金属材料力学性能检测技术与应用 中国中车股份有限公司计量理化技术委员会 著 专业科技 文轩网

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高强度螺栓连接副力学性能试验135 8 .4 .1扭矩系数试验135 8 .4 .2紧固轴力试验136 8 .4 .3连接摩擦面抗滑移系数试验137 第9章测量不确定度141 9 .1测量不确定度的基本概念142 9 .2标准不确定度的评定方法142 9 .2 .1标准不确定度的测量模型142 9 .2 .2标准不确定度的A类评定143 9 .2 .3标准不确定度的B类评定144 9 .2 .4合成标准不确定度的计算146 9 .2 .5扩展不确定度的确定148 9 .3测量不确定度的评定方法149 9 .3 .1直接评定法149 9 .3 .2综合评定法151 9 .3 .3测量不确定度的评定步骤153 9 .4测量不确定度评定注意事项156 9 .4 .1A类和B类评定方法的选用问题156 9 .4 .2评定报告中Up和U的选用问题156 9 .4 .3测量结果及其不确定度有效位数的注意事项157 9 .4 .4日常检测工作中的测量不确定度评定问题158 9 .4 .5不确定度的报告与表示158 附录金属材料拉伸试验测量结果不确定度评定159 参考文献167