿淖畲笈ぞ亍?自測習題,一、選擇題1．表示金屬材料屈服強度的符號是___________。ΣEBΣSCΣBDΣ－12．金屬材料在靜載荷作用下，抵抗變形和破壞的能力稱為___________。塑性B硬度C強度D彈性3．在測量薄片工件的硬度時，常用的硬度測試方法的表示符號是___________。AHBSBHRCCHVDHBW4．做疲勞試驗時，試樣承受的載荷為___________。A靜載荷B交變載荷C沖擊載荷D動載荷,二、填空題1．材料的力學性能通常是指在載荷作用下材料抵抗__________或___________的能力。2．金屬塑性的指標主要有___________

簡介：11強度與塑性,111拉伸曲線與應力應變曲線1．拉伸曲線GB22887規(guī)定了拉伸試驗的方法和拉伸試驗試樣的制作標準。在試驗時，金屬材料制作成一定的尺寸和形狀如圖11所示，將拉伸試樣裝夾在拉伸試驗機上，對試樣施加拉力，在拉力不斷增加的過程中觀察試樣的變化，直至把試樣拉斷。,圖11圓形拉伸試樣示意圖,根據(jù)拉伸過程中載荷F與試樣的伸長量ΔL之間的關(guān)系，可以繪制出金屬的拉伸曲線。如圖12所示為低碳鋼的拉伸曲線，拉伸過程可分為彈性變形、塑性變形和斷裂三個階段。具體分析如下,圖12低碳鋼的拉伸曲線,OP段試樣的伸長量與載荷呈直線關(guān)系，完全符合虎克定律，試樣處于彈性變形階段。PE段伸長量與載荷不再成正比關(guān)系，拉伸曲線不成直線，試樣仍處于彈性變形階段。SS′段拉伸曲線中的平臺或鋸齒外力不增加或變化不大，試樣仍繼續(xù)伸長，出現(xiàn)明顯的塑性變形，這種現(xiàn)象稱為屈服現(xiàn)象。S′B段這個階段，載荷增加，伸長沿整個試樣長度均勻伸長，同時，隨著塑性變形不斷增加，試樣的變形抗力也逐漸增加，這個階段是材料的強化階段。,B點載荷達到最大，試樣局部面積減小，伸長增加，形成了“縮頸”。BK段隨著縮頸處截面不斷減小非均勻塑性變形階段，承載能力不斷下降，到K點時試樣發(fā)生斷裂。拉伸曲線中，斷裂總伸長為OF，其中塑形變形伸長為OG試樣斷后測得的伸長ΔLK，彈性伸長為GF。,2．應力應變曲線ΣΕ曲線應力用承受的載荷F除以試樣的原始橫截面積S0表示，即,式中，F(xiàn)為試樣所承受的載荷；S0為試樣的原始橫截面積。應變用試樣的伸長量ΔL除以試樣的原始標距L0表示，即,式中，ΔL為試樣標距長度的伸長量；L0為試樣的原始標距長度。,應力應變曲線的形狀與拉伸曲線形狀相同，只是坐標數(shù)值不同。圖13所示是低碳鋼的應力應變曲線，即ΣΕ曲線。,圖13應力應變曲線,112剛度與強度1．剛度剛度是指材料抵抗彈性變形的能力，剛度的大小一般用彈性模量E表示。彈性模量是指材料在彈性狀態(tài)下的應力與應變的比值，即,式中，Σ為試樣承受的應力；Ε為試樣的應變。,在應力應變曲線上，彈性模量就是直線部分的斜率。對于材料而言，彈性模量E越大，其剛度越大。E主要取決于各種金屬材料的本性，是一個對組織不敏感的力學性能指標。對鋼進行熱處理、微量合金化及塑性變形等，其彈性模量變化很小。機械零件大多都是在彈性狀態(tài)下工作的，零件對剛度都有一定的要求，一般不允許有過量的彈性變形，因為過量的彈性變形會使機器的精度下降。零件的剛度主要由材料的剛度決定，另外還與零件的形狀、截面尺寸有關(guān)。例如鏜床的鏜桿，為了保證高的加工精度，要選剛度較大的材料，另外還必須有足夠的截面尺寸。,表11常用材料的彈性模量及比彈性模量,2．彈性極限彈性極限ΣE是材料開始產(chǎn)生塑性變形時所承受的最大應力值。按照GB22887規(guī)定，彈性極限和屈服極限已經(jīng)取消，兩者統(tǒng)稱為規(guī)定微量塑形伸長的應力。由于其物理意義及工程中仍有應用，這里仍保留。,式中，F(xiàn)E為試樣不發(fā)生塑性變形的最大載荷；S0為試樣的原始橫截面積。一些在工作中不允許有微量塑性變形的零件精密的彈性元件、炮筒等，在設計和選材時，彈性極限是重要的依據(jù)。,3．強度強度是指金屬材料在靜載荷作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。工程上常用的強度指標有規(guī)定殘余伸長應力、屈服點屈服強度、抗拉強度等。1屈服點和屈服強度在圖13中，屈服點ΣS是指應力應變曲線中平臺對應的應力值，表示材料開始產(chǎn)生明顯塑性變形的最小應力值，即,式中，F(xiàn)S為試樣發(fā)生屈服現(xiàn)象時的載荷；S0為試樣的原始橫截面積。,對于高碳淬火鋼、鑄鐵等材料，在拉伸試驗中沒有明顯的屈服現(xiàn)象，無法確定其屈服點。國家標準規(guī)定，一般以規(guī)定殘余伸長率為02時對應的應力ΣR02作為材料的屈服強度，通常記作Σ02，即,式中，F(xiàn)02為標距發(fā)生02殘余伸長時的載荷。屈服點ΣS和屈服強度Σ02通常是機器零件設計的主要強度指標，也是評定金屬材料強度的重要指標之一。我們知道，工程上各種機器零件工作時是不允許發(fā)生過量殘余變形而失效的，設計的許用應力以ΣS或Σ02來確定。,2抗拉強度抗拉強度ΣB是指材料在斷裂前所承受的最大應力值，即,式中，F(xiàn)B為試樣拉斷前承受的最大載荷。試樣在拉伸過程中，達到最大載荷之前是均勻塑性變形，因此抗拉強度ΣB是塑性材料抵抗大量均勻塑性變形的能力。塑性材料的ΣB沒有直接意義；鑄鐵等脆性材料在拉伸過程中一般不出現(xiàn)縮頸現(xiàn)象，抗拉強度就是材料的斷裂強度，脆性材料制成的零件以ΣB確定其許用應力。,113塑性1．斷后伸長率斷后伸長率是指拉斷后標距的伸長量L1L0與原始標距L0的比值，即,式中，L1為試樣拉斷后標距的長度；L0為試樣的原始標距。同一材料長試樣和短試樣測得的斷后伸長率是不相等的，測得的結(jié)果分別用Δ10和Δ5表示，且Δ5Δ10，長試樣的斷后伸長率也可以不加下標。,2．斷面收縮率斷面收縮率Ψ是指試樣拉斷處橫截面積的減小量S0S1與原始橫截面積S0的比值，即,式中，S1為試樣拉斷后斷裂處的最小橫截面積。,,12硬度,121布氏硬度布氏硬度試驗法的測試原理在一定的載荷F作用下，將一定直徑D的淬火鋼球或硬質(zhì)合金球壓入到被測材料的表面，保持一定的時間T后將載荷卸掉，測量被測材料表面留下壓痕的直徑D，根據(jù)D計算出壓痕的面積S，最后求出壓痕單位面積上承受的平均壓力，以此作為被測金屬材料的布氏硬度值，如圖14所示。,圖14布氏硬度試驗原理示意圖,布氏硬度值HBS或HBW的計算公式為當載荷F的單位為千克力KGF時，,當載荷F的單位為牛頓N時，,式中，F(xiàn)表示載荷大小，D表示壓頭的直徑單位為MM，D表示壓痕表面的直徑單位為MM，S表示壓痕的面積單位為MM2，布氏硬度值的單位為KGF/MM2或者N/MM2，習慣上布氏硬度是不標單位的。實際測試布氏硬度時，硬度值是不用計算的，利用刻度放大鏡測出壓痕直徑D，根據(jù)值D查附錄A即可查出硬度值。,進行布氏硬度試驗時，當用淬火鋼球作為壓頭時，用HBS表示，適用于布氏硬度低于450的材料；當用硬質(zhì)合金球作為壓頭時，用HBW表示，適用于硬度值為450～650的材料。布氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號＋試驗條件。例如，210HBS10/1000/30表示用10MM直徑的淬火鋼球作為壓頭，在1000KGF作用下，保持時間為30S，測得的布氏硬度值為210；500HBW5/750表示用5MM直徑的硬質(zhì)合金球壓頭，在750KGF作用下，保持10～15S持續(xù)時間10～15S時，可以不標注，測得的布氏硬度值為500。在進行布氏硬度試驗時，GB2311984做出了規(guī)定，0102F/D2常用30、10、25三種。,表12布氏硬度試驗規(guī)范,122洛氏硬度洛氏硬度試驗法是目前應用最廣泛的硬度測試方法，它是直接用壓痕深度來確定硬度值的。試驗時，用頂角為120°的金剛石圓錐體或者用直徑為1588MM的淬火鋼球作為壓頭，先加初載荷為9807N10KGF，再加規(guī)定的主載荷，將壓頭壓入金屬材料的表面，卸去主載荷后，根據(jù)壓頭壓入的深度最終確定其硬度值。,洛氏硬度試驗原理如圖15所示，先加初載荷，使壓頭與試樣表面之間有良好的接觸，并以此作為測量的基準；再施加主載荷，試樣壓到最深處；卸去主載荷后，被測試樣的彈性變形恢復，壓頭略微抬高，測得的深度就是基準與壓頭頂點最后位置之間的距離E。E越大，被測金屬的硬度越低，為了和習慣數(shù)值越大，硬度越高相符，用常數(shù)K減E來表示硬度大小，用0002MM表示一個硬度單位，洛氏硬度值的計算公式為,式中，K為常數(shù)，用金剛石圓錐體壓頭時，K02MM；用淬火鋼球作為壓頭時，K026MM；E為卸去主載荷后測得的壓痕深度。,圖15洛氏硬度試驗原理示意圖,洛氏硬度沒有單位，是一個無量綱的力學性能指標。為了能用同一硬度計測定從軟到硬的材料硬度，就需要不同的壓頭和載荷組成不同的洛氏硬度標尺，最常用的是A、B、C三種標尺，分別記作HRA、HRB、HRC。表13給出了三種標尺的實驗規(guī)范及應用范圍。,表13常用三種洛氏硬度的試驗條件及應用范圍,實際測量時，洛氏硬度是在硬度計上直接讀出硬度值的。洛氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號。例如，60HRC表示用C標尺測得的洛氏硬度值為60。洛氏硬度試驗的優(yōu)點是測量迅速簡便，壓痕較小，可用于測量成品零件；缺點是壓痕較小，測得的硬度值不夠準確，并且各硬度標尺之間沒有聯(lián)系，不同標尺硬度值之間不能直接比較大小。洛氏硬度C標尺應用最廣泛。,對于極薄工件和化學熱處理后的表面層，在測定硬度時，由于常用洛氏硬度法施加的載荷較大，不適合這類材料的表面硬度測定。為此，根據(jù)洛氏硬度試驗原理，設計出了載荷較小的表面洛氏硬度試驗。其初載荷為294N3KGF，總載荷有1471N15KGF、2493N30KGF、4413N45KGF三種，如果用金剛石圓錐壓頭，常用來測量滲氮鋼、滲碳鋼、刀刃、零件邊緣部分等，硬度符號表示為HR15N、HR30N、HR45N；如果用淬火鋼球壓頭，常測量低碳鋼、銅合金、鋁合金等薄板，硬度符號表示為HR15T、HR30T、HR45T。,123維氏硬度為了在同一種硬度標尺上測定從極軟到極硬金屬材料的硬度，特制定了維氏硬度試驗法。維氏硬度試驗法原理與布氏硬度的基本相同，如圖16所示。用一個相對面夾角為136°的金剛石正四棱錐體壓頭，在規(guī)定載荷的作用下壓入被測金屬的表面，保持一定時間后卸除載荷，用壓痕單位面積上承受的載荷F/S來表示硬度值，維氏硬度的符號為HV。,圖16維氏硬度試驗原理示意圖,當載荷的單位是千克力KGF時，,當載荷的單位是牛頓N時，,式中，F(xiàn)為試驗所加載荷；S為壓痕的面積；D為兩對角線的平均長度。維氏硬度的面積S是通過測定壓痕表面的對角線平均長度D來計算的。,計算出的維氏硬度值有單位KGF/MM2或者N/MM2，但通常不標單位。實際測定時，測出壓痕對角線長度，然后通過查表即可查出維氏硬度值。維氏硬度的表示方法為硬度值＋硬度符號＋測試條件。例如，620HV30/20表示在30KGF2493N載荷作用下，保持20S測得的維氏硬度值為620，如果保荷時間10～15S可以不標注，如620HV30。,維氏硬度常用的載荷包括4915、98110、196220、294330、490550、981100等，單位為NKGF。測量時，如果厚度允許的話，盡量用較大的載荷，以便獲得較大的壓痕，提高測量精度。維氏硬度的優(yōu)點是試驗載荷小，壓痕較淺，適合測定零件表面淬硬層及化學熱處理的表面層等；可以測量極軟到極硬的材料，由于維氏硬度只用一種標尺，材料的硬度可以直接通過維氏硬度值比較大?。挥捎跍y量載荷可任意選擇，因此既可測尺寸厚大的材料，又能測很薄的材料。缺點是試樣表面要求高，硬度值的測定較麻煩，工作效率不如洛氏硬度高。,維氏顯微硬度試驗用于測定顯微組織硬度。維氏顯微硬度計施加的載荷為00981001、01961002、04903005、0980701、196102等，單位為NKGF。測量壓痕對角線長度用ΜM做單位，符號仍用HV表示。由于顯微硬度載荷小，壓痕很小，可以測定金屬箔、金屬粉末、極薄表層及金屬組織中的晶粒及合金組成相的硬度值。由于各種硬度試驗的條件不同，因此相互之間沒有理論換算關(guān)系。但根據(jù)試驗數(shù)據(jù)分析，得到粗略換算公式為當硬度在200～600HBSHBW范圍內(nèi)時，HRC≈1/10HBSHBW；當硬度小于450HBS時，HBSHV。,,13韌性,131沖擊韌性,1．擺錘式一次沖擊彎曲試驗擺錘式?jīng)_擊試驗原理如圖17所示，試驗時，將標準試樣1放在試驗機的支座上，把質(zhì)量為M的擺錘抬升到一定高度H1，然后釋放擺錘、沖斷試樣，擺錘依靠慣性運動到高度H2。,沖擊過程中如果忽略各種能量損失空氣阻力及摩擦等，擺錘的位能損失MGH1MGH2＝MGH1H2就是沖斷試樣所需要的能量，即試樣變形和斷裂所消耗的功，也稱為沖擊吸收功AK，即AKMGH1H2。其中，G表示擺錘的重量；AK表示沖擊吸收功。U型缺口試樣和V型缺口試樣分別表示為AKU和AKV，其單位是焦耳J。沖擊吸收功的大小直接由試驗機的刻度盤上直接讀出。,圖17擺錘式?jīng)_擊試驗原理示意圖,沖擊韌度用ΑKAK/S來計算。其中，S表示試樣缺口處的橫截面積單位為CM2。把沖擊吸收功值低的材料稱為脆性材料，沖擊吸收功值高的材料稱為韌性材料。脆性材料在斷裂前沒有明顯的塑性變形，斷口較平直，呈晶狀或瓷狀，有金屬光澤；而韌性材料在斷裂前有明顯的塑性變形，斷口呈纖維狀，無光澤。,2．低溫脆性有些金屬材料，如工程上用的中低強度鋼，當溫度降低到某一程度時，會出現(xiàn)沖擊吸收功明顯下降的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為冷脆現(xiàn)象。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過多次由于低溫冷脆造成的船舶、橋梁等大型結(jié)構(gòu)脆斷的事故。例如，1965年，英國北海油田海上鉆井平臺由于溫度突然下降而斷裂，造成巨大損失。通過測定材料在不同溫度下的沖擊吸收功，就可測出某種材料沖擊吸收功與溫度的關(guān)系曲線。如圖18所示，沖擊吸收功隨溫度降低而減小，在某個溫度區(qū)間，沖擊吸收功發(fā)生急劇下降，試樣斷口由韌性斷口過渡為脆性斷口，這個溫度區(qū)間就稱為韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。,圖18沖擊吸收功溫度曲線,3．沖擊韌性的用途AK是一個由強度和塑性共同決定的綜合性力學性能指標，零件設計時，雖不能直接計算，但它是一個重要參考。由于沖擊吸收功對材料內(nèi)部組織十分敏感，因此在生產(chǎn)、科研中得到廣泛應用。其主要應用如下1評定材料的低溫脆性情況，可以測定材料的韌脆轉(zhuǎn)變溫度范圍。,2評定材料的冶金質(zhì)量和熱加工產(chǎn)品質(zhì)量。通過測定AK和對試樣斷口進行分析，能揭示材料的內(nèi)部缺陷，如氣泡、夾渣、偏析等冶金缺陷和過熱、過燒、回火脆性等熱加工缺陷。這些缺陷使材料的沖擊吸收功明顯下降，因此，目前用沖擊試驗來檢驗冶煉、熱處理及各種熱加工工藝和產(chǎn)品的質(zhì)量。3評定材料對大能量沖擊載荷的抵抗能力。實踐表明，塑性、韌性越高，材料抵抗大能量沖擊的能力越強；但在小能量多次沖擊的情況下，決定材料抗沖擊能力的主導作用是強度，提高材料的沖擊吸收功值并不能有效提高使用壽命。,132斷裂韌性為了防止零件發(fā)生斷裂失效有關(guān)失效，可參閱本書第12章，通常以材料的屈服強度為依據(jù)，同時對材料的塑性指標、沖擊吸收功等提出一定的要求，即,式中，Σ為工作應力；Σ為許用應力；為安全系數(shù)。,1．應力場強度因子KI根據(jù)應力與裂紋擴展面的相互關(guān)系，裂紋擴展可分為三種基本形式如圖19所示張開型Ⅰ型、滑開型Ⅱ型和撕開型Ⅲ型。實際裂紋的擴展經(jīng)常是幾種方式的組合，張開型Ⅰ型最危險，最容易擴展而發(fā)生脆性斷裂。因此，這里就以這種方式來討論斷裂韌性。,圖19裂紋擴展的三種基本形式,材料內(nèi)部不可避免地存在各種缺陷夾雜、氣孔等，使材料內(nèi)部不連續(xù)，這些不連續(xù)處可看成材料的裂紋，在裂紋尖端前沿有應力集中產(chǎn)生，形成一個裂紋尖端應力場。用來衡量應力場強弱的參數(shù)稱為應力場強度因子KI，即,式中，KI為應力場強度因子，單位為MPAM1/2；Y為與裂紋形狀、加載方式及試樣類型有關(guān)的系數(shù)，一般Y1～2；A為裂紋長度的一半，Ⅰ型裂紋長度為2A。對中心有穿透裂紋的無限大平板，,2．斷裂韌度KIC應力場強度因子KI是一個與應力Σ和裂紋半長A有關(guān)的復合參數(shù)。對于一個有裂紋的試樣，在拉伸載荷作用下，Y值是一定的，當外力逐漸增大或裂紋長度逐漸擴展時，應力場強度因子KI也不斷增大，當應力場強度因子KI增大到某一值時，就可使裂紋前沿某一區(qū)域的內(nèi)應力大到足以使材料產(chǎn)生分離，從而導致裂紋突然失穩(wěn)擴展，即發(fā)生脆斷。這個應力場強度因子的臨界值稱為材料的斷裂韌度，用KIC表示。它表明了材料有裂紋存在時抵抗脆性斷裂的能力。,式中，ΣC為斷裂應力，是裂紋擴展的臨界狀態(tài)所對應的應力；AC為臨界裂紋尺寸，是裂紋擴展的臨界狀態(tài)所對應的裂紋尺寸。,當KI＞KIC時，裂紋失穩(wěn)擴展，發(fā)生脆斷；KIKIC時，裂紋處于臨界狀態(tài)；KI＜KIC時，裂紋擴展很慢或不擴展，不發(fā)生脆斷。斷裂韌度KIC是材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力。KIC越大，材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴展的能力越強，裂紋不易擴展，材料的斷裂韌性越好。斷裂韌度KIC可通過實驗測得，它是評價阻止裂紋失穩(wěn)擴展能力的力學性能指標。斷裂韌度KIC是材料的一種固有特性，與外加載荷大小、裂紋本身的大小、試樣尺寸等無關(guān)，而與材料本身的成分、熱處理及加工工藝有關(guān)。對于一定狀態(tài)下的材料而言，KIC是一個固定的常數(shù)，而KI則是變化的，它隨著載荷和裂紋尺寸的變化而變化，當載荷為零時，KI0。,3．斷裂韌度的應用斷裂韌性是強度和韌性的綜合體現(xiàn)，KIC是工程安全設計中防止低應力脆斷的重要依據(jù)，根據(jù)計算公式，它可以解決如下工程實際問題1確定零件或構(gòu)件的最大承載能力。如果探測出零件或構(gòu)件裂紋尺寸2A，根據(jù)試驗測定的KIC，可以計算出最大承載能力ΣC，為設計提供依據(jù)。,2確定零件允許的最大裂紋尺寸。根據(jù)材料的斷裂韌度KIC和工作情況得到零件或構(gòu)件的工作應力Σ，就可確定計算出臨界裂紋尺寸AC，為制定裂紋探傷標準提供依據(jù)。3確定零件或構(gòu)件的安全性。已知工作應力Σ和探傷得到的裂紋尺寸2A，就可計算出KI。這樣，在選擇材料時，材料的斷裂韌度KIC＞KI，為選材提供依據(jù)，也保證了零件或構(gòu)件的安全性。,,14疲勞強度,141疲勞及疲勞強度1．疲勞現(xiàn)象疲勞斷裂是指在變動載荷的作用下，零件經(jīng)過較長時間工作或多次應力循環(huán)后所發(fā)生的突然斷裂現(xiàn)象。變動應力通常包括交變應力和重復應力。交變應力如圖110所示是指應力的大小和方向隨著時間周期性變化的應力。變動應力的變化可以是周期性的、規(guī)律的變化，也可以是無規(guī)律的變化。許多零件，如齒輪、曲軸、彈簧和滾動軸承等，都是在交變應力下工作的。據(jù)統(tǒng)計，各類斷裂失效中，80是由于各種不同類型的疲勞破壞所造成的。,圖110交變應力示意圖,疲勞斷裂具有突然性，危害很大。人們對于疲勞的研究已經(jīng)有了很大的進展。疲勞斷裂的特點如下1疲勞斷裂是一種低應力脆斷，斷裂應力低于材料的屈服強度，甚至低于材料的彈性極限。2斷裂前，零件沒有明顯的塑性變形，即使伸長率Δ和斷面收縮率Ψ很高的塑性材料也是如此。3疲勞斷裂對材料的表面和內(nèi)部缺陷非常敏感，疲勞裂紋常在表面缺口如螺紋、刀痕、油孔等、脫碳層、夾渣物、碳化物及孔洞等處形成。4實驗數(shù)據(jù)分散性較大手冊上的數(shù)據(jù)是統(tǒng)計數(shù)據(jù)。,產(chǎn)生疲勞的原因，一般認為是由于零件應力高度集中的部位或材料本身強度較低的部位，在交變應力作用下產(chǎn)生了疲勞裂紋，并隨著應力循環(huán)周次的增加，裂紋不斷擴展使零件有效承載面積不斷減小，最后突然斷裂。零件疲勞失效的過程可分為疲勞裂紋產(chǎn)生、疲勞裂紋擴展和瞬時斷裂三個階段。疲勞斷口一般可明顯地分成三個區(qū)域，即疲勞源、疲勞裂紋擴展區(qū)和瞬時斷裂區(qū)，如圖111所示。,圖111疲勞斷口示意圖,2．疲勞強度大量實驗表明，材料所受的交變應力的最大值ΣMAX越大，則疲勞斷裂前所經(jīng)歷的應力循環(huán)次數(shù)N越低，反之越高。根據(jù)交變應力ΣMAX和應力循環(huán)次數(shù)N建立起來的曲線稱作疲勞曲線，如圖112所示。疲勞強度是指材料經(jīng)受無限次循環(huán)應力也不發(fā)生斷裂的最大應力值，記作ΣD，就是疲勞曲線中的平臺位置對應的應力。通常，材料的疲勞強度是在對稱彎曲條件下測定的，對稱彎曲疲勞強度記作Σ－1。實踐表明，如果107周次應力循環(huán)下，仍不發(fā)生疲勞斷裂，則在經(jīng)過相當多次的應力循環(huán)后一般也不會疲勞斷裂。GB433784規(guī)定，一般鋼鐵材料循環(huán)周次取107周次時能承受的最大循環(huán)應力為疲勞強度。,圖112疲勞曲線示意圖,一般非鐵金屬有色金屬、高強度鋼和腐蝕介質(zhì)作用下的鋼鐵材料的疲勞曲線沒有平臺，見圖112。這類材料的疲勞強度定義為在規(guī)定循環(huán)周次N0下，不發(fā)生疲勞斷裂的最大循環(huán)應力值稱為條件疲勞強度，記作。一般規(guī)定非鐵金屬N0取108，腐蝕介質(zhì)作用下的N0取106。金屬材料的疲勞強度受到很多因素的影響，如材料本質(zhì)、材料的表面質(zhì)量、工作條件、零件的形狀、尺寸及表面殘余壓應力等。,3．提高疲勞強度的途徑提高疲勞強度有以下途徑1合理地選擇材料。實踐證明，金屬材料在其他條件相同的情況下，疲勞強度隨抗拉強度的增加而增加。因此，那些能提高金屬材料抗拉強度的因素，一般也能提高疲勞強度。例如，結(jié)構(gòu)鋼中的含碳量，通常，含碳量越高，抗拉強度越高；結(jié)構(gòu)鋼中合金元素主要通過提高淬透性和改善組織來提高疲勞強度；細化晶粒、獲得下貝氏體及回火馬氏體等也可以提高疲勞強度。,2零件設計時形狀、尺寸合理。盡量避免尖角、缺口和截面突變，這些地方容易引起應力集中從而導致疲勞裂紋；另外，伴隨著尺寸的增加，材料的疲勞強度降低，強度越高，疲勞強度下降越明顯。3降低零件表面粗糙度，提高表面加工質(zhì)量。因為疲勞源多數(shù)位于零件的表面，應盡量減少表面缺陷氧化、脫碳、裂紋、夾雜等和表面加工損傷刀痕、磨痕、擦傷等。,4采用各種表面強化處理。如滲碳、滲氮、表面淬火、噴丸和滾壓等都可以有效地提高疲勞強度。這是因為表面強化處理不僅提高了表面疲勞強度，而且還在材料表面形成一定深度的殘余壓應力；在工作時，這部分壓應力可以抵消部分拉應力，使零件實際承受的拉應力降低，提高了疲勞強度。如圖113A所示，在彎曲疲勞試驗中，未強化表面的應力分布距表面一定距離內(nèi)，交變應力大于疲勞強度，該區(qū)域產(chǎn)生疲勞破壞；在圖113B中，表面的殘余壓應力抵消了部分交變應力，其合力用箭頭表示，這時的合力小于材料的疲勞強度，因此不會發(fā)生疲勞斷裂。,圖113表面強化提高疲勞強度示意圖,142不同形式的疲勞1．低周疲勞低周疲勞是指零件或構(gòu)件在較大應力接近、甚至于超過屈服強度作用下，導致在循環(huán)周次較低的情況下造成疲勞斷裂，一般為102～105周次，甚至幾十周次。低周疲勞在應力集中處會發(fā)生一定的塑性變形并不斷擴張直至斷裂。因此，提高低周疲勞壽命，應在滿足強度的要求下，設法提高材料的塑性，不能一味提高材料的強度；另外，表面強化對提高低周疲勞并不明顯。工程中有許多機件是由于低周疲勞而破壞的。例如，飛機起落架、常年陣風吹刮的橋梁、風暴席卷海船的殼體、經(jīng)常充氣的高壓容器等發(fā)生的疲勞常為低周疲勞。,2．熱疲勞零件工作時溫度循環(huán)變化而產(chǎn)生熱應力循環(huán)變化，熱應力循環(huán)變化造成的疲勞破壞稱為熱疲勞。工程上許多零件會由于熱疲勞而失效，例如，熱鍛模、熱擠壓模、壓鑄模、熱軋輥、汽輪機葉片、加熱爐零件、熱處理夾具等常產(chǎn)生熱疲勞。,熱應力產(chǎn)生的原因是由于溫度變化時，材料不能自由收縮或膨脹而導致的。如果零件整體可以自由收縮或膨脹，則不會產(chǎn)生熱應力。實際工作時，零件往往受熱不均勻，零件截面內(nèi)存在溫度差，一部分材料約束另一部分材料，于是就產(chǎn)生了熱應力。當熱應力超過材料的高溫彈性極限時，就會產(chǎn)生局部塑性變形，經(jīng)過一定的循環(huán)次數(shù)之后，這種循環(huán)的塑性變形就導致了零件的熱疲勞。提高熱疲勞的途徑有提高材料的塑韌性和高溫強度；降低材料的線膨脹系數(shù)；提高材料的導熱性；盡量避免零件工作時的應力集中等。,3．沖擊疲勞工程上受沖擊載荷的零件，很少只經(jīng)過一次或幾次沖擊就斷裂，大多是承受小能量多次沖擊的斷裂，一般大于105次。沖擊疲勞是指小能量多次沖擊導致的斷裂。沖擊疲勞不能用沖擊吸收功AKU或AKV來衡量，應采用沖擊疲勞抗力指標。大量試驗表明沖擊能量低時，提高材料的強度，可使沖擊疲勞抗力明顯提高；沖擊能量較大時，沖擊疲勞抗力主要取決于材料的塑性和韌性。例如，某鍛錘錘桿用40CR鋼油淬＋高溫回火，使用中常發(fā)生早期疲勞斷裂；后來改用鹽水淬火＋中溫回火，提高了強度，結(jié)果錘桿壽命明顯延長。,4．接觸疲勞接觸疲勞也稱疲勞磨損是指滾動軸承、齒輪及鋼軌等零件的接觸表面在交變壓應力長期作用下，引起零件表面疲勞剝落現(xiàn)象。接觸疲勞大多位于表層一定深度下，在材料的缺陷或薄弱處產(chǎn)生，也存在疲勞裂紋的產(chǎn)生和疲勞裂紋的擴展。接觸疲勞破壞形式有麻點剝落點蝕、淺層剝落和深層剝落三種形式。深度在01～02MM以下的針狀或痘狀凹坑稱為麻點剝落；深度在02～04MM的小片剝落稱為淺層剝落，剝塊底部大致和表面平行；深層剝落面積較大，剝落深度和表面強化層深度相當。,提高接觸疲勞強度的途徑有盡可能減少材料中的非金屬夾雜物；獲得適當?shù)男牟坑捕群捅韺佑捕龋m當?shù)膹娀瘜由疃?；使表面強化層中的化合物形態(tài)、大小、數(shù)量分布合理；提高表面加工質(zhì)量并保持良好的潤滑狀態(tài)。,5．腐蝕疲勞腐蝕疲勞是零件在腐蝕環(huán)境中承受變動載荷所產(chǎn)成的一種疲勞破壞現(xiàn)象。腐蝕疲勞是由于循環(huán)應力和腐蝕介質(zhì)共同作用造成的，比這兩個因素單獨作用時的危害性大得多。腐蝕疲勞是