做材料力学能检测的工作(金属材料力学性能检测有哪些)
一、材料力学检测什么指标
包括:弹性指标、硬度指标、强度指标、塑性指标、韧性指标、疲劳性能、断裂韧度。
一、弹性指标
1、正弹性模量
定义为理想材料有小形变时应力与相应的应变之比。E以单位面积上承受的力表示,单位为达因每平方厘米。模量的性质依赖于形变的性质。剪切形变时的模量称为剪切模量,用G表示;压缩形变时的模量称为压缩模量,用K表示;模量的倒数称为柔量,用J表示。
2、切变弹性模量
切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
3、比例极限
材料在弹性阶段分成线弹性和非线弹性两个部分,线弹性阶段材料的应力与变形完全为直线关系,其应力高点为比例极限,符号:σP。
4、弹性极限
材料受外力作用,在一定限度内,消除外力,仍能恢复原状,称为该材料弹性形变阶段。弹性极限即该材料保持弹性形变不产生永久形变时,所能承受的大的应力,用σe表示,单位为MPa(或N/mm²)。大多数金属零件可以通过热处理来提高其弹性极限。
二、强度性能指标
1、强度极限
物体在外力作用下发生破坏时出现的大应力,也可称为破坏强度或破坏应力。一般用标称应力来表示。根据应力种类的不同,可分为拉伸强度(σt)、压缩强度(σc)、剪切强度(σs)等。符号为σb,单位为MPa(或N/mm²)。
2、抗拉强度
试样在拉伸过程中,材料经过屈服阶段后进入强化阶段,随着横向截面尺寸明显缩小在拉断时所承受的大力(Fb),除以试样原横截面积(So)所得的应力(σ),称为抗拉强度或者强度极限(σb),单位为N/mm²(MPa)。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的大能力。
3、抗弯强度
指的是材料抵抗弯曲不断裂的能力。弯曲试验中测定材料的抗弯强度一般指试样破坏时拉伸侧表面的大正应力。在实验室中,对材料的抗弯强度进行测试一般采用三点抗弯法和四点抗弯法。其中四点测试要两个加载力,比较复杂;三点测试常用。
4、抗压强度
抗压强度代号σbc,指外力是压力时的强度极限。
5、抗剪强度
代号σc,指外力与材料轴线垂直,并对材料呈剪切作用时的强度极限。耐火材料中炮泥的抗剪强度称为蚀亚值,单位MPa。有专用的炮泥蚀亚值测试仪。
6、抗扭强度
用圆柱形材料试件作抗扭实验可求得扭矩和扭角的关系,相应大扭矩的大剪断应力叫抗扭强度。扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米N·m。
7、屈服极限(或者称屈服点)
试样在拉伸时,当应力超过弹性极限,即使应力不再增加,而试样仍继续发生明显的塑性变形,称此现象为屈服,而产生屈服现象时的小应力值即为屈服点。
8、屈服强度
金属材料发生屈服现象时的屈服极限,即抵抗微量塑性变形的应力。对于无明显屈服的金属材料,规定以产生0.2%残余变形的应力值为其屈服极限,称为条件屈服极限或屈服强度。
9、持久强度
在给定的温度下和规定时间内,试样发生断裂的应力值,用符号σ(T,t)表示。其中σ表示应力,单位为MPa;T为温度,单位为℃;t为时间,单位为h。
三、硬度性能指标
1、洛氏硬度
将压头(金刚石圆锥,钢球或者硬质合金球)按两个步骤(初实验力和主实验力)压入试样表面,经规定保持时间卸除主实验力,测量在初实验力下的残余痕深度h。
洛氏硬度没有单位,是一个无纲量的力学性能指标,其常用的硬度标尺有A、B、C三种,通常记作HRA、HRB、HRC,其表示方法为硬度数据+硬度符号,如50HRC。
2、维氏硬度
将相对面夹角为136°的正四棱锥金刚石压头以一定的载荷压入试样表面,并保持一定的时间后卸除试验力,所使用的载荷与试样表面上形成的压痕的面积之比。
报告维氏硬度值的标准格式为xHVy。例如185HV5中,185是维氏硬度值,5指的是测量所用的负荷值(单位:千克力)。
3、肖氏硬度
根据规定形状的压针在标准弹簧压力作用下,于规定时间内压入试样的深度转换成的硬度值,代号为HS。
四、塑性指标
1、伸长率(延伸率)
指在拉力作用下,密封材料硬化体的伸长量占原来长度的百分率(%)。弹性恢复率是指:密封材料硬化体产生的变形能否完全恢复的程度(%)。伸长率越大,且弹性恢复率越大,表明密封材料的变形适应性越好。代号:δ,单位:%。
2、断面收缩率
材料受拉力断裂时断面缩小,断面缩小的面积与原面积之比值叫断面收缩率,老标准JB/T 6396-1992中用ψ表示,新标准JB/T 6396-2006中用Z表示,单位为%。
五、韧性指标
1、冲击韧性
反映金属材料对外来冲击负荷的抵抗能力,一般由冲击韧性值(ak)和冲击功(Ak)表示,其单位分别为J/cm²和J(焦耳)。冲击韧性或冲击功试验(简称冲击试验),因试验温度不同而分为常温、低温和高温冲击试验三种;若按试样缺口形状又可分为"V"形缺口和"U"形缺口冲击试验两种。
2、冲击吸收功
指规定形状和尺寸的试样,在冲击试验力一次作用下折断时所吸收的功。
3、小能量多次冲击力
六、疲劳性能指标疲劳极限(或者称疲劳强度)
疲劳极限是材料学里的一个及重要的物理量,表现一种材料对周期应力的承受能力。在疲劳试验中,应力交变循环大至无限次,而试样仍不破损时的大应力叫疲劳极限。
七、断裂韧度性能
在弹塑性条件下,当应力场强度因子增大到某一临界值,裂纹便失稳扩展而导致材料断裂,这个临界或失稳扩展的应力场强度因子即断裂韧度。它反映了材料抵抗裂纹失稳扩展即抵抗脆断的能力。
参考资料来源:百度百科-力学性能
二、金属材料力学性能检测有哪些
金属材料力学性能检测
它们是衡量材料性能极其重要的指标。
1、强度:材料在外力(载荷)作用下,抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。
2、屈服点(бs):称屈服强度,指材料在拉抻过程中,材料所受应力达到某一临界值时,载荷不再增加变形却继续增加或产生0.2%L。时应力值,单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。
3、抗拉强度(бb)也叫强度极限指材料在拉断前承受大应力值。单位用牛顿/毫米2(N/mm2)表示。如铝锂合金抗拉强度可达689.5MPa
4、延伸率(δ):材料在拉伸断裂后,总伸长与原始标距长度的百分比。
工程上常将δ≥5%的材料称为塑性材料,如常温静载的低碳钢、铝、铜等;而把δ≤5%的材料称为脆性材料,如常温静载下的铸铁、玻璃、陶瓷等。
5、断面收缩率(Ψ)材料在拉伸断裂后、断面大缩小面积与原断面积百分比。
6、硬度:指材料抵抗其它更硬物压入其表面的能力,常用硬度按其范围测定分布氏硬度(HBS、HBW)和洛氏硬度(HRA、HRB、HRC)。
7、冲击韧性(Ak):材料抵抗冲击载荷的能力,单位为焦耳/厘米2(J/cm2)。
对低碳钢拉伸的应力——应变曲线分析
1.弹性:εe=σe/E,指标σe,E
2.刚性:△L=P·l/E·F抵抗弹性变形的能力强度
3.强度:σs---屈服强度,σb---抗拉强度
4.韧性:冲击吸收功Ak
5.延展性:
①.延性:是指材料的结构、构件或构件的某个截面从屈服开始到达大承载能力或到达以后而承载能力还没有明显下降期间的变形能力。
②.展性:指物体可以压成薄片的性质。
6.疲劳强度:交变负荷σ-1<σs
7.硬度 HR、HV、HB
三、材料力学是什么,难学吗
材料作为一个单独的学科,在国内大概是80年代才有的事情,所以很多系所都是从别的院系拆分出来重新组建的。各个高校,根据其学科特点,其材料系可谓千差万别。传统工科高校,做金属、陶瓷的比较多。有些化工强校,材料系就比较侧重高分子。有些土木强校,做建筑材料的就多些。而一些新兴高校,为了论文发表和短期拉升排名的因素,引进的师资几乎都是做纳米材料相关的所谓新材料。当然,这种趋势也蔓延到了传统理工科强校,但是传统高校多少还有些节*,一些二线高校就节*掉了一地捡都懒得捡了。所以,严格讲,你上了不同的高校的材料系,学习的内容可能千差万别。
材料的基础课十分浅显,门槛比较低。除了前两年的理工科基础必选课,材料系的专业基础课基本只有材料科学基础(包括晶体学、凝固原理、相变原理等)。某些理科强校,会开偏物理或化学的基础课,比如固体物理、分析化学这些,但是比对应的物理和化学系同样课程要浅显。除此之外,专业课程的难度非常低,以记忆性为主。
材料专业的考研率一直居高不下,和不理想的就业前景紧密联系在一起的。并且开设材料硕士和博士学位课程的重点高校非常多,导致硕士和博士也大量积压。近年来,各校从事纳米科学研究的教授越来越多,导致大量硕博士聚集在一个狭窄的领域。纳米科学的研究,总体**槛比较低,对数理的要求也不高,容易一涌而上。但是,工业界并没有足够多的岗位留给做这类研究的人,导致博士只能寻找高校或者研究所的职位。而硕士生,几乎只有转行一个出路。我在所谓世界排名第一的材料系做纳米材料研究博士毕业后,也是依靠我本科和硕士金属材料方面的背景,才进入航空业。这个问题,也不仅是中国存在,其他国家也有同样的问题。只是我们体量大,这个效应就放大了许多倍。
几点建议:
在校多学点数理方面的知识,转行的话用处会比较大。如果想转计算机相关的工作,编程的能力也要练习下。我硕士毕业的时候,也拿了美国某州立大学做计算材料的博士奖学金。其中一个原因就是我硕士选修了此类的英文授课课程,课程作业做得不错。教授作为业内知名人士,也帮我写了推荐信。另外,因为本科参加了一个科研项目,也做了些铁电薄膜的项目,也拿到香港某校电子系做半导体材料的奖学金。虽然因为种种原因没有去,但是有机会选择总是好的。
除非你打定主意去钢铁厂或者化工厂这类原材料生产商,我建议你根据自己的兴趣来选择性加强某些相关材料的知识。作为一个万金油专业,几乎各个行业都有对材料人才的需求。想去半导体厂的,就多选修或者自学半导体材料;想去航空航天的,轻质合金、高温合金和复合材料这些就多学点;想去汽车厂的,铝合金、复合材料、碳纤维之类的也可以多看点;想做土木类的,就多学点混凝土之类的。总之,万能*,总有一款适合你的。
实在不喜欢,还可以考虑去一些第三方检测和咨询公司。国内这个方面,也慢慢发展起来了。这个方面的好处是,容易逐渐塑造个人的品牌,有些经验自己出来单干做咨询也是可以的。